JP2014072920A - Motor system, motor controller, motor control program, and motor control method - Google Patents

Motor system, motor controller, motor control program, and motor control method Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for generating a torque close to the original maximum output torque of an AC motor, while preventing occurrence of a situation where the AC motor is uncontrollable, when driving the AC motor by 1 pulse control.SOLUTION: A controller (6) of a motor system (1) includes torque limit means (13) for generating a limited torque command in response to a torque command given externally, phase command generation means (14-16) for generating a phase command by performing current control in response to the limited torque command, phase limit means (17) for generating a limited phase command by limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value, and 1 pulse control output means (18) for generating a control signal that controls an inverter (3) in response to the limited phase command. The torque limit means (13) generates a limited torque command so as the limited torque command not to increase when the phase command exceeds the phase limit value.

Description

本発明は、モータシステム、モータ制御装置、モータ制御プログラム、及び、モータ制御方法に関し、特に、1パルス制御によって交流モータを駆動するための技術に関する。   The present invention relates to a motor system, a motor control device, a motor control program, and a motor control method, and more particularly to a technique for driving an AC motor by one-pulse control.

交流モータ(例えば、同期モータ)を駆動する駆動方法の一つとして、1パルス制御(矩形波電圧位相駆動)が知られている。1パルス制御とは、1周期あたりに半周期のパルス幅を有する単一のパルスを有する矩形波になるように、各相の駆動電圧を生成する駆動方式である。1パルス制御については、例えば、特許文献1(特開2000−358393号公報)に開示されている。なお、特許文献1は、電圧指令値がインバータで生成可能な最大電圧値を超えたときには、トルク指令値を引き下げることを開示している。   One pulse control (rectangular wave voltage phase driving) is known as one of driving methods for driving an AC motor (for example, a synchronous motor). One-pulse control is a driving method that generates a driving voltage for each phase so that a rectangular wave having a single pulse having a half-cycle pulse width per cycle is obtained. One-pulse control is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-358393. Patent Document 1 discloses that the torque command value is lowered when the voltage command value exceeds the maximum voltage value that can be generated by the inverter.

1パルス制御においては、電流制御、即ち、トルク制御が、電圧位相δを制御することによって行われる。図1は、1パルス制御における電圧ベクトル図を示す。この電圧ベクトル図は、定常状態の交流モータについて成立する、下記の電圧方程式に基づいている:

Figure 2014072920
ここで、Raは電機子巻線抵抗値であり、φaは電機子巻線の鎖交磁束であり、ωは角速度であり、Ldは、d軸インダクタンスであり、Lqはq軸インダクタンスであり、Idはd軸電流であり、Iqはq軸電流である。 In the one-pulse control, current control, that is, torque control is performed by controlling the voltage phase δ. FIG. 1 shows a voltage vector diagram in one-pulse control. This voltage vector diagram is based on the following voltage equation that holds for steady state AC motors:
Figure 2014072920
Here, Ra is an armature winding resistance value, φa is an interlinkage magnetic flux of the armature winding, ω is an angular velocity, Ld is a d-axis inductance, Lq is a q-axis inductance, Id is a d-axis current, and Iq is a q-axis current.

1パルス制御では、q軸電流Iqが要求されたトルク(即ち、トルク指令)に対応した値になるように電圧位相δが決定される。トルク指令が増大されると電圧位相δが増大され、これにより、トルク指令に要求されたトルクを実現するようにq軸電流が増大される。このとき、電圧位相δは、電圧ベクトルの大きさが電圧振幅|Va|に維持されるように(即ち、電圧ベクトルが半径|Va|の電圧制限円の上に維持されるように)決定される。   In the one-pulse control, the voltage phase δ is determined so that the q-axis current Iq becomes a value corresponding to the requested torque (that is, torque command). When the torque command is increased, the voltage phase δ is increased, thereby increasing the q-axis current so as to realize the torque required for the torque command. At this time, the voltage phase δ is determined such that the magnitude of the voltage vector is maintained at the voltage amplitude | Va | (ie, the voltage vector is maintained on a voltage limit circle of radius | Va |). The

その一方で、電圧位相δは、特定の制限値以下に制限される必要がある。即ち、電圧ベクトルは電圧制限円に拘束されるから、電圧位相δは、本質的に90°までに制限される。電圧位相δが90°でも実現できないトルクを要求するトルク指令に対しては、電流制御が不可能になってしまう。加えて、電圧位相δが90°の近傍の範囲にあると制御性が劣化する。このような背景から、電圧位相δは、90°よりも少し小さい特定の制限値(例えば、80°)以下になるように制限される。この場合、トルク指令も、電圧位相δが制限値よりも小さくなるように生成される。   On the other hand, the voltage phase δ needs to be limited to a specific limit value or less. That is, since the voltage vector is bound to the voltage limit circle, the voltage phase δ is essentially limited to 90 °. Current control becomes impossible for a torque command that requires torque that cannot be realized even when the voltage phase δ is 90 °. In addition, if the voltage phase δ is in the range near 90 °, the controllability deteriorates. Against this background, the voltage phase δ is limited to a specific limit value (for example, 80 °) that is slightly smaller than 90 °. In this case, the torque command is also generated so that the voltage phase δ is smaller than the limit value.

