JP2012143045A

JP2012143045A - Control device of synchronous motor, and control device of synchronous generator

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Publication number: JP2012143045A
Application number: JP2010292604A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sawada; 正志澤田; Kazushige Sugimoto; 和繁杉本; Hirokazu Suzuki; 宏和鈴木; Naoki Miyake; 直樹三宅; Hiroyoshi Yamamoto; 浩義山本
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP5631200B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of a synchronous machine capable of preventing occurrence of an overcurrent when start control is started from the state in which a rotator of the synchronous machine is rotating.SOLUTION: The control device of a synchronous generator rectifies an AC power supplied from a synchronous generator by using a converter circuit, and then outputs DC voltage to a load after rectification. Here, a gate signal is generated for the converter circuit, to control the rectification of the AC power which is generated by the synchronous generator. A current that flows from the synchronous generator to the converter circuit is detected. The angle of a magnetic pole of the synchronous generator is roughly estimated based on the detected current until the DC voltage comes to be a predetermined value or higher. Based on the angle of magnetic pole that has been roughly estimated, an initial value of an output voltage of the converter circuit is decided, and then the sensorless control of the converter circuit is started.

Description

本発明は、角度センサレスの同期機について、回転子が回転した状態から始動制御することができる、同期電動機の制御装置、及び同期発電機の制御装置に関する。 The present invention relates to a synchronous motor control device and a synchronous generator control device capable of starting control of a synchronous machine without an angle sensor from a state where a rotor rotates.

従来技術において、同期機を角度センサレスにより駆動する際、その始動時に既に同期機が回転している場合がある。例えば、車両換気装置における瞬時停電後や、発電機回転時に発電制御を開始する場合である。その際、誘起電圧（速度に比例）の振幅、位相がわからずに制御を開始すると、インバータ電圧の大きさ、位相が合わないために過電流が流れ、また直流部が過電圧になり、装置に多大な負荷をかけることとなる。 In the prior art, when a synchronous machine is driven without an angle sensor, the synchronous machine may already be rotating at the time of starting. For example, it is a case where power generation control is started after an instantaneous power failure in the vehicle ventilation device or when the generator rotates. At that time, if control is started without knowing the amplitude and phase of the induced voltage (proportional to the speed), the inverter voltage magnitude and phase do not match, so an overcurrent flows, and the DC section becomes overvoltage, A great load is applied.

上記の問題点を解決する方法として、従来以下の対策が採られてきた。
（１）線間電圧センサを用いる。
（２）初期電流を流し、それによりすばやく推定する。
（３）容量の大きな部品を用いる。 Conventionally, the following measures have been taken as a method for solving the above problems.
(1) A line voltage sensor is used.
(2) An initial current is passed and thereby estimated quickly.
(3) Use parts with large capacity.

特開２００４−２１５４６６号公報。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-215466. 特開２０１０−０３５３０６号公報。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-035306. 特開２００７−０６８３４５号公報。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-068345.

しかしながら、これらの方法には次の問題点がある。
（１）線間電圧センサが必要となり、コストダウン効果が薄れる。
（２）初期電流を流す場合には、その電流量を能動的に抑制することが困難である。
（３）容量の大きな部品を用いる場合には、装置サイズが大きく、重量も重くなる。 However, these methods have the following problems.
(1) A line voltage sensor is required and the cost reduction effect is reduced.
(2) When an initial current is passed, it is difficult to actively suppress the current amount.
(3) When a component having a large capacity is used, the apparatus size is large and the weight is also increased.

ここで、従来技術には、以下の３つの方法がある。
（１）第１の従来例：特許文献１に開示されているように、インバータのある相を短絡させる方法。
（２）第２の従来例：特許文献２に開示されているように、別途電圧センサを設置する方法。
（３）第３の従来例：ゼロ電流制御による方法。 Here, there are the following three methods in the prior art.
(1) First conventional example: As disclosed in Patent Document 1, a method of short-circuiting a phase with an inverter.
(2) Second conventional example: a method of separately installing a voltage sensor as disclosed in Patent Document 2.
(3) Third conventional example: Method by zero current control.

第１の従来例ではＩＧＢＴを短絡させることが必要であり、第２の従来例では別途電圧センサを必要である。 In the first conventional example, it is necessary to short-circuit the IGBT, and in the second conventional example, a separate voltage sensor is required.

また、第３の従来例では、制御開始時の瞬時過大電流を抑制する手段の解決にはならず、それを解決する手段として、本発明者らは、特許文献３において、「インバータ回路から交流電力を与えることによって同期電動機を回転駆動する同期電動機の制御装置であって、同期電動機を流れる電流に基づいて、同期電動機の回転子の磁極の角速度と角度位置とを推定する推定部と、推定部によって推定された磁極の角速度と角度位置とに基づいて、磁極の角速度が予め定められる角速度となるように、インバータ回路にゲート信号を与える制御部とを有し、制御部は、推定部が推定を開始したときのインバータ回路におけるデッドタイムを、推定部が推定を開始してから予め定める条件が成立した後の通常推定期間でのインバータ回路におけるデッドタイムよりも広くすることを特徴とする同期電動機の制御装置」を提案している。 Further, in the third conventional example, the means for suppressing the instantaneous excessive current at the start of the control is not a solution. As a means for solving the problem, the present inventors have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-209443 as “AC from inverter circuit”. A control device for a synchronous motor that rotationally drives a synchronous motor by applying electric power, and an estimation unit that estimates an angular velocity and an angular position of a magnetic pole of a rotor of the synchronous motor based on a current flowing through the synchronous motor, and an estimation And a control unit that provides a gate signal to the inverter circuit so that the angular velocity of the magnetic pole becomes a predetermined angular velocity based on the angular velocity and the angular position of the magnetic pole estimated by the unit. The dead time in the inverter circuit when the estimation is started is determined in the inverter circuit in the normal estimation period after a predetermined condition is satisfied after the estimation unit starts estimation. It proposes a control system for a synchronous motor, wherein "to be wider than the dead time.

しかしながら、第３の従来例では、上記制御部が推定を開始したときのインバータ回路におけるデッドタイムを制御するために当該制御処理が比較的複雑であるという問題点があった。 However, the third conventional example has a problem that the control process is relatively complicated in order to control the dead time in the inverter circuit when the control unit starts estimation.

なお、このような問題は、回転した状態で同期機の始動制御を開始する同期機の制御装置全般に生じる。例えば同期発電機を用いた風力発電装置におけるコンバータ制御なども同様の問題が生じる。 Such a problem occurs in all synchronous machine control devices that start the synchronous machine in a rotated state. For example, the same problem occurs in converter control in a wind power generator using a synchronous generator.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、同期機の回転子が回転した状態から始動制御を開始するときに、過電流が発生することを防ぐことができ、しかも制御処理が従来技術に比較して簡単である、同期電動機の制御装置、及び同期発電機の制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and can prevent the occurrence of overcurrent when starting control is started from the state in which the rotor of the synchronous machine is rotated, and the control processing is performed in the prior art. It is to provide a control device for a synchronous motor and a control device for a synchronous generator, which are simpler in comparison.

第一の発明に係る同期電動機の制御装置は、直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路から交流電力を与えることによって同期電動機を回転駆動する同期電動機の制御装置において、
上記直流電源と並列にスイッチを介して接続された放電抵抗と、
上記インバータ回路のためのゲート信号を発生して同期電動機を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、
上記スイッチをオンすることにより上記放電抵抗に放電して上記直流電圧を低下させ、
上記同期電動機から上記インバータ回路に流れ込む電流を検出し、
上記検出された電流に基づいて、上記同期電動機の磁極の角度を粗推定し、
上記粗推定された磁極の角度に基づいてインバータの出力電圧の初期値を決定した後、上記インバータ回路のセンサレス制御を始動することを特徴とする。 A control apparatus for a synchronous motor according to a first invention is a control apparatus for a synchronous motor that rotationally drives a synchronous motor by applying AC power from an inverter circuit that converts a DC voltage from a DC power source into an AC voltage.
A discharge resistor connected in parallel with the DC power source via a switch;
Control means for generating a gate signal for the inverter circuit and controlling the synchronous motor;
The control means includes
By turning on the switch, the discharge resistor is discharged to reduce the DC voltage,
Detect current flowing from the synchronous motor into the inverter circuit,
Based on the detected current, roughly estimate the angle of the magnetic pole of the synchronous motor,
After the initial value of the output voltage of the inverter is determined based on the roughly estimated magnetic pole angle, sensorless control of the inverter circuit is started.

上記同期電動機の制御装置において、上記制御手段は、好ましくは、上記粗推定された磁極の角度に基づいて、磁極の角速度と角度を推定した後、上記インバータ回路のセンサレス制御を始動してもよい。 In the synchronous motor control device, the control means may preferably start sensorless control of the inverter circuit after estimating the angular velocity and angle of the magnetic pole based on the roughly estimated angle of the magnetic pole. .

