JP2013223333A - Motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、モータ制御装置に関し、特にシンクロナスリラクタンスモータを制御するモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device that controls a synchronous reluctance motor.
電磁エネルギーの位置に対する変化によって発生するリラクタンストルクのみを利用して、ロータを回転させるリラクタンスモータが知られている。リラクタンスモータには、ステータおよびロータが突極構造を有するスイッチトリラクタンスモータ(SRM:Switched Reluctance Motor)と、ステータがブラシレスモータと同様の構造のシンクロナスリラクタンスモータ(SynRM:Synchronous Reluctance Motor)とがある。 A reluctance motor that rotates a rotor using only reluctance torque generated by a change in the position of electromagnetic energy is known. The reluctance motor includes a switched reluctance motor (SRM) having a salient pole and stator structure, and a synchronous reluctance motor (SynRM) having a stator structure similar to a brushless motor. .
シンクロナスリラクタンスモータ(SynRM)は、ステータおよびロータのうち、ロータのみに突極構造を有している。SynRMでは、ロータの突極構造により、磁束の流れやすい突極方向(以下、「d軸方向」という)と磁束が流れにくい非突極方向(以下、「q軸方向」という)とがある。このため、d軸方向のインダクタンス(以下、「d軸インダクタンス」という)とq軸方向のインダクタンス(以下、「q軸インダクタンス」という)の差によりリラクタンストルクが発生し、このリラクタンストルクによってロータが回転する。 A synchronous reluctance motor (SynRM) has a salient pole structure only in a rotor among a stator and a rotor. In the SynRM, there are a salient pole direction in which magnetic flux easily flows (hereinafter referred to as “d-axis direction”) and a non-salient pole direction in which magnetic flux does not easily flow (hereinafter referred to as “q-axis direction”). Therefore, a reluctance torque is generated due to a difference between an inductance in the d-axis direction (hereinafter referred to as “d-axis inductance”) and an inductance in the q-axis direction (hereinafter referred to as “q-axis inductance”), and the rotor is rotated by the reluctance torque. To do.
SynRMをブラシレスモータと同様な方法で制御することが考えられる。つまり、電機子電流の指令値である電流指令値Ia *を設定し、設定された電流指令値Ia *からq軸電流指令値iq *およびd軸電流指令値iq *を演算し、q軸電流指令値iq *と実q軸電流との偏差およびd軸電流指令値iq *と実d軸電流との偏差に基づいて、SynRMを電流フィードバック制御することが考えられる。 It is conceivable to control SynRM in the same way as a brushless motor. That is, a current command value I a *, which is an armature current command value, is set, and a q-axis current command value i q * and a d-axis current command value i q * are calculated from the set current command value I a *. Based on the deviation between the q-axis current command value i q * and the actual q-axis current and the deviation between the d-axis current command value i q * and the actual d-axis current, it is conceivable to perform current feedback control of the SynRM.
SynRMでは、q軸電流iqおよびd軸電流idは、それぞれ次式(1),(2)で表される。
iq=Ia・sinβ …(1)
id=Ia・cosβ …(2)
Iaは、回転磁界をつくるための電流ベクトルの大きさ(電機子電流)である。βは電流位相角であり、回転磁界をつくるための電流ベクトル(電機子電流ベクトル)とd軸との位相差である。
In SynRM, q-axis current i q and d-axis current i d are respectively the following formulas (1), represented by (2).
i q = I a · sin β (1)
i d = I a · cos β (2)
Ia is the magnitude of the current vector (armature current) for creating the rotating magnetic field. β is a current phase angle, which is a phase difference between a current vector (armature current vector) for generating a rotating magnetic field and the d-axis.