一つの問題は、モータの特性変動、例えば、モータの動作温度、バス電圧(インバータに供給される直流電圧)、ロータ位置の検出誤差の変動が発生すると、電圧位相δが特定の制限値に固定される事態が発生し得ることである。モータの特性変動が発生すると、電圧位相δが特定の制限値より小さくなるようにトルク指令を生成したつもりでも、実際には、トルク指令に要求されたトルクが発生できない事態が発生し得る。この場合、電圧位相δが該特定の制限値に固定されてしまう。これは、交流モータが制御不能になってしまうことを意味しており、好ましくない。   One problem is that if the motor characteristics change, for example, the motor operating temperature, bus voltage (DC voltage supplied to the inverter), or rotor position detection error changes, the voltage phase δ is fixed to a specific limit value. That can happen. When the motor characteristic variation occurs, even if it is intended to generate the torque command so that the voltage phase δ is smaller than the specific limit value, a situation where the torque required for the torque command cannot actually be generated may occur. In this case, the voltage phase δ is fixed to the specific limit value. This means that the AC motor becomes uncontrollable, which is not preferable.

モータの特性変動によって電圧位相が特定の制限値に固定される事態を防ぐためには、トルク指令を、余裕を持って小さめに設定することが考えられる。しかしながら、この手法では、交流モータにおいて本来的には実現できるはずのトルク性能を引き出すことができない。   In order to prevent a situation in which the voltage phase is fixed to a specific limit value due to motor characteristic fluctuations, it is conceivable to set the torque command to be small with a margin. However, with this method, it is not possible to draw out torque performance that should originally be realized in an AC motor.

特許文献2(特開2010−17020号公報)は、交流モータから本来得ることができるトルクをより確実に出力可能にするために、矩形波電圧の位相と交流モータから出力されるトルクとの関係をマップ(即ち、交流モータのモデル)としてモータ制御装置の記憶装置に記憶し、該マップを用いて限界位相を決定し、更に、その限界位相により規定される位相範囲内で、矩形波電圧の目標電圧位相を設定する技術を開示している。しかしながら、特許文献2の技術では、マップ、即ち、交流モータのモデルに誤差があると、モータ性能が最大限に生かせない。   Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-17020) discloses the relationship between the phase of the rectangular wave voltage and the torque output from the AC motor in order to more reliably output the torque that can be originally obtained from the AC motor. Is stored in the storage device of the motor control device as a map (that is, a model of an AC motor), the limit phase is determined using the map, and the rectangular wave voltage is within the phase range defined by the limit phase. A technique for setting a target voltage phase is disclosed. However, in the technique of Patent Document 2, if there is an error in the map, that is, the AC motor model, the motor performance cannot be maximized.

特開2000−358393号公報JP 2000-358393 A 特開2010−17020号公報JP 2010-17020 A

したがって、本発明の目的は、1パルス制御による交流モータの駆動に際し、電圧位相が特定値に固定されて交流モータが制御不能になる事態の発生を防ぎながら、交流モータにおいて本来的には得られるはずのトルクになるべく近いトルクを発生させるための技術を提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is inherently obtained in an AC motor while preventing the occurrence of a situation in which the AC motor becomes uncontrollable when the voltage phase is fixed to a specific value when the AC motor is driven by one-pulse control. The object is to provide a technique for generating a torque as close as possible to the expected torque.

本発明の一の観点では、モータシステムが、交流モータと、交流モータを駆動するインバータと、インバータを1パルス制御によって制御する制御装置とを具備する。制御装置は、外部から与えられるトルク指令に応じて制限後トルク指令を生成するトルク制限手段と、制限後トルク指令に応答してインバータに供給される電流の電流制御を行うことにより位相指令を生成する位相指令生成手段と、位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成する位相制限手段と、制限後位相指令に応答してインバータを制御する制御信号を生成する1パルス制御出力手段とを具備する。トルク制限手段は、位相指令が位相制限値を超えている場合に制限後トルク指令が増加しないように制限後トルク指令を生成する。   In one aspect of the present invention, a motor system includes an AC motor, an inverter that drives the AC motor, and a control device that controls the inverter by one-pulse control. The control device generates a phase command by performing a current control of a current supplied to the inverter in response to the torque limit means for generating a torque command after the limit according to a torque command given from the outside, and in response to the torque command after the limit A phase command generating means for controlling, a phase limiting means for generating a post-restricted phase command by limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value, and a control signal for controlling the inverter in response to the post-restricted phase command. 1-pulse control output means for generating. The torque limiting means generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.

ここで、位相指令が位相制限値を超えている間、トルク制限手段が制限後トルク指令を減少させることが好ましい。一実施形態では、位相指令が位相制限値を超えている間に制限後トルク指令が減少する単位時間当たりの減少率が一定である。   Here, it is preferable that the torque limiting means decreases the post-limit torque command while the phase command exceeds the phase limit value. In one embodiment, the rate of decrease per unit time during which the post-limit torque command decreases while the phase command exceeds the phase limit value is constant.