また、上記同期電動機の制御装置において、好ましくは、上記インバータ回路と上記同期電動機との間に、高調波成分を除去する高調波フィルタを備え、
上記制御手段は、上記同期電動機から上記高調波フィルタに流れ込む電流を検出してもよい。 In the synchronous motor control device, preferably, a harmonic filter for removing harmonic components is provided between the inverter circuit and the synchronous motor,
The control means may detect a current flowing from the synchronous motor into the harmonic filter.

第二の発明に係る同期発電機の制御装置は、同期発電機から与えられる交流電力をコンバータ回路によって整流して、整流後の直流電圧を負荷に出力する同期発電機の制御装置において、
上記コンバータ回路のためのゲート信号を発生して上記同期発電機から発電される交流電力の整流を制御する制御手段を備え、
上記制御手段は、
上記同期発電機から上記コンバータ回路に流れ込む電流を検出し、
上記直流電圧が所定値以上となるまでに、上記検出された電流に基づいて、上記同期発電機の磁極の角度を粗推定し、
上記粗推定された磁極の角度に基づいてコンバータ回路の出力電圧の初期値を決定した後、上記コンバータ回路のセンサレス制御を始動することを特徴とする。 In the synchronous generator control device according to the second invention, the AC power supplied from the synchronous generator is rectified by a converter circuit and the rectified DC voltage is output to the load.
Control means for generating a gate signal for the converter circuit and controlling rectification of AC power generated from the synchronous generator;
The control means includes
Detect current flowing from the synchronous generator into the converter circuit,
Until the DC voltage becomes a predetermined value or more, based on the detected current, roughly estimate the angle of the magnetic pole of the synchronous generator,
After the initial value of the output voltage of the converter circuit is determined based on the roughly estimated magnetic pole angle, sensorless control of the converter circuit is started.

上記同期発電機の制御装置において、上記制御手段は、好ましくは、上記直流電圧が所定値以上となるまでに、上記粗推定された磁極の角度に基づいて、磁極の角速度と角度を推定した後、上記コンバータ回路のセンサレス制御を始動してもよい。 In the synchronous generator control device, the control means preferably estimates the magnetic pole angular velocity and angle based on the roughly estimated magnetic pole angle until the DC voltage becomes a predetermined value or more. The sensorless control of the converter circuit may be started.

また、上記同期発電機の制御装置において、好ましくは、上記コンバータ回路と上記同期発電機との間に、高調波成分を除去する高調波フィルタを備え、
上記制御手段は、上記同期発電機から上記高調波フィルタに流れ込む電流を検出してもよい。 In the synchronous generator control device, preferably, a harmonic filter for removing harmonic components is provided between the converter circuit and the synchronous generator,
The control means may detect a current flowing from the synchronous generator into the harmonic filter.

さらに、上記同期発電機の制御装置において、好ましくは、上記コンバータ回路の出力と並列にスイッチを介して接続された放電抵抗をさらに備え、
上記制御手段は、上記直流電圧が所定値に達し、上記電流が流れなくなった場合に上記スイッチをオンすることにより上記電流を継続供給してもよい。 Furthermore, in the synchronous generator control device, preferably further comprising a discharge resistor connected in parallel with the output of the converter circuit through a switch,
The control means may continuously supply the current by turning on the switch when the DC voltage reaches a predetermined value and the current stops flowing.

従って、本発明に係る同期電動機の制御装置によれば、同期電動機の磁極の角速度及び角度位置を推定することによって、磁極の角速度及び角度位置を実測するためのセンサを必要とせず、構造を簡略化することができ、大幅なコストダウンを見込めるとともにメンテナンス性を向上することができる。さらに、回転子が停止するまで待たずに、インバータ回路の制御を開始することができるので、時間的ロスをなくすことができる。またさらに、同期電動機においては、通常はできなかった回転停止前のインバータ始動が可能となる。 Therefore, according to the synchronous motor control device of the present invention, by estimating the angular velocity and angular position of the magnetic pole of the synchronous motor, a sensor for actually measuring the angular velocity and angular position of the magnetic pole is not required, and the structure is simplified. Therefore, it is possible to expect a significant cost reduction and improve maintainability. Furthermore, since the control of the inverter circuit can be started without waiting for the rotor to stop, time loss can be eliminated. Furthermore, in the synchronous motor, it is possible to start the inverter before stopping rotation, which was not normally possible.

また、同期電動機において制御装置の電源が断続するような環境においても適切な電動機制御がなされる。さらに、同期電動機においては、特に、鉄道車両の電源は、瞬時電圧低下による電源の一時的な喪失があるが、このような場合でも電源回復後モータの制御が速やかになされる。このため、例えば換気装置においては、モータの回転を一時的に停止あるいは減速せずに済むため、所定の換気制御あるいは車内圧力制御が中断する時間が短縮される。 In addition, appropriate motor control is performed even in an environment where the power supply of the control device is intermittent in the synchronous motor. Furthermore, in a synchronous motor, in particular, the power supply of a railway vehicle has a temporary loss of power due to an instantaneous voltage drop. Even in such a case, the motor is quickly controlled after the power supply is restored. For this reason, for example, in a ventilator, it is not necessary to temporarily stop or decelerate the rotation of the motor, so that the time during which predetermined ventilation control or in-vehicle pressure control is interrupted is shortened.

また、本発明に係る同期発電機の制御装置によれば、始動時に電力が供給されていないような環境における発電装置においても適切に同期発電機を起動することができ、また、センサレス制御を始動することができる。また、同期発電機の磁極の角速度及び角度位置を推定することによって、磁極の角速度及び角度位置を実測するためのセンサを必要とせず、構造を簡略化することができ、大幅なコストダウンを見込めるとともにメンテナンス性を向上することができる。回転子が回転している状態から、コンバータ回路の制御を開始することができるので、時間的ロス及びエネルギーロスをなくすことができる。 Further, according to the synchronous generator control device of the present invention, the synchronous generator can be appropriately started even in a power generator in an environment where power is not supplied at the time of starting, and sensorless control is started. can do. Moreover, by estimating the angular velocity and angular position of the magnetic pole of the synchronous generator, a sensor for measuring the angular velocity and angular position of the magnetic pole is not required, the structure can be simplified, and a significant cost reduction can be expected. At the same time, maintainability can be improved. Since the control of the converter circuit can be started from the state where the rotor is rotating, time loss and energy loss can be eliminated.

また、同期発電機においては、タービン発電機や風力発電機などは、本来なら始動時には外部からの電源供給は必要ない。ところが、先に同期発電機を回してしまうと、発電機回転時にセンサレス制御を開始することになるが、この場合であっても適切に、同期発電機から発電される電力の整流制御処理を行うことができる。 Further, in a synchronous generator, a turbine generator, a wind power generator, and the like originally do not require external power supply when starting. However, if the synchronous generator is turned first, sensorless control is started when the generator rotates. Even in this case, the rectification control processing of the electric power generated from the synchronous generator is appropriately performed. be able to.

本発明の第１の実施形態に係る電動機駆動制御システム２０の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an electric motor drive control system 20 according to a first embodiment of the present invention. 図１のＰＷＭインバータ回路２２の回路構成の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of a PWM inverter circuit 22 in FIG. 1. 図１の制御装置２４によって実行される同期電動機の駆動制御処理を示すフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart which shows the drive control process of the synchronous motor performed by the control apparatus 24 of FIG. 図１の制御装置２４によって実行される同期電動機の磁極角度の粗推定処理を示すフローチャートの一例である。It is an example of the flowchart which shows the rough estimation process of the magnetic pole angle of the synchronous motor performed by the control apparatus 24 of FIG. 図１の制御装置２４の角度推定部２４Ａの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 24 A of angle estimation parts of the control apparatus 24 of FIG. 図１の電動機駆動制御システム２０の動作例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation example of the electric motor drive control system 20 of FIG. 本発明の第２の実施形態に係る発電制御システム１２０の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power generation control system 120 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の変形例に係る発電制御システム１２０の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power generation control system 120 which concerns on the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 図７の発電制御システム１２０の動作例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation example of the electric power generation control system 120 of FIG. 本発明の第３の実施形態に係る電動機駆動制御システム２０Ａの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 20 A of electric motor drive control systems which concern on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係る発電制御システム１２０Ａの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 120 A of electric power generation control systems which concern on the 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。以下の各実施形態については、本発明の一例を示しているものであり、本発明はこれに限らない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component. About each following embodiment, an example of this invention is shown and this invention is not restricted to this.