そこで、電流指令値Ia *と電流位相角βと前記式(1)および(2)とを用いて、q軸電流指令値iq *およびd軸電流指令値iq *を演算することが考えられる。
電流位相角βは、d軸インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqに関係する値であり、d軸インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqの値がわかれば電流位相角βを演算することが可能である。しかしながら、SynRMでは、モータ駆動中において、d軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスは一定ではなく変動する。また、d軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスを、リアルタイムで計測することは困難である。このため、モータ駆動中において、d軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスを計測し、その計測値に基づいて電流位相角βを演算し、前記式(1)および(2)を用いてq軸電流指令値iq *およびd軸電流指令値iq *を求めることは困難である。
Therefore, the q-axis current command value i q * and the d-axis current command value i q * can be calculated using the current command value I a * , the current phase angle β, and the above equations (1) and (2). Conceivable.
Current phase angle β is a value related to the d-axis inductance L d and q-axis inductance L q, can be the value of d-axis inductance L d and q-axis inductance L q is calculates the current phase angle β Knowing It is. However, in SynRM, the d-axis inductance and the q-axis inductance are not constant and vary during motor driving. In addition, it is difficult to measure the d-axis inductance and the q-axis inductance in real time. Therefore, the d-axis inductance and the q-axis inductance are measured while the motor is driven, the current phase angle β is calculated based on the measured values, and the q-axis current command value is calculated using the above equations (1) and (2). It is difficult to obtain i q * and d-axis current command value i q * .
この発明の目的は、高効率でシンクロナスリラクタンスモータを駆動することができるモータ制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a motor control device capable of driving a synchronous reluctance motor with high efficiency.
請求項1記載の発明は、シンクロナスリラクタンスモータ(18)を制御するモータ制御装置(12)であって、前記シンクロナスリラクタンスモータの電流の指令値である電流指令値を設定する電流指令値設定手段(41)と、電流指令値と電流位相角との関係を記憶したマップまたはこれらの関係を表す演算式と、前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値とに基づいて、当該電流指令値に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角を演算する電流位相角演算手段(42)と、前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値と前記電流位相角演算手段によって演算された電流位相角とに基づいて、d軸電流指令値およびq軸電流指令値を演算する二相指示電流演算手段(43,44)と、前記二相指示電流演算手段によって演算されたd軸電流指令値およびq軸電流指令値に基づいて、前記シンクロナスリラクタンスモータを駆動制御する制御手段(45〜48)とを含む、モータ制御装置である。なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表すが、むろん、この発明の範囲は当該実施形態に限定されない。以下、この項において同じ。 The invention according to claim 1 is a motor control device (12) for controlling a synchronous reluctance motor (18), wherein a current command value setting for setting a current command value which is a current command value of the synchronous reluctance motor is provided. Based on the means (41), a map storing the relationship between the current command value and the current phase angle, or an arithmetic expression representing these relationships, and the current command value set by the current command value setting means, the current A current phase angle calculating means (42) for calculating a current phase angle at which the motor torque is close to the maximum value with respect to the command value; a current command value set by the current command value setting means; and the current phase angle calculation Two-phase indicating current calculating means (43, 44) for calculating a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the current phase angle calculated by the means; and the two-phase indicating Based on the calculated d-axis current command value and the q-axis current command value by the flow calculation unit, wherein and a synchronous reluctance motor drive control controlling means (45 to 48), a motor control device. In addition, although the alphanumeric character in parentheses represents a corresponding component in an embodiment described later, of course, the scope of the present invention is not limited to the embodiment. The same applies hereinafter.
この発明によれば、電流指令値設定手段によって設定された電流指令値に対してモータトルクが最大値に近い値となるd軸電流指令値およびq軸電流指令値を演算することができる。これにより、高効率でシンクロナスリラクタンスモータを駆動することが可能となる。
請求項2記載の発明は、前記マップまたは前記演算式は、電機子電流と最大モータトルクが得られる電流位相角との関係を近似的に表した直線に基づいて作成されており、前記直線は、複数の電機子電流それぞれに対して求められた、最大モータトルクが得られる電流位相角の実測データを直線近似することにより求められている、請求項1に記載のモータ制御装置である。
According to this invention, it is possible to calculate the d-axis current command value and the q-axis current command value at which the motor torque is close to the maximum value with respect to the current command value set by the current command value setting means. As a result, the synchronous reluctance motor can be driven with high efficiency.
