JP2013017327A - 交流電動機の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インバータ14は、矩形波電圧制御モードでは、制御装置30からの制御信号S3〜S8に応答して、電力線7上の直流電圧を、矩形波電圧に変換して交流電動機M1へ印加する。制御装置30は、交流電動機M1の出力トルクがトルク指令値Tqcomと一致するように、矩形波電圧の位相を制御する。制御装置30は、交流電動機のトルクが高トルク領域にある場合には、フィードバック制御に加えてフィードフォワード制御を実行する。フィードフォワード制御に用いられるフィードフォワードゲインは、交流電動機M1の状態に応じて可変に設定される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態に従う交流電動機の制御装置が適用されるモータ駆動システムの概略構成構成図である。
ェア処理および/または専用の電子回路によるハードウェア処理により、電動機制御システム100の動作を制御する。
次に、制御装置30によって制御される、インバータ14における電力変換について詳細に説明する。
トルク演算部420は、電力演算部410によって求められたモータ電力Pmtおよび回転角センサ25によって検出される交流電動機M1の回転角ANGから算出される角速度ωを用いて、下記(9)式に従ってトルク実績値Tqを算出する。
なお、トルク実績値Tqについては、上記電力演算部410およびトルク演算部420による推定手法に限定されるものではなく、任意の手法によって求めることが可能である点を確認的に記載する。あるいは、電力演算部410およびトルク演算部420に代えてトルクセンサを配置することによって、トルク実績値Tqを求めてもよい。
=Kp・ΔTq+Σ(Ki・ΔTq) …(10)
式(10)において、θfb(P)は比例項であり、θfb(I)は積分項である。また、ΔTqは、今回の制御周期におけるトルク偏差であり、Kp,Kiは、フィードバックゲインである。本実施の形態において、フィードバックゲインKp,Kiは、通常時(非高トルク領域)での制御安定性を優先して設定することが好ましい。
ΔTq>0のとき、すなわち、正トルクでのトルク不足時、および、負トルクでのトルク過剰時には、電圧位相を進めるように(図3,4においてθvを右方向に変化)フィードバック制御量θfbが演算されることが理解される。反対に、ΔTq<0のとき、すなわち、正トルクでのトルク過剰時、および、負トルクでのトルク不足時には、電圧位相を遅らせるように(図3,4においてθvを左方向に変化)フィードバック制御量θfbが演算される。
(11)式において、Tqcom♯は、前回の制御周期におけるトルク指令値を示し、Tqcomは、今回の制御周期におけるトルク指令値を示す。
Claims (7)
- 直流電圧を、交流電動機を駆動するための交流電圧に変換するインバータと、
前記インバータによって前記交流電動機に印加される矩形波電圧の位相を変化することによって前記交流電動機のトルクを制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、
前記交流電動機のトルク指令値に対するトルク偏差に基づくフィードバック制御によって前記位相を制御するためのフィードバック制御部と、
前記交流電動機のトルクが第1の領域にある場合に、前記トルク指令値の変化量に基づくフィードフォワード制御を実行して、前記フィードバック制御部によって制御された前記位相を修正する一方で、前記トルクが前記第1の領域よりも低トルクの第2の領域にある場合には前記フィードフォワード制御を非実行とするためのフィードフォワード制御部とを含み、
前記フィードフォワード制御部は、
前記交流電動機の状態に応じて、前記フィードフォワード制御に用いるフィードフォワードゲインを可変に設定するためのゲイン設定部を有する、交流電動機の制御装置。 - 前記フィードフォワード制御部は、前記トルクが前記第1の領域にある場合であって、かつ、前記トルク指令値が前回の制御周期と比較して低下しているときに、前記フィードフォワード制御を実行する、請求項1記載の交流電動機の制御装置。
- 前記フィードバック制御部は、前記トルク偏差の比例制御演算による第1の演算値と、前記トルク偏差の積分制御演算による第2の演算値との和に従って前記位相を制御し、
前記第2の演算値は、前記フィードフォワード制御の実行時に、前記フィードフォワードゲインを用いた前記フィードフォワード制御による制御量によって修正される、請求項1または2記載の交流電動機の制御装置。 - 前記インバータに与えられる前記直流電圧を制御するためのコンバータをさらに備え、
前記ゲイン設定部は、前記直流電圧、ならびに、前記交流電動機の回転速度およびトルクに応じて、前記フィードフォワードゲインを可変に設定する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の交流電動機の制御装置。 - 前記ゲイン設定部は、前記交流電動機の回転速度およびトルクに応じて、前記フィードフォワードゲインを可変に設定する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の交流電動機の制御装置。
- 交流電動機のトルク指令値を取得するステップと、
前記交流電動機の前記トルク指令値に対するトルク偏差を取得するステップと、
インバータによって前記交流電動機に印加される矩形波電圧の位相を、前記トルク偏差に基づいて制御するステップとを備え、
前記制御するステップは、
前記トルク偏差に基づくフィードバック制御によって第1の制御量を演算するステップと、
前記交流電動機のトルクが第1の領域にある場合に、前記トルク指令値の変化量に基づくフィードフォワード制御によって第2の制御量を演算するステップと、
前記フィードフォワード制御の実行時に、前記フィードフォワード制御に用いるフィードフォワードゲインを前記交流電動機の状態に応じて可変に設定するステップと、
前記トルクが前記第1の領域よりも低トルクの第2の領域にある場合には、前記フィードフォワード制御を非実行として前記第2の制御量を零にするステップと、
前記第1の制御量および前記第2の制御量に基づいて、前記位相を決定するステップとを含む、交流電動機の制御方法。 - 前記フィードフォワード制御は、前記トルクが前記第1の領域にある場合であって、かつ、前記トルク指令値が前回の制御周期と比較して低下しているときに実行される、請求項6記載の交流電動機の制御方法。
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---|---|---|---|---|
JPH0993998A (ja) * | 1995-09-29 | 1997-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の位置制御装置 |
JP2008184060A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
JP2010088240A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Toyota Motor Corp | 交流電動機の制御システム |
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