第１の実施形態．
図１は本発明の第１の実施形態に係る電動機駆動制御システム２０の構成を示すブロック図である。本実施形態では、電動機駆動制御システム２０は、同期電動機２１を用いて電車車両を換気する換気装置に用いられる。この場合、車両がセクションを通過するときには車両に電力が供給されず、制御システム２０は、瞬時停電状態となる。そしてセクション通過後には、制御システム２０は、再び電力が供給され、同期電動機の回転制御を再開する。このとき、制御システム２０は、同期電動機の回転子が回転した状態で、同期電動機の回転制御を開始することになる。制御システム２０は、上述の課題を解決するため、直流電源２３の電圧を十分に下げるためにスイッチ３２をオンして放電しておき、同期電動機２１の誘起電圧と直流母線電圧との電位差により流れる電流Ｉｕ，Ｉｖを電流センサ２８ａ，２８ｂにより検出することで、同期電動機２１の磁極の角度を推定し、その推定角度を使って、パルス幅変調インバータ回路（以下、ＰＷＭインバータ回路という。）２２のセンサレス制御を始動することを特徴としている。 First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electric motor drive control system 20 according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the electric motor drive control system 20 is used in a ventilation device that ventilates a train vehicle using the synchronous motor 21. In this case, when the vehicle passes through the section, power is not supplied to the vehicle, and the control system 20 enters an instantaneous power failure state. Then, after passing through the section, the control system 20 is supplied with power again, and resumes rotation control of the synchronous motor. At this time, the control system 20 starts the rotation control of the synchronous motor with the rotor of the synchronous motor rotating. In order to solve the above-described problem, the control system 20 turns on the switch 32 to sufficiently reduce the voltage of the DC power supply 23 and discharges it, and flows due to the potential difference between the induced voltage of the synchronous motor 21 and the DC bus voltage. By detecting the currents Iu and Iv with the current sensors 28a and 28b, the angle of the magnetic pole of the synchronous motor 21 is estimated, and the pulse width modulation inverter circuit (hereinafter referred to as a PWM inverter circuit) 22 is estimated using the estimated angle. It is characterized by starting sensorless control.

電動機駆動制御システム２０は、同期電動機２１と、ＰＷＭインバータ回路２２と、直流電源２３と、制御装置２４とを備えて構成される。同期電動機２１は、３相同期モータであり、回転子の角速度を検出するための角度センサが存在せずに、角度センサレスに構成される。例えば、同期電動機２１として円筒形ブラシレスＤＣモータが用いられる。直流電源２３は予め定める直流電力を生成する回路であり、直流電源２３とは並列に電圧センサ２９が設けられる。電圧センサ２９は、直流電源２３からＰＷＭインバータ回路２２に印加される電圧を検出して、その検出電圧を示す直流母線電圧センサ信号を制御装置２４に出力する。また、直流電源２３とは並列に、放電抵抗３１とスイッチ３２の直列回路が設けられる。制御装置２４はスイッチ３２のオン・オフを制御するとともに、直流母線電圧センサ信号及び２つの電流センサ信号に基づいて３個のゲート信号を発生してＰＷＭインバータ回路２２に出力することで、同期電動機２１の回転子が所望の角速度で回転するように同期電動機２１に与える交流電圧を調整する。 The motor drive control system 20 includes a synchronous motor 21, a PWM inverter circuit 22, a DC power supply 23, and a control device 24. The synchronous motor 21 is a three-phase synchronous motor, and is configured without an angle sensor without an angle sensor for detecting the angular velocity of the rotor. For example, a cylindrical brushless DC motor is used as the synchronous motor 21. The DC power supply 23 is a circuit that generates predetermined DC power, and a voltage sensor 29 is provided in parallel with the DC power supply 23. The voltage sensor 29 detects a voltage applied to the PWM inverter circuit 22 from the DC power source 23 and outputs a DC bus voltage sensor signal indicating the detected voltage to the control device 24. A series circuit of a discharge resistor 31 and a switch 32 is provided in parallel with the DC power source 23. The control device 24 controls on / off of the switch 32, generates three gate signals based on the DC bus voltage sensor signal and the two current sensor signals, and outputs them to the PWM inverter circuit 22. The AC voltage applied to the synchronous motor 21 is adjusted so that the rotor 21 rotates at a desired angular velocity.

図２は図１のＰＷＭインバータ回路２２の回路構成の一例を示す回路図である。図２において、ＰＷＭインバータ回路２２は、例えば三相のブリッジ回路によって実現される。ＰＷＭインバータ回路２２は、直流電源２３から与えられる直流電力を、３相の交流電力に変換して同期電動機２１に与える。ＰＷＭインバータ回路２２は、３つの出力端子２５ａ，２５ｂ，２５ｃを有し、それらが接続経路２７ａ，２７ｂ，２７ｃを介して、同期電動機２１の３つの端子２６ａ，２６ｂ，２６ｃにそれぞれ接続される。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the circuit configuration of the PWM inverter circuit 22 of FIG. In FIG. 2, the PWM inverter circuit 22 is realized by, for example, a three-phase bridge circuit. The PWM inverter circuit 22 converts the DC power supplied from the DC power source 23 into three-phase AC power and supplies it to the synchronous motor 21. The PWM inverter circuit 22 has three output terminals 25a, 25b, and 25c, which are connected to the three terminals 26a, 26b, and 26c of the synchronous motor 21 via connection paths 27a, 27b, and 27c, respectively.

ＰＷＭインバータ回路２２は、交流電流を各接続経路２７ａ〜２７ｃにそれぞれ流すための複数のスイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌが設けられる。スイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌは、制御装置２４からゲート信号が与えられることによって、オン・オフ状態が切り換えられる。各スイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌは、オン状態でスイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌの両端の端子間を導通状態とし、オフ状態でスイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌの両端の端子間を遮断状態とする。本実施形態では、各スイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌは、トランジスタによって実現される。各スイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌにはそれぞれ、逆並列にダイオードＤ_１Ｕ，Ｄ_２Ｕ，Ｄ_３Ｕ，Ｄ_１Ｌ，Ｄ_２Ｌ，Ｄ_３Ｌが接続される。なお、図２のＰＷＭインバータ回路２２の構成は本実施形態の一例であって、本発明はこれに限らない。 The PWM inverter circuit 22 is provided with a plurality of switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L for allowing an alternating current to flow through the connection paths 27a to 27c, respectively. The switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , and Tr _3L are switched on and off by receiving a gate signal from the control device 24. Each of the switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L is in an on state between the terminals at both ends of the switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L. In the off state, the terminals at both ends of the switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L are cut off in the off state. In the present embodiment, each switching element Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L is realized by a transistor. Diodes D _1U , D _2U , D _3U , D _1L , D _2L , D _3L are connected in antiparallel to the switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L , respectively. The configuration of the PWM inverter circuit 22 in FIG. 2 is an example of this embodiment, and the present invention is not limited to this.

制御装置２４は、パルス幅変調したゲート信号を各スイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌに与えることによって、１２０度ずつ位相がずれた正弦波形の交流電流を各接続経路２７ａ〜２７ｃに流すことができる。このような交流電流を各接続経路２７ａ〜２７ｃに流すことによって、同期電動機２１の回転子を回転駆動する。制御装置２４は、ゲート信号を調整することで同期電動機２１の回転子の速度を変更することができる。 The control device 24 applies a pulse-width-modulated gate signal to each of the switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L , so that a sinusoidal alternating current whose phase is shifted by 120 degrees is supplied. It can flow to each connection path 27a-27c. By flowing such an alternating current through the connection paths 27a to 27c, the rotor of the synchronous motor 21 is rotationally driven. The control device 24 can change the speed of the rotor of the synchronous motor 21 by adjusting the gate signal.

ＰＷＭインバータ回路２２と同期電動機２１とを接続する３つの接続経路２７ａ〜２７ｃのうちの２つの接続経路２７ａ，２７ｃには、電流センサ２８ａ，２８ｃが介在される。第１の電流センサ２８ａは、３つのうち１つの接続経路２７ａを流れる電流を実測し、実測値を第１電流センサ信号として制御装置２４に与える。第２の電流センサ２８ｃは、３つのうち他の１つの接続経路２７ｃを流れる電流を実測し、実測値を第２電流センサ信号として制御装置２４に与える。このように各電流センサ２８ａ，２８ｃは、ＰＷＭインバータ回路２２から同期電動機２１に流れる電流を実測し、実測した実測値を電流センサ信号として制御装置２４に与える。 Current sensors 28 a and 28 c are interposed in two connection paths 27 a and 27 c among the three connection paths 27 a to 27 c that connect the PWM inverter circuit 22 and the synchronous motor 21. The first current sensor 28a measures the current flowing through one of the three connection paths 27a, and gives the measured value to the control device 24 as a first current sensor signal. The second current sensor 28c measures the current flowing through the other connection path 27c among the three, and gives the measured value to the control device 24 as the second current sensor signal. In this way, each of the current sensors 28a and 28c measures the current flowing from the PWM inverter circuit 22 to the synchronous motor 21, and gives the actually measured value to the control device 24 as a current sensor signal.