According to a second aspect of the present invention, the map or the arithmetic expression is created based on a straight line that approximately represents a relationship between an armature current and a current phase angle at which a maximum motor torque is obtained. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is obtained by linearly approximating actual measurement data of a current phase angle obtained for each of a plurality of armature currents to obtain a maximum motor torque.
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置が適用された電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
電動パワーステアリング装置1は、車両を操向するための操舵部材としてのステアリングホイール2と、このステアリングホイール2の回転に連動して転舵輪3を転舵する転舵機構4と、運転者の操舵を補助するための操舵補助機構5とを備えている。ステアリングホイール2と転舵機構4とは、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して機械的に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering device to which a motor control device according to an embodiment of the present invention is applied.
The electric power steering apparatus 1 includes a
ステアリングシャフト6は、ステアリングホイール2に連結された入力軸8と、中間軸7に連結された出力軸9とを含む。入力軸8と出力軸9とは、トーションバー10を介して同一軸線上で相対回転可能に連結されている。すなわち、ステアリングホイール2が回転されると、入力軸8および出力軸9は、互いに相対回転しつつ同一方向に回転するようになっている。
The steering shaft 6 includes an
ステアリングシャフト6の周囲には、トルクセンサ11が設けられている。トルクセンサ11は、入力軸8および出力軸9の相対回転変位量に基づいて、ステアリングホイール2に与えられた操舵トルクを検出する。トルクセンサ11によって検出される操舵トルクは、ECU(電子制御ユニット:Electronic Control Unit)12に入力される。
転舵機構4は、ピニオン軸13と、転舵軸としてのラック軸14とを含むラックアンドピニオン機構からなる。ラック軸14の各端部には、タイロッド15およびナックルアーム(図示略)を介して転舵輪3が連結されている。ピニオン軸13は、中間軸7に連結されている。ピニオン軸13は、ステアリングホイール2の操舵に連動して回転するようになっている。ピニオン軸13の先端には、ピニオン16が連結されている。
A
The steered
ラック軸14は、自動車の左右方向(直進方向に直交する方向)に沿って直線状に延びている。ラック軸14の軸方向の中間部には、ピニオン16に噛み合うラック17が形成されている。このピニオン16およびラック17によって、ピニオン軸13の回転がラック軸14の軸方向移動に変換される。ラック軸14を軸方向に移動させることによって、転舵輪3を転舵することができる。
The
ステアリングホイール2が操舵(回転)されると、この回転が、ステアリングシャフト6および中間軸7を介して、ピニオン軸13に伝達される。そして、ピニオン軸13の回転は、ピニオン16およびラック17によって、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。
操舵補助機構5は、操舵補助用の電動モータ18と、電動モータ18の出力トルクを転舵機構4に伝達するための減速機構19とを含む。電動モータ18は、この実施形態では、シンクロナスリラクタンスモータ(SynRM)からなる。減速機構19は、ウォーム軸20と、このウォーム軸20と噛み合うウォームホイール21とを含むウォームギヤ機構からなる。減速機構19は、伝達機構ハウジングとしてのギヤハウジング22内に収容されている。
When the
The
ウォーム軸20は、電動モータ18によって回転駆動される。また、ウォームホイール21は、ステアリングシャフト6とは同方向に回転可能に連結されている。ウォームホイール21は、ウォーム軸20によって回転駆動される。
電動モータ18によってウォーム軸20が回転駆動されると、ウォームホイール21が回転駆動され、ステアリングシャフト6が回転する。そして、ステアリングシャフト6の回転は、中間軸7を介してピニオン軸13に伝達される。ピニオン軸13の回転は、ラック軸14の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪3が転舵される。すなわち、電動モータ18によってウォーム軸20を回転駆動することによって、転舵輪3が転舵されるようになっている。
