JP2012223018A - 永久磁石モータ駆動システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転子にコイルとダイオードが直列に接続された磁束変化抑制回路が組み込まれた永久磁石モータ1を駆動するための電力を供給するインバータ2を制御して、永久磁石モータ1を駆動制御する永久磁石モータ駆動システム10において、制御装置5は、コイルに鎖交する軸方向に磁束変化させる界磁電圧を発生させ、インバータ2の電流応答Iuvwを検出して、回転子の永久磁石をNS極判別し、NS極判別結果を用いてインバータ2を制御する。
【選択図】 図1
Description
を備えている。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム10の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る磁束変化抑制回路14Aの等価回路を示す電気回路図である。図9は、本実施形態に係る反転検知部56Aの構成を示す構成図である。
図10は、本発明の第3の実施形態に係る磁束変化抑制回路14Bの等価回路を示す電気回路図である。図11は、本実施形態に係る反転検知部56Bの構成を示す構成図である。
図12は、本発明の第4の実施形態に係るPMモータ1Dの一部の構成を示す構成図である。
図13は、本発明の第5の実施形態に係るPMモータ1Eの一部の構成を示す構成図である。
図14は、本発明の第6の実施形態に係るPMモータの回転子12Fの構成を示す構成図である。図15は、本実施形態に係る磁束変化抑制回路14Fのdq軸座標モデルを示す概念図である。
図16は、本発明の第7の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム10Gの構成を示す構成図である。図17は、本実施形態に係る界磁電圧指令VmrefGを示す波形図である。
Claims (23)
- 回転子に設けられた永久磁石による磁石磁束と固定子に励磁される回転磁界により回転トルクを発生する永久磁石モータと、
前記永久磁石モータの前記回転子に設けられ、コイルとダイオードが直列に接続された前記永久磁石の磁極を判別するための磁極判別用回路と、
前記永久磁石モータを駆動するための電力を供給するインバータと、
前記磁極判別用回路の前記コイルに鎖交する軸方向に磁束変化させる界磁電圧を発生させるための界磁電圧指令を生成する界磁電圧指令生成手段と、
前記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令に基づいて印加される界磁電圧及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する磁極判別手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記磁極判別手段により判別される前記永久磁石の磁極に基づいて、前記インバータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に対して90度に設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に対して45度に設けたこと
を特徴とする請求項1に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別用回路は、前記回転子の高周波磁束が減衰せずに鎖交する領域に配置されたこと
を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別用回路は、前記ダイオードと直列に接続されたインピーダンスを有する素子を設けたこと
を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別用回路は、前記ダイオードと並列に接続されたインピーダンスを有する素子を設けたこと
を特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別すること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流の変化分と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別すること
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、
前記インピーダンス演算手段により演算された前記インピーダンスに基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたこと
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - 前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの順方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する順方向インピーダンス演算手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの逆方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する逆方向インピーダンス演算手段と、
前記順方向インピーダンス演算手段により演算された前記順方向インピーダンスと前記逆方向インピーダンス演算手段により演算された前記逆方向インピーダンスとを比較して、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたこと
を特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の永久磁石モータ駆動システム。 - インバータの出力電力により駆動を制御され、回転子に設けられた永久磁石による磁石磁束と固定子に励磁される回転磁界により回転トルクを発生する永久磁石モータであって、
前記永久磁石モータの前記回転子に設けられ、コイルとダイオードが直列に接続され、界磁電圧により磁束を前記コイルに鎖交させ、前記インバータの出力電流を検出して、前記永久磁石の磁極を判別するための磁極判別用回路
を備えたことを特徴とする永久磁石モータ。 - 前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に設けたこと
を特徴とする請求項12に記載の永久磁石モータ。 - 前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に対して90度に設けたこと
を特徴とする請求項12に記載の永久磁石モータ。 - 前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に対して45度に設けたこと
を特徴とする請求項12に記載の永久磁石モータ。 - 前記磁極判別用回路は、前記回転子の高周波磁束が減衰せずに鎖交する領域に配置されたこと
を特徴とする請求項12から請求項15のいずれか1項に記載の永久磁石モータ。 - 前記磁極判別用回路は、前記ダイオードと直列に接続されたインピーダンスを有する素子を設けたこと
を特徴とする請求項12から請求項16のいずれか1項に記載の永久磁石モータ。 - 前記磁極判別用回路は、前記ダイオードと並列に接続されたインピーダンスを有する素子を設けたこと
を特徴とする請求項12から請求項17のいずれか1項に記載の永久磁石モータ。 - 回転子に設けられた永久磁石による磁石磁束と固定子に励磁される回転磁界により回転トルクを発生する永久磁石モータの前記回転子に、コイルとダイオードが直列に接続された前記永久磁石の磁極を判別するための磁極判別用回路が設けられ、前記永久磁石モータを駆動するための電力を供給するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記磁極判別用回路の前記コイルに鎖交する軸方向に磁束変化させる界磁電圧を発生させるための界磁電圧指令を生成する界磁電圧指令生成手段と、
前記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令に基づいて印加される界磁電圧及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する磁極判別手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記磁極判別手段により判別される前記永久磁石の磁極に基づいて、前記インバータを制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。 - 前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別すること
を特徴とする請求項19に記載のインバータ制御装置。 - 前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流の変化分と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別すること
を特徴とする請求項19に記載のインバータ制御装置。 - 前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、
前記インピーダンス演算手段により演算された前記インピーダンスに基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたこと
を特徴とする請求項19に記載のインバータ制御装置。 - 前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの順方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する順方向インピーダンス演算手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの逆方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する逆方向インピーダンス演算手段と、
前記順方向インピーダンス演算手段により演算された前記順方向インピーダンスと前記逆方向インピーダンス演算手段により演算された前記逆方向インピーダンスとを比較して、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたこと
を特徴とする請求項19に記載のインバータ制御装置。
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---|---|---|---|---|
JP2007185082A (ja) * | 2005-06-28 | 2007-07-19 | Denso Corp | 界磁巻線型同期機 |
JP2009112091A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Toyota Central R&D Labs Inc | 回転電機及びその駆動制御装置 |
JP2009142120A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Toyota Central R&D Labs Inc | 回転電機 |
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