制御装置２４は、電圧センサ２９から与えられる直流母線電圧センサ信号と、電流センサ２８から与えられる各電流センサ信号とを取得する。制御装置２４は、取得した電流センサ信号に基づいて、同期電動機２１を流れる電流実測値を判断する。また制御装置２４は、制御装置２４を駆動するための電源装置からの電源供給が停止したあとに電源供給が開始されると、セクション通過を判断し、同期電動機２１からＰＷＭインバータ回路２２に流れ込む電流が一定値以上であれば、回転子の磁極の角速度及び角度位置の推定開始を判断する。このほか、他の装置から制御開始指令に基づいて、推定開始のタイミングを判断してもよい。 The control device 24 acquires a DC bus voltage sensor signal given from the voltage sensor 29 and each current sensor signal given from the current sensor 28. The control device 24 determines an actual measurement value of the current flowing through the synchronous motor 21 based on the acquired current sensor signal. When the power supply is started after the power supply from the power supply device for driving the control device 24 is stopped, the control device 24 determines that the section has passed and the current flowing from the synchronous motor 21 into the PWM inverter circuit 22 If is equal to or greater than a certain value, it is determined whether to start estimation of the angular velocity and angular position of the magnetic poles of the rotor. In addition, the estimation start timing may be determined based on a control start command from another device.

制御装置２４は、同期電動機２１を流れる電流実測値に基づいて、同期電動機２１の回転子の磁極の角速度と角度位置とを推定し、推定された磁極の角速度と角度位置とに基づいて、磁極の角速度が予め定められる角速度となるように、ＰＷＭインバータ回路２２の各スイッチング素子Ｔｒ_１Ｕ，Ｔｒ_２Ｕ，Ｔｒ_３Ｕ，Ｔｒ_１Ｌ，Ｔｒ_２Ｌ，Ｔｒ_３Ｌにゲート信号をそれぞれ与える。ここで、制御装置２４は、磁極の角速度と角度位置との粗推定を行う粗推定処理（図４）を備えている。さらに、例えば、粗推定処理による結果に基づいて精密な角度推定値を推定するフィルタによる角度推定部２４Ａ（図５）を備えて構成されてもよい。そして、角度推定部２４Ａの結果に基づいてＰＷＭインバータ回路２２を介して同期電動機２１を制御する。 The control device 24 estimates the angular velocity and the angular position of the magnetic pole of the rotor of the synchronous motor 21 based on the actual measured value of the current flowing through the synchronous motor 21, and the magnetic pole based on the estimated angular velocity and angular position of the magnetic pole The gate signals are given to the switching elements Tr _1U , Tr _2U , Tr _3U , Tr _1L , Tr _2L , Tr _3L of the PWM inverter circuit 22 so that the angular velocity of the PWM inverter circuit 22 becomes a predetermined angular velocity. Here, the control device 24 includes a rough estimation process (FIG. 4) for performing rough estimation of the angular velocity and the angular position of the magnetic pole. Furthermore, for example, an angle estimation unit 24A (FIG. 5) using a filter that estimates a precise angle estimation value based on the result of the rough estimation process may be provided. Then, the synchronous motor 21 is controlled via the PWM inverter circuit 22 based on the result of the angle estimation unit 24A.

図３は図１の制御装置２４によって実行される同期電動機の駆動制御処理を示すフローチャートの一例である。図３において、ステップＳ１は、同期電動機２１が回転している状況を示しており、ステップＳ２において同期電動機２１の磁極角度を粗推定する粗推定処理（図４）を開始し、ステップＳ３において上記粗推定処理により同期電動機２１の磁極角度推定の初期値及びＰＷＭインバータ回路２２の出力電圧の開始点を決定し、ステップＳ４において同期電動機２１の磁極角度推定の初期値及びＰＷＭインバータ回路２２の出力電圧の開始点を決定したか否かが判断され、ＹＥＳであればステップＳ５に進む一方、ＮＯであれば、ステップＳ３の処理に戻る。次いで、ステップＳ５において公知の方法によりＰＷＭインバータ回路２２の速度制御及び過電圧防止制御処理を行い、ステップＳ６においてＰＷＭインバータ回路２２の動作を開始する。 FIG. 3 is an example of a flowchart showing a drive control process of the synchronous motor executed by the control device 24 of FIG. In FIG. 3, step S1 shows a situation where the synchronous motor 21 is rotating. In step S2, a rough estimation process (FIG. 4) for roughly estimating the magnetic pole angle of the synchronous motor 21 is started. The initial value of the magnetic pole angle estimation of the synchronous motor 21 and the starting point of the output voltage of the PWM inverter circuit 22 are determined by the rough estimation process, and the initial value of the magnetic pole angle estimation of the synchronous motor 21 and the output voltage of the PWM inverter circuit 22 are determined in step S4. It is determined whether or not the starting point is determined. If YES, the process proceeds to step S5. If NO, the process returns to step S3. Next, in step S5, speed control and overvoltage prevention control processing of the PWM inverter circuit 22 is performed by a known method, and operation of the PWM inverter circuit 22 is started in step S6.

図４は図１の制御装置２４によって実行される同期電動機の磁極角度の粗推定処理を示すフローチャートの一例である。図４の粗推定処理は、電流センサ２８ａにより検出された検出電流Ｉｕと、電流センサ２８ｂにより検出された検出電流Ｉｖとに基づいて、同期電動機２１の磁極角度を粗推定する。 FIG. 4 is an example of a flowchart showing a rough estimation process of the magnetic pole angle of the synchronous motor executed by the control device 24 of FIG. The rough estimation process in FIG. 4 roughly estimates the magnetic pole angle of the synchronous motor 21 based on the detected current Iu detected by the current sensor 28a and the detected current Iv detected by the current sensor 28b.

図４において、まず、ステップＳ１１において、検出電流Ｉｕ＞しきい値電流Ｉｕｓｔであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１５に進む。ここで、Ｉｕｓｔは例えば定格電流の２％値であるしきい値電流（設定値）であり、ゼロにすると判定動作が不安定になるために、このような微小しきい値を用いている。次いで、ステップＳ１２において、検出電流Ｉｖ＞しきい値電流−Ｉｕｓｔであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１３において角度推定値θｃｅを４π／３と判断して終了する一方、ＮＯのときはステップＳ１４において角度推定値θｃｅを５π／３と判断して終了する。また、ステップＳ１５において、検出電流Ｉｕ＞しきい値電流−Ｉｕｓｔであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１９に進む。次いで、ステップＳ１６において、検出電流Ｉｖ＞しきい値電流Ｉｕｓｔであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１７において角度推定値θｃｅをπ／３と判断して終了する一方、ＮＯのときはステップＳ１８において角度推定値θｃｅを２π／３と判断して終了する。さらに、ステップＳ１９において、検出電流Ｉｖ＞しきい値電流Ｉｕｓｔであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ２０において角度推定値θｃｅを０と判断して終了する一方、ＮＯのときはステップＳ２１において角度推定値θｃｅをπと判断して終了する。 In FIG. 4, first, in step S11, it is determined whether or not the detected current Iu> threshold current Iust. If YES, the process proceeds to step S12, and if NO, the process proceeds to step S15. Here, Iust is, for example, a threshold current (set value) that is a value of 2% of the rated current, and when it is set to zero, the determination operation becomes unstable. Therefore, such a small threshold is used. Next, in step S12, it is determined whether or not detected current Iv> threshold current−Iust. If YES, the estimated angle θce is determined to be 4π / 3 in step S13, and the process ends. In step S14, the estimated angle value θce is determined to be 5π / 3, and the process ends. In step S15, it is determined whether or not detected current Iu> threshold current−Iust. When YES, the process proceeds to step S16, and when NO, the process proceeds to step S19. Next, in step S16, it is determined whether or not detected current Iv> threshold current Iust. If YES, the estimated angle θce is determined to be π / 3 in step S17 and the process ends. If NO, Determines that the estimated angle value θce is 2π / 3 in step S18, and ends. Further, in step S19, it is determined whether or not detected current Iv> threshold current Iust. If YES, the estimated angle θce is determined to be 0 in step S20 and the process ends. In S21, the estimated angle value θce is determined as π, and the process ends.