The
When the
電動モータ18のロータの回転角(ロータ回転角)は、レゾルバ等の回転角センサ25によって検出される。回転角センサ25の出力信号は、ECU12に入力される。電動モータ18は、モータ制御装置としてのECU12によって制御される。
図2は、ECU12の電気的構成を示す概略図である。
ECU12は、トルクセンサ11によって検出される操舵トルクThに応じて電動モータ18を駆動することによって、操舵状況に応じた適切な操舵補助を実現する。
The rotation angle of the rotor of the electric motor 18 (rotor rotation angle) is detected by a
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrical configuration of the
The
電動モータ18は、前述したようにシンクロナスリラクタンスモータであり、突極構造を有するロータ(図示略)と、電機子巻線(図示略)を有するステータ(図示略)とを備えている。電機子巻線は、U相のステータ巻線、V相のステータ巻線およびW相のステータ巻線が星型結線されることにより構成されている。
ECU12は、マイクロコンピュータ31と、このマイクロコンピュータ31によって制御され、電動モータ18に電力を供給する駆動回路(インバータ回路)32と、電動モータ18の各相のステータ巻線に流れる電流を検出する電流検出部33とを備えている。
As described above, the
The
電流検出部33は、電動モータ18の各相のステータ巻線に流れる相電流iU,iV,iW(以下、総称するときには「三相検出電流iU,iV,iW」という)を検出する。これらは、UVW座標系における各座標軸方向の電流値である。
マイクロコンピュータ31は、CPUおよびメモリ(ROM,RAMなど)を備えており、所定のプログラムを実行することによって、複数の機能処理部として機能するようになっている。この複数の機能処理部には、電流指令値設定部41と、電流位相角演算部42と、d軸電流指令値演算部43と、q軸電流指令値演算部44と、d軸電流偏差演算部45と、q軸電流偏差演算部46と、d軸PI(比例積分)制御部47と、q軸PI(比例積分)制御部48と、d軸指示電圧生成部49と、q軸指示電圧生成部50と、第1の座標変換部51と、PWM制御部52と、回転角演算部53と、第2の座標変換部54とが含まれている。
The current detection unit 33 includes phase currents i U , i V , i W (hereinafter, collectively referred to as “three-phase detection currents i U , i V , i W ) flowing in the stator windings of the respective phases of the
The
電流指令値設定部41は、電動モータ18の電機子電流の指令値である電流指令値Ia *を設定する。具体的には、電流指令値設定部41は、トルクセンサ11によって検出される操舵トルク(検出操舵トルクTh)に基づいて、電流指令値Ia *を設定する。検出操舵トルクThに対する電流指令値Ia *の設定例は、図3に示されている。検出操舵トルクThは、たとえば左方向への操舵のためのトルクが正の値にとられ、右方向への操舵のためのトルクが負の値にとられている。また、電流指令値Ia *は、電動モータ18から左方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには正の値とされ、電動モータ18から右方向操舵のための操舵補助力を発生させるべきときには負の値とされる。
The current command
電流指令値Ia *は、検出操舵トルクThの正の値に対しては正をとり、検出操舵トルクThの負の値に対しては負の値をとる。検出操舵トルクThが零のときには、電流指令値Ia *は零とされる。そして、検出操舵トルクThの絶対値が大きくなるほど、電流指令値Ia *の絶対値は大きな値とされる。これにより、検出操舵トルクThの絶対値が大きくなるほど、操舵補助力を大きくすることができる。 The current command value I a * is positive with respect to a positive value of the detected steering torque Th, and is negative with respect to a negative value of the detected steering torque Th. When the detected steering torque Th is zero, the current command value I a * is zero. The absolute value of the current command value I a * is increased as the absolute value of the detected steering torque Th increases. Thereby, the steering assist force can be increased as the absolute value of the detected steering torque Th increases.