図５は図１の制御装置２４の角度推定部２４Ａの構成を示すブロック図である。図５の制御装置２４の角度推定部２４Ａは、図４の粗推定処理結果である角度推定値θｃｅに基づいて速度推定値Ｓｅ及び角度推定値θｅを推定して出力する。ここで、角度推定部２４Ａは、減算器６０と、演算器６１と、加算器６２と、積分器６３とを備えて構成される。減算器６０は、角度粗推定値θｃｅから積分器６３からの角度推定値θｅを減算し、その減算結果値を演算器６１に出力する。演算器６１は、減算器６０の演算結果に予め定める比例ゲインＫｆｐを乗算した比例値と、減算器６０の演算結果を積分した積分値に予め定める積分ゲインＫｆｉを乗算した積分値とを求め、これらの値が加算器６２により加算されて速度推定値Ｓｅを演算する。速度推定値Ｓｅは積分器６３により積分された後、角度推定値θｅとして減算器６０に出力されるとともに、外部に出力される。 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the angle estimation unit 24A of the control device 24 of FIG. The angle estimation unit 24A of the control device 24 in FIG. 5 estimates and outputs the speed estimation value Se and the angle estimation value θe based on the angle estimation value θce that is the result of the rough estimation processing in FIG. Here, the angle estimation unit 24A includes a subtractor 60, a calculator 61, an adder 62, and an integrator 63. The subtractor 60 subtracts the estimated angle value θe from the integrator 63 from the rough estimated angle value θce, and outputs the subtraction result value to the calculator 61. The calculator 61 obtains a proportional value obtained by multiplying the calculation result of the subtractor 60 by a predetermined proportional gain Kfp, and an integral value obtained by multiplying the integral value obtained by integrating the calculation result of the subtractor 60 by a predetermined integral gain Kfi. These values are added by the adder 62 to calculate the estimated speed value Se. The speed estimated value Se is integrated by the integrator 63 and then output to the subtractor 60 as the angle estimated value θe and also to the outside.

このようにして、制御装置２４は、角度粗推定値θｃｅを粗推定した後、当該角度粗推定値θｃｅに基づいて磁極の速度推定値Ｓｅと角度推定値θｅをより精密に推定することができる。なお、上述した制御装置２４の各ブロックによる動作は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などによりハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。また、上述したブロック構成は、実施形態の一例である。従って各演算器の一部が異なったり、加算器及び減算器の加減算が異なったりしても、本実施形態に含まれる。 Thus, after roughly estimating the rough angle estimated value θce, the control device 24 can estimate the magnetic pole speed estimated value Se and the angle estimated value θe more precisely based on the rough angle estimated value θce. . The operation of each block of the control device 24 described above may be realized by hardware such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or may be realized by software. The block configuration described above is an example of an embodiment. Therefore, even if a part of each arithmetic unit is different or the addition and subtraction of the adder and subtracter are different, they are included in this embodiment.

図６は図１の電動機駆動制御システム２０の動作例を示すタイミングチャートである。図６において、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間に電源の瞬時停電状態が発生したとき、同期電動機２１の回転速度が低下し、これに伴って、ＰＷＭインバータ２２の入力電圧（直流母線電圧）も低下する。このとき、制御装置２４は電流センサ信号に基づいて電動機２１からＰＷＭインバータ２２に流れ込む電流の絶対値が所定のしきい値以上となったことを検出したとき、時刻ｔ３において粗推定処理（図４）を実行した後、好ましくは角度推定部２４Ａ（図５）の精密な速度推定及び角度推定を実行し、その結果に基づいてゲート信号を発生してＰＷＭインバータ回路２２に出力する。時刻ｔ４でＰＷＭインバータ回路２２の運転が開始されるとともに、直流電源２３内の整流装置の運転が開始される。なお、当該整流装置は、例えば、ＰＷＭコンバータ、ダイオード整流器、サイリスタ整流器等である。また、直流電源２３に二次電池を接続しているときは粗推定処理中は二次電池を切り離すことが必要になる。 FIG. 6 is a timing chart showing an operation example of the motor drive control system 20 of FIG. In FIG. 6, when an instantaneous power failure occurs between time t1 and time t2, the rotational speed of the synchronous motor 21 decreases, and accordingly, the input voltage (DC bus voltage) of the PWM inverter 22 also decreases. descend. At this time, when the control device 24 detects that the absolute value of the current flowing from the electric motor 21 to the PWM inverter 22 is greater than or equal to a predetermined threshold based on the current sensor signal, a rough estimation process (FIG. 4) is performed. ) Is preferably executed, the precise speed estimation and angle estimation of the angle estimation unit 24A (FIG. 5) is executed, and a gate signal is generated based on the result and output to the PWM inverter circuit 22. The operation of the PWM inverter circuit 22 is started at time t4, and the operation of the rectifier in the DC power supply 23 is started. In addition, the said rectifier is a PWM converter, a diode rectifier, a thyristor rectifier etc., for example. Further, when a secondary battery is connected to the DC power source 23, it is necessary to disconnect the secondary battery during the rough estimation process.

以上のように構成された電動機駆動制御システム２０は、電源の瞬時停電状態が発生し直流電源２３の出力電圧が低下したとき、以下のように動作する。
（１）直流電源２３の直流電圧を十分に下げておく。ほとんどの電力変換装置は、機器保護及び保安上の理由により、直流電源２３には放電抵抗３１を接続できるようにされており、これをオンにすることにより、直流母線電圧を低下させることができる。なお、同期発電機２１の始動時にはほとんどの場合直流母線電圧は十分に小さい。
（２）このとき、同期電動機２１から直流母線に流れ込む電流を、３相交流部の電流センサ２８ａ，２８ｂにより観測する。
（３）その観測電流値に基づいて、図４の粗推定処理により同期電動機２１の磁極角度の現在値を粗推定する。
（４）さらに、好ましくは、粗推定結果の角度推定値θｃｅに基づいて、図５の角度推定部２４Ａにより同期電動機２１の磁極の角度推定値θｅ及び速度推定値Ｓｅを得る。これにより、高精度な角度推定値θｅを得ることができる。
（５）得られた同期電動機２１の磁極の角度推定値θｅ及び速度推定値Ｓｅ（初期値）に基づいて、ＰＷＭインバータ回路２２のセンサレス制御を始動する。 The motor drive control system 20 configured as described above operates as follows when an instantaneous power failure occurs in the power supply and the output voltage of the DC power supply 23 decreases.
(1) The DC voltage of the DC power supply 23 is sufficiently lowered. Most power converters are configured so that a discharge resistor 31 can be connected to the DC power source 23 for reasons of equipment protection and security, and the DC bus voltage can be lowered by turning it on. . In most cases, the DC bus voltage is sufficiently small when the synchronous generator 21 is started.
(2) At this time, the current flowing from the synchronous motor 21 into the DC bus is observed by the current sensors 28a and 28b of the three-phase AC unit.
(3) Based on the observed current value, the current value of the magnetic pole angle of the synchronous motor 21 is roughly estimated by the rough estimation process of FIG.
(4) Furthermore, preferably, based on the estimated angle θce of the rough estimation result, the estimated angle θe and the estimated speed Se of the magnetic pole of the synchronous motor 21 are obtained by the angle estimating unit 24A of FIG. Thereby, the highly accurate angle estimated value θe can be obtained.
(5) The sensorless control of the PWM inverter circuit 22 is started based on the obtained angle estimation value θe and speed estimation value Se (initial value) of the magnetic pole of the synchronous motor 21.

以上の動作例において、粗推定処理まででセンサレス制御を開始してもよい。この粗推定処理の分解能は、通常の２レベル３相インバータ回路では６０°となる。さらに高精度な推定値を得ようとすると、図５の角度推定部２４Ａの処理が必要となる。当該図５の角度推定部２４Ａの処理において、実際の粗推定値は、フィルタの遅れ時間、モータのインダクタンスを考慮に入れた値とする。例えば、フィルタの遅れ時間を考慮するときは、実際の粗推定値にフィルタの遅れ時間に対応した角度を足した値を入力してもよい。 In the above operation example, sensorless control may be started up to the rough estimation process. The resolution of this rough estimation process is 60 ° in a normal two-level three-phase inverter circuit. In order to obtain a more accurate estimated value, the processing of the angle estimating unit 24A in FIG. 5 is required. In the processing of the angle estimation unit 24A in FIG. 5, the actual rough estimated value is a value that takes into account the delay time of the filter and the inductance of the motor. For example, when considering the delay time of the filter, a value obtained by adding an angle corresponding to the delay time of the filter to the actual rough estimated value may be input.

本実施形態において、動作させるのが難しいのは、直流母線電圧が同期電動機２１の誘起電圧とつりあい、かつ、直流電源２３を含む直流部に消費電力がない場合は、電流が流れないことである。これを回避するために上記実施形態においては、放電抵抗３１を接続しておき、電力を消費するように構成している。この場合も電力を消費する時間は短くできるので、通常の放電抵抗３１で十分実現可能である。 In this embodiment, what is difficult to operate is that current does not flow when the DC bus voltage is balanced with the induced voltage of the synchronous motor 21 and there is no power consumption in the DC unit including the DC power supply 23. . In order to avoid this, in the above-described embodiment, the discharge resistor 31 is connected to consume power. In this case as well, the time for consuming the power can be shortened, so that the normal discharge resistor 31 can be sufficiently realized.