電流指令値設定部41は、たとえば、図3に示されるような操舵トルクThと電流指令値Ia *との関係を記憶したマップまたはそれらの関係を表す演算式を用いて、操舵トルクThに応じた電流指令値Ia *を設定する。電流指令値設定部41によって設定された電流指令値Ia *は、電流位相角演算部42に与えられるとともに、d軸電流指令値演算部43およびq軸電流指令値演算部44に与えられる。
The current command
電流位相角演算部42は、電流指令値設定部41から与えられた電流指令値Ia *と予め設定された電流位相角演算式とに基づいて、当該電流指令値Ia *に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算する。電流位相角演算式の作成方法について説明する。
電動モータ18を高効率で駆動するためには、電機子電流に対するモータトルクの比が大きくなるように電動モータ18を制御すればよい。
Based on the current command value I a * given from the current command
In order to drive the
極対数がPnであるシンクロナスリラクタンスモータにおけるモータトルクTは、次式(3)で表される。
T=Pn・(Ld−Lq)・id・iq …(3)
Ldはd軸インダクタンス[H]であり、Lqはq軸インダクタンス[H]である。また、idはd軸電流[A]であり、iqはq軸電流[A]である。
The motor torque T in the synchronous reluctance motor having the number of pole pairs Pn is expressed by the following equation (3).
T = P n · (L d -L q) · i d · i q ... (3)
L d is the d-axis inductance [H], and L q is the q-axis inductance [H]. Further, id is a d-axis current [A], and i q is a q-axis current [A].
電機子電流の大きさをIaとし、電流位相差をβとすると、iq=Ia・sinβ,id=Ia・cosβとなるので、モータトルクTは、次式(4)で表される。なお、電流位相差βは、回転磁界をつくるための電流ベクトル(電機子電流ベクトル)とd軸との位相差である。
T=(1/2)・Pn・(Ld−Lq)・Ia 2sin2β …(4)
したがって、d軸インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqが電流位相角βによって変動しなければ、電流位相角βが45度のときにモータトルクTは最大となる。しかしながら、SynRMでは、d軸インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqがロータコアの磁気飽和の影響を受けて変動するため、モータトルクTは電流位相角βが45度のときに必ずしも最大にならない。
If the magnitude of the armature current is I a and the current phase difference is β, then i q = I a · sin β and i d = I a · cos β, so the motor torque T is expressed by the following equation (4). Is done. The current phase difference β is a phase difference between a current vector (armature current vector) for generating a rotating magnetic field and the d-axis.
T = (1/2) · P n · (L d -L q) · I a 2 sin2β ... (4)
Therefore, if the d-axis inductance L d and the q-axis inductance L q do not vary with the current phase angle β, the motor torque T is maximized when the current phase angle β is 45 degrees. However, in SynRM, since the d-axis inductance L d and the q-axis inductance L q fluctuate due to the magnetic saturation of the rotor core, the motor torque T is not necessarily maximized when the current phase angle β is 45 degrees.
そこで、この実施形態では、電動モータ18に対して予め実験を行うことにより、使用する電機子電流Ia(電流指令値Ia *)の範囲において、複数の電機子電流Ia毎に電流位相角βに対するモータトルクTの特性データを取得する。
図4は、複数の電機子電流Ia毎に取得した電流位相角βに対するモータトルクTの特性データの一例を示すグラフである。図4の特性データは、前記非特許文献1に掲載のデータを転用したものである。図4では、横軸に電流位相角βをとり、縦軸にモータトルクTをとり、各電機子電流Iaの電流位相角βに対するモータトルクTの特性を、それぞれ曲線で表している。
Therefore, in this embodiment, by performing the experiment in advance to the
Figure 4 is a graph showing an example of the characteristic data of the motor torque T for the current phase angle β obtained for each of the plurality of armature current I a. The characteristic data in FIG. 4 is obtained by diverting data published in Non-Patent Document 1. In Figure 4, taking the current phase angle β to the horizontal axis, the vertical axis represents the motor torque T, which represents the characteristics of the motor torque T, respectively curves for the current phase angle β of the armature current I a.