以上説明したように、本実施形態によれば、同期電動機２１の磁極の角速度及び角度位置を推定することによって、磁極の角速度及び角度位置を実測するためのセンサを必要とせず、構造を簡略化することができ、大幅なコストダウンを見込めるとともにメンテナンス性を向上することができる。さらに、回転子が停止するまで待たずに、ＰＷＭインバータ回路２２の制御を開始することができるので、時間的ロスをなくすことができる。またさらに、同期電動機２１においては、通常はできなかった回転停止前のインバータ始動が可能となる。 As described above, according to the present embodiment, by estimating the angular velocity and angular position of the magnetic pole of the synchronous motor 21, a sensor for actually measuring the angular velocity and angular position of the magnetic pole is not required, and the structure is simplified. Therefore, it is possible to expect a significant cost reduction and improve the maintainability. Furthermore, since the control of the PWM inverter circuit 22 can be started without waiting for the rotor to stop, time loss can be eliminated. Furthermore, in the synchronous motor 21, it is possible to start the inverter before stopping rotation, which was not normally possible.

また、本実施形態によれば、同期電動機２１において制御装置２４の電源が断続するような環境においても適切な電動機制御がなされる。さらに、同期電動機２１においては、特に、鉄道車両の電源は、瞬時電圧低下による電源の一時的な喪失があるが、このような場合でも電源回復後モータの制御が速やかになされる。このため、例えば換気装置においては、モータの回転を一時的に停止あるいは減速せずに済むため、所定の換気制御あるいは車内圧力制御が中断する時間が短縮される。 Further, according to the present embodiment, appropriate motor control is performed even in an environment where the power supply of the control device 24 is intermittent in the synchronous motor 21. Further, in the synchronous motor 21, in particular, the power supply of the railway vehicle has a temporary loss of the power supply due to the instantaneous voltage drop. Even in such a case, the motor is quickly controlled after the power supply is restored. For this reason, for example, in a ventilator, it is not necessary to temporarily stop or decelerate the rotation of the motor, so that the time during which predetermined ventilation control or in-vehicle pressure control is interrupted is shortened.

第２の実施形態．
図７は本発明の第２の実施形態に係る発電制御システム１２０の構成を示すブロック図である。また、図８は本発明の第２の実施形態の変形例に係る発電制御システム１２０の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る発電制御システム１２０は、同期発電機１２１を用いて直流電力を生成し、例えば風力発電機などに用いられる。この場合、同期発電機１２１の回転子に風によって回転する風車が接続される。当該発電制御システム１２０は、同期発電機１２１の回転子が回転した状態で、同期発電機１２１から発電される電力の整流制御を開始することになる。本実施形態では、同期発電機１２１からＰＷＭコンバータ回路１２２に流れ込む電流を検出し、直流母線電圧が所定値以上となるまでに、検出された電流に基づいて、同期発電機１２１の磁極の角度を粗推定し、上記粗推定された磁極の角度に基づいてＰＷＭコンバータ回路１２２の出力電圧の初期値を決定した後、ＰＷＭコンバータ回路１２２のセンサレス制御を始動することを特徴とする。 Second embodiment.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the power generation control system 120 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a power generation control system 120 according to a modification of the second embodiment of the present invention. The power generation control system 120 according to the present embodiment generates DC power using the synchronous generator 121 and is used for, for example, a wind power generator. In this case, a windmill rotating by wind is connected to the rotor of the synchronous generator 121. The power generation control system 120 starts rectification control of power generated from the synchronous generator 121 in a state where the rotor of the synchronous generator 121 is rotated. In the present embodiment, the current flowing from the synchronous generator 121 to the PWM converter circuit 122 is detected, and the magnetic pole angle of the synchronous generator 121 is determined based on the detected current until the DC bus voltage becomes a predetermined value or more. The sensorless control of the PWM converter circuit 122 is started after the rough estimation and the initial value of the output voltage of the PWM converter circuit 122 is determined based on the roughly estimated angle of the magnetic pole.

図７において、発電制御システム１２０は、同期発電機１２１の回転子の磁極の角速度及び角度位置を推定して、推定した磁極の角速度及び角度位置に追従するように、整流装置であるＰＷＭコンバータ回路１２２の動作を調整する。発電制御システム１２０は、同期発電機１２１と、電流センサ１２８ａ，１２８ｂと、ＰＷＭコンバータ回路１２２と、電圧センサ１２９と、平滑用キャパシタ１９０と、負荷１２３と、制御装置１２４とを備えて構成される。なお、平滑用キャパシタ１９０はＰＷＭコンバータ回路１２２内に設けられる場合もある。なお、図８の変形例においては、放電抵抗１３１及びスイッチ１３２をさらに備えて構成される。 In FIG. 7, the power generation control system 120 estimates the angular velocity and angular position of the magnetic poles of the rotor of the synchronous generator 121 and follows the estimated angular velocity and angular position of the magnetic poles so as to follow the estimated angular velocity and angular position of the magnetic pole. The operation of 122 is adjusted. The power generation control system 120 includes a synchronous generator 121, current sensors 128a and 128b, a PWM converter circuit 122, a voltage sensor 129, a smoothing capacitor 190, a load 123, and a control device 124. . The smoothing capacitor 190 may be provided in the PWM converter circuit 122. Note that the modification of FIG. 8 further includes a discharge resistor 131 and a switch 132.

同期発電機１２１は３相同期発電機であり、回転子の角度位置を検出するための角度センサが設けられないセンサレスに構成される。負荷１２３には、ＰＷＭコンバータ回路１２２によって整流された直流電力が与えられ、電圧センサ１２９が設けられる。電圧センサ１２９は、ＰＷＭコンバータ回路１２２から負荷回路１２３へ印加される直流母線電圧を検出してそれを示す直流母線電圧センサ信号を制御装置１２４に出力する。 The synchronous generator 121 is a three-phase synchronous generator, and is configured sensorless without an angle sensor for detecting the angular position of the rotor. The load 123 is supplied with DC power rectified by the PWM converter circuit 122 and is provided with a voltage sensor 129. Voltage sensor 129 detects a DC bus voltage applied from PWM converter circuit 122 to load circuit 123 and outputs a DC bus voltage sensor signal indicating the detected voltage to control device 124.

ＰＷＭコンバータ回路１２２は、同期発電機１２２で発生された交流電力を直流電力に整流し、例えば三相のブリッジ回路から成る。ＰＷＭコンバータ回路１２２の構成は、図２に示すインバータ回路２２とほぼ同様であり、説明を省略する。またコンバータ回路１２２と同期発電機１２２とを接続する３つの接続経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃのうちの２つの接続経路１２７ａ，１２７ｂには、電流センサ１２８ａ，１２８ｂが介在される。各電流センサ１２８ａ，１２８ｂは電流の実測値を示す電流センサ信号を制御装置１２４に出力する。 The PWM converter circuit 122 rectifies the AC power generated by the synchronous generator 122 into DC power, and includes, for example, a three-phase bridge circuit. The configuration of the PWM converter circuit 122 is substantially the same as that of the inverter circuit 22 shown in FIG. Current sensors 128a and 128b are interposed in two connection paths 127a and 127b among the three connection paths 127a, 127b, and 127c that connect the converter circuit 122 and the synchronous generator 122. Each of the current sensors 128a and 128b outputs a current sensor signal indicating an actual measured value of the current to the control device 124.

制御装置１２４は、電圧センサ１２９から出力される直流母線電圧センサ信号と、電流センサ１２８から出力される各電流センサ信号とに基づいて、同期発電機１２１を流れる電流実測値を判断する。また制御装置１２４は、他の装置から制御開始指令に基づいて、推定開始のタイミングを判断する。制御装置１２４は、同期発電機１２１を流れる電流実測値に基づいて、同期発電機１２１の回転子の磁極の角速度と角度位置とを推定し、それらの推定値に基づいてゲート信号を発生してＰＷＭコンバータ回路１２２に出力して同期発電機１２１から発電される電力の整流制御処理を行う。 Based on the DC bus voltage sensor signal output from voltage sensor 129 and each current sensor signal output from current sensor 128, control device 124 determines an actual measured value of current flowing through synchronous generator 121. Further, the control device 124 determines the timing of the estimation start based on a control start command from another device. The control device 124 estimates the angular velocity and the angular position of the magnetic poles of the rotor of the synchronous generator 121 based on the actual measured value of the current flowing through the synchronous generator 121, and generates a gate signal based on these estimated values. A rectification control process of the electric power output to the PWM converter circuit 122 and generated from the synchronous generator 121 is performed.

本実施形態及びその変形例では、第１の実施形態に係る図３の駆動制御処理、図４の粗推定処理及び図５の角度推定処理について、図７及び図８の発電制御システム１２０に適用することができる。 In the present embodiment and its modification, the drive control process in FIG. 3, the rough estimation process in FIG. 4, and the angle estimation process in FIG. 5 according to the first embodiment are applied to the power generation control system 120 in FIGS. 7 and 8. can do.