図4のグラフにおいて、各電機子電流Iaに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似することにより、電機子電流Iaとその電機子電流Iaに対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βとの関係を表す近似式を求める。具体的には、次式(5)に基づいて、電機子電流Iaと電流位相角βとの関係を表す近似式を求める。なお、電機子電流Iaが零のときにモータトルクが最大となる電流位相角βは45度になるものとする。 In the graph of FIG. 4, the current phase angle corresponding to the armature current I a - by linear approximation curve connecting up torque value on the motor torque curve, the armature current I a and the armature current I a , An approximate expression representing the relationship with the current phase angle β at which the motor torque is close to the maximum value is obtained. Specifically, an approximate expression representing the relationship between the armature current Ia and the current phase angle β is obtained based on the following expression (5). It is assumed that the current phase angle β at which the motor torque is maximum when the armature current Ia is zero is 45 degrees.
β={(βmax−βmin)/Iamax}・Ia+βmin …(5)
Iamaxは、電機子電流Iaの最大値(電流指令値Ia *の最大値)であり、この例では、Iamax=50[A]である。βmaxは、電機子電流Iaが最大値Iamaxである場合に、モータトルクTが最大値となる電流位相角βであり、この例では、βmax=66[deg]であるとする。βminは、電機子電流Iaが最小値(零)である場合に、モータトルクTが最大値となる電流位相角βであり、この例では、βmin=45[deg]であるとする。
β = {(β max −β min ) / I amax } · I a + β min (5)
I amax is the maximum value of the armature current I a (the maximum value of the current command value I a * ), and in this example, I amax = 50 [A]. β max is a current phase angle β at which the motor torque T becomes the maximum value when the armature current I a is the maximum value I amax , and in this example, β max = 66 [deg]. β min is the current phase angle β at which the motor torque T is the maximum when the armature current I a is the minimum value (zero). In this example, β min = 45 [deg]. .
前記式(5)に、Iamax=50[A]、βmax=66[deg]およびβmax=45[deg]を代入すると、次式(6)で表されるような近似式が得られる。
β=(21/50)・Ia+45 …(6)
図5の折れ線aは、各電機子電流Iaに対してモータトルクTが最大となる電流位相角βの実測データを示すグラフである。図5の直線bは、前記式(6)で表される近似直線を示している。
Substituting I amax = 50 [A], β max = 66 [deg], and β max = 45 [deg] into the equation (5) yields an approximate equation represented by the following equation (6). .
β = (21/50) · I a +45 (6)
Polygonal line a in FIG. 5, the motor torque T for each armature current I a is a graph showing measured data of the current phase angle β becomes maximum. A straight line b in FIG. 5 represents an approximate straight line represented by the above formula (6).
前記近似式(6)内のIaを電流指令値Ia *の絶対値|Ia *|に置き換えることにより、次式(7)で示されるように、電流指令値Ia *から電流位相角βを演算するための演算式(電流位相角演算式)が得られる。
β=(21/50)・|Ia *|+45 …(7)
電流位相角演算部42には、前述のようにして求められた電流位相角演算式(例えば前記式(7))が予め設定されている。電流位相角演算部42は、予め設定されている電流位相角演算式と、電流指令値設定部41から与えられた電流指令値Ia *とに基づいて、電流指令値Ia *に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算する。電流位相角演算部42によって演算された電流位相角βは、d軸電流指令値演算部43およびq軸電流指令値演算部44に与えられる。
The approximate expression (6) the current command value I a in I a * of the absolute value | I a * | by replacing, as indicated by the following equation (7), current command value I a * from the current phase An arithmetic expression (current phase angle arithmetic expression) for calculating the angle β is obtained.
β = (21/50) · | I a * | +45 (7)
In the current phase
d軸電流指令値演算部43は、電流指令値設定部41から与えられた電機子電流指令値Ia *と電流位相角演算部42から与えられた電流位相角βとを用い、次式(8)に基づいてd軸電流の指令値id *を演算する。
id *=Ia *・cosβ …(8)
q軸電流指令値生成部44は、電流指令値設定部41から与えられた電機子電流指令値Ia *と電流位相角演算部42から与えられた電流位相角βとを用い、次式(9)に基づいてq軸電流の指令値iq *を演算する。
The d-axis current command value calculation unit 43 uses the armature current command value I a * given from the current command
i d * = I a * · cos β (8)
The q-axis current command value generation unit 44 uses the armature current command value I a * given from the current command
iq *=Ia *・sinβ …(9)
d軸電流指令値id *およびq軸電流指令値iq *を総称して、「二相指示電流id *,iq *」という場合がある。
回転角演算部53は、回転角センサ25の出力信号に基づいて、電動モータ18のロータの回転角(ロータ回転角)θを演算する。
i q * = I a * · sin β (9)
The d-axis current command value i d * and the q-axis current command value i q * may be collectively referred to as “two-phase command current i d * , i q * ”.
The rotation angle calculation unit 53 calculates the rotation angle (rotor rotation angle) θ of the rotor of the
電流検出部33によって検出された三相検出電流iU,iV,iWは、第2の座標変換部54に与えられる。第2の座標変換部54は、回転角演算部53によって演算されたロータ回転角θを用いて、三相検出電流iU,iV,iWを、dq座標上でのd軸電流idおよびq軸電流iq(以下、総称するときには「二相検出電流id,iq」という)に変換する。第2の座標変換部54によって得られたd軸電流idは、d軸電流偏差演算部45に与えられる。第2の座標変換部54によって得られたq軸電流iqは、q軸電流偏差演算部46に与えられる。
The three-phase detection currents i U , i V , i W detected by the current detection unit 33 are given to the second coordinate
d軸電流偏差演算部45は、d軸電流指令値id *に対するd軸電流idの偏差を演算する。d軸電流偏差演算部45によって演算された電流偏差は、d軸PI制御部47に与えられて、PI演算処理を受ける。d軸指示電圧生成部49は、d軸PI制御部47の演算結果に応じて、d軸指示電圧vd *を生成する。
q軸電流偏差演算部46は、q軸電流指令値iq *に対するq軸電流iqの偏差を演算する。q軸電流偏差演算部46によって演算された電流偏差は、q軸PI制御部48に与えられて、PI演算処理を受ける。q軸指示電圧生成部50は、q軸PI制御部48の演算結果に応じて、q軸指示電圧vq *を生成する。
d-axis current
The q-axis
d軸指示電圧vd *およびq軸指示電圧vq *は、第1の座標変換部51に与えられる。第1の座標変換部51は、回転角演算部53によって演算されたロータ回転角θを用いて、d軸指示電圧vd *およびq軸指示電圧vq *を、UVW座標系の指示電圧、すなわち、U相,V相およびW相の指示電圧vU *,vV *,vW *(以下、総称するときには「三相指示電圧vU *,vV *,vW *」という)に変換する。
The d-axis command voltage v d * and the q-axis command voltage v q * are given to the first coordinate
PWM制御部52は、U相指示電圧vU *、V相指示電圧vV *およびW相指示電圧vW *にそれぞれ対応するデューティ比のU相PWM制御信号、V相PWM制御信号およびW相PWM制御信号を生成し、駆動回路32に供給する。
駆動回路32は、U相、V相およびW相に対応した三相インバータ回路からなる。このインバータ回路を構成するパワー素子がPWM制御部52から与えられるPWM制御信号によって制御されることにより、三相指示電圧vU *,vV *,vW *に相当する電圧が電動モータ18の各相のステータ巻線に印加されることになる。
The
The
電流偏差演算部45,46およびPI制御部47,48は、電流フィードバック制御手段を構成している。この電流フィードバック制御手段の働きによって、電動モータ18に流れるモータ電流が、d軸およびq軸電流指令値演算部43,44によって演算される二相指示電流id *,iq *に近づくように制御される。
前記実施形態によれば、電流指令値設定部41によって設定された電流指令値Ia *に対してモータトルクが最大値に近い値となるd軸電流指令値id *およびq軸電流指令値iq *を演算することができる。これにより、高効率で電動モータ18を駆動することが可能となる。
The current
According to the embodiment, the d-axis current command value i d * and the q-axis current command value at which the motor torque is close to the maximum value with respect to the current command value I a * set by the current command
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、電流位相角演算部42は、電流指令値設定部41から与えられた電流指令値Ia *と、予め設定された電流位相角演算式(例えば式(7)参照)とに基づいて、当該電流指令値Ia *に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算している。しかし、電流位相角演算部42は、前記電流位相角演算式によって表される電流指令値Ia *と電流位相角βとの関係を記憶したマップと、電流指令値設定部41から与えられた電流指令値Ia *とに基づいて、当該電流指令値Ia *に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角βを演算してもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form. For example, in the above-described embodiment, the current phase