図９は図７の発電制御システム１２０の動作例を示すタイミングチャートである。図９において、時刻ｔ１１で同期発電機１２１の運転を開始すると、同期電動機１２１の回転速度が上昇し、直流母線電圧も上昇する。ここで、同期発電機１２１からＰＷＭコンバータ回路１２２に向かって電流が流れ、その電流値を電流センサ１２８ａ，１２８ｂにより検出する。時刻ｔ１１において粗推定処理（図４）を実行した後、好ましくは角度推定部２４Ａ（図５）の精密な速度推定及び角度推定を実行し、その結果に基づいてゲート信号を発生してＰＷＭコンバータ回路１２２に出力する。時刻ｔ１２でＰＷＭコンバータ回路１２２の運転が開始された後、時刻ｔ１３で負荷電圧が所定値に上昇した後徐々に上昇する。そして、時刻ｔ１５で定格回転数による負荷運転が行われる。 FIG. 9 is a timing chart showing an operation example of the power generation control system 120 of FIG. In FIG. 9, when the operation of the synchronous generator 121 is started at time t11, the rotational speed of the synchronous motor 121 increases and the DC bus voltage also increases. Here, a current flows from the synchronous generator 121 toward the PWM converter circuit 122, and the current value is detected by the current sensors 128a and 128b. After executing the rough estimation process (FIG. 4) at time t11, preferably the angle estimation unit 24A (FIG. 5) performs precise speed estimation and angle estimation, and generates a gate signal based on the result to generate a PWM converter. Output to the circuit 122. After the operation of the PWM converter circuit 122 is started at time t12, the load voltage rises to a predetermined value and gradually rises at time t13. Then, load operation is performed at the rated speed at time t15.

以上のように構成された図７及び図８の発電制御システム１２０は以下のように動作する。
（１）負荷電圧が所定値以上に高い場合（図８の変形例）は、負荷電圧を十分に下げておく。そのために、スイッチ１３２をオンして放電抵抗１３１内の電荷を放電させておく。これにより、直流母線電圧を低下させることができる。一方、負荷電圧が所定値未満の場合（図７の第２の実施形態）は、例えばタービン発電機のように同期発電機１２１が停止状態から外部トルクにより回転を開始する場合であり、このとき、同期発電機１２１から直流母線に電流が流れ込む。
（２）同期発電機１２１から直流母線に流れ込む電流を、３相交流部の電流センサ１２８ａ，１２８ｂにより観測する。
（３）その観測電流値に基づいて、図４の粗推定処理により同期発電機１２１の磁極角度の現在値を粗推定する。
（４）さらに、好ましくは、粗推定結果の角度推定値θｃｅに基づいて、図５の角度推定部２４Ａにより同期発電機１２１の磁極の角度推定値θｅ及び速度推定値Ｓｅを得る。これにより、高精度な角度推定値θｅを得ることができる。
（５）得られた同期発電機１２１の磁極の角度推定値θｅ及び速度推定値Ｓｅ（初期値）に基づいて、上記ＰＷＭコンバータ回路１２２のセンサレス制御を始動する。 The power generation control system 120 of FIGS. 7 and 8 configured as described above operates as follows.
(1) When the load voltage is higher than a predetermined value (modified example of FIG. 8), the load voltage is sufficiently lowered. For this purpose, the switch 132 is turned on to discharge the charge in the discharge resistor 131. Thereby, the DC bus voltage can be reduced. On the other hand, the case where the load voltage is less than the predetermined value (second embodiment in FIG. 7) is a case where the synchronous generator 121 starts rotating from the stopped state by external torque, for example, like a turbine generator. The current flows from the synchronous generator 121 to the DC bus.
(2) The current flowing into the DC bus from the synchronous generator 121 is observed by the current sensors 128a and 128b of the three-phase AC unit.
(3) Based on the observed current value, the current value of the magnetic pole angle of the synchronous generator 121 is roughly estimated by the rough estimation process of FIG.
(4) Further, preferably, based on the angle estimation value θce of the rough estimation result, the angle estimation unit 24A of FIG. 5 obtains the magnetic pole angle estimation value θe and the speed estimation value Se of the synchronous generator 121. Thereby, the highly accurate angle estimated value θe can be obtained.
(5) The sensorless control of the PWM converter circuit 122 is started based on the obtained magnetic pole angle estimated value θe and speed estimated value Se (initial value) of the synchronous generator 121.

図８の実施形態の変形例において、動作させるのが難しいのは、直流母線電圧が同期発電機１２１の誘起電圧とつりあい、かつ、負荷１２３に消費電力がない場合は、電流が流れないことである。これを回避するために上記実施形態の変形例においては、放電抵抗１３１を接続しておき、電力を消費するように構成している。この場合も電力を消費する時間は短くできるので、通常の放電抵抗１３１で十分実現可能である。また、図７の実施形態では、放電抵抗１３１に代わる代替方法として、直流母線電圧が所定値以上に上昇する前に（例えば、図９の時刻ｔ１２以前に）角度推定処理を終える方法である。これは、制御装置２４のフィルタのカットオフ周波数を所定値以上に設定しておけば、動作条件をほぼ満足する。 In the modification of the embodiment of FIG. 8, it is difficult to operate because the current does not flow when the DC bus voltage is balanced with the induced voltage of the synchronous generator 121 and the load 123 has no power consumption. is there. In order to avoid this, in the modification of the above-described embodiment, the discharge resistor 131 is connected to consume power. In this case as well, the time for consuming the power can be shortened, so that the normal discharge resistor 131 can be sufficiently realized. In the embodiment of FIG. 7, as an alternative method to replace the discharge resistor 131, the angle estimation process is completed before the DC bus voltage rises to a predetermined value or more (for example, before time t12 in FIG. 9). This substantially satisfies the operating condition if the cutoff frequency of the filter of the control device 24 is set to a predetermined value or more.

以上説明したように、本実施形態及び変形例によれば、始動時に電力が供給されていないような環境における発電装置においても適切に同期発電機１２１を起動することができ、また、センサレス制御を始動することができる。また、同期発電機１２１の磁極の角速度及び角度位置を推定することによって、磁極の角速度及び角度位置を実測するためのセンサを必要とせず、構造を簡略化することができ、大幅なコストダウンを見込めるとともにメンテナンス性を向上することができる。さらに、回転子が回転している状態から、ＰＷＭコンバータ回路１２２の制御を開始することができるので、時間的ロス及びエネルギーロスをなくすことができる。 As described above, according to the present embodiment and the modified example, the synchronous generator 121 can be appropriately activated even in a power generation apparatus in an environment where power is not supplied at the start, and sensorless control is performed. Can be started. Further, by estimating the angular velocity and angular position of the magnetic pole of the synchronous generator 121, a sensor for measuring the angular velocity and angular position of the magnetic pole is not required, the structure can be simplified, and the cost can be greatly reduced. It can be expected and maintainability can be improved. Furthermore, since the control of the PWM converter circuit 122 can be started from the state where the rotor is rotating, time loss and energy loss can be eliminated.

また、同期発電機１２１においては、タービン発電機や風力発電機などは、本来なら始動時には外部からの電源供給は必要ない。ところが、先に同期発電機１２１を回してしまうと、発電機回転時にセンサレス制御を開始することになるが、この場合であっても適切に、同期発電機１２１から発電される電力の整流制御処理を行うことができる。 Further, in the synchronous generator 121, the turbine generator, the wind power generator, and the like originally do not require external power supply at the start. However, if the synchronous generator 121 is turned first, sensorless control is started when the generator is rotated. Even in this case, the rectification control processing of the electric power generated from the synchronous generator 121 is appropriately performed. It can be performed.

第３の実施形態．
図１０は本発明の第３の実施形態に係る電動機駆動制御システム２０Ａの構成を示すブロック図である。第３の実施形態に係る電動機駆動制御システム２０Ａは、図１の電動機駆動制御システム２０に比較して、電流センサ２８ａ，２８ｂと、同期発電機２１との間に、高調波成分を除去する、例えばローパスフィルタである高調波フィルタ７１を備えたことを特徴とする。図１０において、ＰＷＭインバータ回路２２から高調波フィルタ７１に流れる電流から、同期電動機２１の磁極の角度を推定することができる。このとき、電流と電圧との位相差に注意して粗推定値を変更すると、同期電動機２１が回転している間は常に高調波フィルタ７１に電流が流れ、すなわち、電流センサ２８ａ，２８ｂのラインに電流が流れるので、推定にスピードが要求されなくなり、より安定な推定が可能となる。さらに、本実施形態に係る電動機駆動制御システム２０Ａはさらに第１の実施形態と同様の作用効果を有する。 Third embodiment.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an electric motor drive control system 20A according to the third embodiment of the present invention. The motor drive control system 20A according to the third embodiment removes harmonic components between the current sensors 28a and 28b and the synchronous generator 21, as compared with the motor drive control system 20 of FIG. For example, a harmonic filter 71 which is a low-pass filter is provided. In FIG. 10, the angle of the magnetic pole of the synchronous motor 21 can be estimated from the current flowing from the PWM inverter circuit 22 to the harmonic filter 71. At this time, if the rough estimated value is changed while paying attention to the phase difference between the current and the voltage, the current always flows in the harmonic filter 71 while the synchronous motor 21 is rotating, that is, the lines of the current sensors 28a and 28b. Since current flows through the current, speed is not required for estimation, and more stable estimation is possible. Furthermore, the electric motor drive control system 20A according to the present embodiment further has the same functions and effects as those of the first embodiment.