また、前述の実施形態では、前記式(5)に基づいて、各電機子電流Iaに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似し、得られた近似式に基づいて電流位相角演算式を求めている。しかし、最小二乗法等の他の方法によって、各電機子電流Iaに対応する電流位相角−モータトルク特性曲線上の最大トルク値を結ぶ曲線を直線近似し、得られた近似式に基づいて電流位相角演算式を求めるようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the curve connecting the maximum torque values on the current phase angle-motor torque characteristic curve corresponding to each armature current Ia is obtained by linear approximation based on the equation (5). The current phase angle calculation formula is obtained based on the approximate formula. However, by another method such as a least square method, a curve connecting the maximum torque values on the current phase angle-motor torque characteristic curve corresponding to each armature current Ia is linearly approximated, and based on the obtained approximate expression A current phase angle calculation formula may be obtained.
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
11…トルクセンサ、12…ECU、18…電動モータ、25…回転角センサ、31…マイクロコンピュータ、33…電流検出部、41…電流指令値設定部、42…電流位相角演算部、43…d軸電流指令値演算部、44…q軸電流指令値演算部、45…d軸電流偏差演算部、46…q軸電流偏差演算部、47…d軸PI制御部回転角演算部、48…q軸PI制御部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記シンクロナスリラクタンスモータの電流の指令値である電流指令値を設定する電流指令値設定手段と、
電流指令値と電流位相角との関係を記憶したマップまたはこれらの関係を表す演算式と、前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値とに基づいて、当該電流指令値に対してモータトルクが最大値に近い値となる電流位相角を演算する電流位相角演算手段と、
前記電流指令値設定手段によって設定された電流指令値と前記電流位相角演算手段によって演算された電流位相角とに基づいて、d軸電流指令値およびq軸電流指令値を演算する二相指示電流演算手段と、
前記二相指示電流演算手段によって演算されたd軸電流指令値およびq軸電流指令値に基づいて、前記シンクロナスリラクタンスモータを駆動制御する制御手段とを含む、モータ制御装置。 A motor control device for controlling a synchronous reluctance motor,
Current command value setting means for setting a current command value which is a command value of the current of the synchronous reluctance motor;
Based on a map storing the relationship between the current command value and the current phase angle or an arithmetic expression representing these relationships and the current command value set by the current command value setting means, the motor is applied to the current command value. Current phase angle calculating means for calculating a current phase angle at which the torque is close to the maximum value;
Two-phase indicating current for calculating the d-axis current command value and the q-axis current command value based on the current command value set by the current command value setting means and the current phase angle calculated by the current phase angle calculation means Computing means;
And a control means for driving and controlling the synchronous reluctance motor based on the d-axis current command value and the q-axis current command value calculated by the two-phase command current calculation means.
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- 2012-04-16 JP JP2012093280A patent/JP2013223333A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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