第４の実施形態．
図１１は本発明の第４の実施形態に係る発電制御システム１２０Ａの構成を示すブロック図である。第４の実施形態に係る発電制御システム１２０Ａは、図７の発電制御システム１２０に比較して、電流センサ１２８ａ，１２８ｂと、ＰＷＭコンバータ回路１２２との間に、高調波成分を除去する、例えばローパスフィルタである高調波フィルタ１７１を備えたことを特徴とする。図１１において、同期発電機１２１から高調波フィルタ１７１に流れる電流から、同期発電機１２１の磁極の角度を推定することができる。このとき、電流と電圧との位相差に注意して粗推定値を変更すると、同期発電機１２１が回転している間は常に高調波フィルタ１７１に電流が流れ、すなわち、電流センサ１２８ａ，１２８ｂのラインに電流が流れるので、推定にスピードが要求されなくなり、より安定な推定が可能となる。さらに、本実施形態に係る発電制御システム１２０Ａはさらに第２の実施形態と同様の作用効果を有する。 Fourth embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a power generation control system 120A according to the fourth embodiment of the present invention. The power generation control system 120A according to the fourth embodiment removes harmonic components between the current sensors 128a and 128b and the PWM converter circuit 122 as compared with the power generation control system 120 of FIG. A harmonic filter 171 as a filter is provided. In FIG. 11, the angle of the magnetic pole of the synchronous generator 121 can be estimated from the current flowing from the synchronous generator 121 to the harmonic filter 171. At this time, if the rough estimated value is changed while paying attention to the phase difference between the current and the voltage, the current always flows in the harmonic filter 171 while the synchronous generator 121 is rotating, that is, the current sensors 128a and 128b. Since current flows through the line, speed is not required for estimation, and more stable estimation is possible. Furthermore, the power generation control system 120A according to the present embodiment further has the same function and effect as the second embodiment.

変形例．
また、上述した電子回路及びブロック図は、本発明の一例示であり、同様の効果を得ることができるならば適宜変更してもよい。ＰＷＭインバータ回路２２及びＰＷＭコンバータ回路１２２として、フルブリッジ型としたが、ハーフブリッジ型でも同様に実現でき、いわゆる自励インバータ／コンバータ回路であればよい。また、図５に示す演算器６１の演算内容は、これに限定されず、他の構成であってもよい。さらに、本実施形態では、車両の換気装置、風力発電装置に適用した例について示したが、回転した状態で同期機の制御を開始する制御装置全般に適用することができる。なお、同期機とは、同期電動機及び同期発電機を含む。 Modified example.
The above-described electronic circuit and block diagram are examples of the present invention, and may be appropriately changed as long as the same effect can be obtained. As the PWM inverter circuit 22 and the PWM converter circuit 122, a full bridge type is used, but a half bridge type can be realized in the same manner, and any so-called self-excited inverter / converter circuit may be used. Moreover, the calculation content of the calculator 61 shown in FIG. 5 is not limited to this, and may be another configuration. Furthermore, in this embodiment, although the example applied to the ventilation apparatus of a vehicle and the wind power generator was shown, it can apply to the control apparatus in general which starts control of a synchronous machine in the rotated state. The synchronous machine includes a synchronous motor and a synchronous generator.

さらに、上述する同期機の回転子の角速度及び角度位置の推定方法及び同期機の制御方法、同期機の制御に用いられるインバータ回路又はコンバータ回路を制御する制御方法についても、本発明に含まれる。また、これらの方法を制御装置（コンピュータ、デジタル計算機を含む）に実行させるプログラム及びプログラムが記憶されたコンピュータにより読取可能な記憶媒体についても本発明に含まれる。 Furthermore, the above-described method for estimating the angular velocity and angular position of the rotor of the synchronous machine, the control method for the synchronous machine, and the control method for controlling the inverter circuit or converter circuit used for controlling the synchronous machine are also included in the present invention. Further, the present invention also includes a program that causes a control device (including a computer and a digital computer) to execute these methods and a computer-readable storage medium that stores the program.

以上詳述したように、本発明に係る同期電動機の制御装置によれば、同期電動機の磁極の角速度及び角度位置を推定することによって、磁極の角速度及び角度位置を実測するためのセンサを必要とせず、構造を簡略化することができ、大幅なコストダウンを見込めるとともにメンテナンス性を向上することができる。さらに、回転子が停止するまで待たずに、インバータ回路の制御を開始することができるので、時間的ロスをなくすことができる。またさらに、同期電動機においては、通常はできなかった回転停止前のインバータ始動が可能となる。 As described in detail above, the synchronous motor control device according to the present invention requires a sensor for actually measuring the angular velocity and angular position of the magnetic pole by estimating the angular velocity and angular position of the magnetic pole of the synchronous motor. Therefore, the structure can be simplified, a significant cost reduction can be expected, and the maintainability can be improved. Furthermore, since the control of the inverter circuit can be started without waiting for the rotor to stop, time loss can be eliminated. Furthermore, in the synchronous motor, it is possible to start the inverter before stopping rotation, which was not normally possible.

２０，２０Ａ…電動機駆動制御システム、
２１…同期電動機
２２…ＰＷＭインバータ回路
２３…直流電源、
２４…制御装置、
２４Ａ…角度推定部、
２８…電流センサ、
２９…電圧センサ、
３１…放電抵抗、
３２…スイッチ、
７１…高調波フィルタ、
１２０，１２０Ａ…発電制御システム、
１２１…同期発電機、
１２２…ＰＷＭコンバータ回路、
１２３…負荷、
１２４…制御装置、
１２８…電流センサ、
１２９…電圧センサ、
１３１…放電抵抗、
１３２…スイッチ、
１７１…高調波フィルタ、
１９０…平滑用キャパシタ。 20, 20A ... Electric motor drive control system,
21 ... Synchronous motor 22 ... PWM inverter circuit 23 ... DC power supply,
24 ... Control device,
24A ... Angle estimation unit,
28 ... Current sensor,
29 ... Voltage sensor,
31: Discharge resistance,
32 ... switch,
71: Harmonic filter,
120, 120A ... power generation control system,
121 ... Synchronous generator,
122 ... PWM converter circuit,
123 ... load,
124 ... Control device,
128 ... current sensor,
129 ... Voltage sensor,
131: Discharge resistance,
132 ... switch,
171 ... harmonic filter,
190: Smoothing capacitor.

Claims

In a synchronous motor control device that rotationally drives a synchronous motor by applying AC power from an inverter circuit that converts a DC voltage from a DC power source into an AC voltage,
A discharge resistor connected in parallel with the DC power source via a switch;
Control means for generating a gate signal for the inverter circuit and controlling the synchronous motor;
The control means includes
By turning on the switch, the discharge resistor is discharged to reduce the DC voltage,
Detect current flowing from the synchronous motor into the inverter circuit,
Based on the detected current, roughly estimate the angle of the magnetic pole of the synchronous motor,
A control apparatus for a synchronous motor, wherein after determining an initial value of an output voltage of an inverter based on the roughly estimated magnetic pole angle, sensorless control of the inverter circuit is started.

2. The synchronous motor control according to claim 1, wherein the control means starts sensorless control of the inverter circuit after estimating the angular velocity and angle of the magnetic pole based on the rough estimated magnetic pole angle. apparatus.

A harmonic filter for removing harmonic components is provided between the inverter circuit and the synchronous motor,
3. The synchronous motor control device according to claim 1, wherein the control means detects a current flowing from the synchronous motor into the harmonic filter.

In the control device for the synchronous generator that rectifies the AC power given from the synchronous generator by the converter circuit and outputs the DC voltage after rectification to the load,
Control means for generating a gate signal for the converter circuit and controlling rectification of AC power generated from the synchronous generator;
The control means includes
Detect current flowing from the synchronous generator into the converter circuit,
Until the DC voltage becomes a predetermined value or more, based on the detected current, roughly estimate the angle of the magnetic pole of the synchronous generator,
A control apparatus for a synchronous generator, wherein after determining an initial value of an output voltage of a converter circuit based on the roughly estimated magnetic pole angle, sensorless control of the converter circuit is started.

The control means starts sensorless control of the converter circuit after estimating the angular velocity and angle of the magnetic pole based on the rough estimated angle of the magnetic pole until the DC voltage becomes a predetermined value or more. The control device for a synchronous generator according to claim 4, characterized in that:

A harmonic filter for removing harmonic components is provided between the converter circuit and the synchronous generator,
6. The synchronous generator control device according to claim 4, wherein the control means detects a current flowing from the synchronous generator into the harmonic filter.

A discharge resistor connected in parallel with the output of the converter circuit via a switch;
6. The synchronous generator according to claim 4, wherein the control means continuously supplies the current by turning on the switch when the DC voltage reaches a predetermined value and the current stops flowing. Control device.