また、トルク制限手段は、位相指令が位相制限値を超えていない場合、制限後トルク指令がトルク指令を追随するように制限後トルク指令を生成することが好ましい。   Further, it is preferable that the torque limiting means generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command follows the torque command when the phase command does not exceed the phase limit value.

本発明の他の観点では、交流モータを駆動するインバータを1パルス制御によって制御する制御装置が、外部から与えられるトルク指令から制限後トルク指令を生成するトルク制限手段と、制限後トルク指令に応答してインバータに供給される電流の電流制御を行って位相指令を生成する位相指令生成手段と、位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成する位相制限手段と、制限後位相指令に応答してインバータを制御する制御信号を生成する1パルス制御出力手段とを具備している。トルク制限手段は、位相指令が位相制限値を超えている場合、制限後トルク指令が増加しないように制限後トルク指令を生成する。   In another aspect of the present invention, a control device that controls an inverter that drives an AC motor by one-pulse control includes a torque limiting unit that generates a limited torque command from a torque command given from the outside, and a response to the limited torque command Phase control generating means for generating a phase command by controlling the current supplied to the inverter, and a phase limit for generating a post-limit phase command by limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value And a one-pulse control output means for generating a control signal for controlling the inverter in response to the post-limit phase command. The torque limiting means generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.

本発明の更に他の観点では、モータ制御プログラムが、交流モータを駆動するインバータを1パルス制御によって制御する演算装置を、下記手段:外部から与えられるトルク指令から制限後トルク指令を生成するトルク制限手段、制限後トルク指令に応答してインバータに供給される電流の電流制御を行って位相指令を生成する位相指令生成手段、位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成する位相制限手段、及び、制限後位相指令に応答してインバータを制御する制御信号を生成する1パルス制御出力手段として機能させる。ここで、トルク制限手段は、位相指令が位相制限値を超えている場合、制限後トルク指令が増加しないように制限後トルク指令を生成するような手段である。   In still another aspect of the present invention, a motor control program controls a computing device that controls an inverter that drives an AC motor by one-pulse control, and the following means: Torque restriction that generates a restricted torque command from a torque command given from outside Means, a phase command generating means for generating a phase command by controlling the current supplied to the inverter in response to the post-limit torque command, and after limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value It functions as a phase limiting means for generating a phase command and a one-pulse control output means for generating a control signal for controlling the inverter in response to the post-limit phase command. Here, the torque limiting unit is a unit that generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.

本発明の更に他の観点では、交流モータを駆動するインバータを1パルス制御によって制御するモータ制御方法が、外部から与えられるトルク指令から制限後トルク指令を生成するステップと、制限後トルク指令に応答してインバータに供給される電流の電流制御を行って位相指令を生成するステップと、位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成するステップと、制限後位相指令に応答してインバータを制御する制御信号を生成するステップとを具備している。制限後トルク指令は、位相指令が位相制限値を超えている場合、制限後トルク指令が増加しないように生成される。   According to still another aspect of the present invention, a motor control method for controlling an inverter that drives an AC motor by one-pulse control generates a post-restricted torque command from an externally applied torque command, and responds to the post-restricted torque command. A step of generating a phase command by performing current control of the current supplied to the inverter, a step of generating a limited phase command by limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value, and after the limitation Generating a control signal for controlling the inverter in response to the phase command. The post-limit torque command is generated so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.

本発明によれば、1パルス制御による交流モータの駆動に際し、位相指令が特定値に固定されて交流モータが制御不能になる事態の発生を防ぎながら、交流モータにおいて本来的には得られるはずのトルクになるべく近いトルクを発生させることができる。   According to the present invention, when an AC motor is driven by one-pulse control, the phase command is fixed at a specific value, and the AC motor cannot be controlled. Torque as close as possible can be generated.

1パルス制御における電圧ベクトル図である。It is a voltage vector figure in 1 pulse control. 本発明の一実施形態のモータシステム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 motor system of one Embodiment of this invention. 本実施形態におけるインバータコントローラの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the inverter controller in this embodiment. 本実施形態におけるモータシステムの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation of a motor system in this embodiment.

図2は、本発明の一実施形態のモータシステム1の構成を示すブロック図である。モータシステム1は、モータ2と、インバータ3と、レゾルバ4と、R/D(レゾルバ−デジタル)変換器5と、インバータコントローラ6とを備えている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the motor system 1 according to the embodiment of the present invention. The motor system 1 includes a motor 2, an inverter 3, a resolver 4, an R / D (resolver-digital) converter 5, and an inverter controller 6.

モータ2は、u相電源線7u、v相電源線7v及びw相電源線7wによりインバータ3に接続されている。モータ2は、インバータ3からu相電源線7u、v相電源線7v及びw相電源線7wを介して3相電力を供給されて動作する交流モータ(例えば、永久磁石モータや同期モータ)である。u相電源線7u、v相電源線7v及びw相電源線7wには、それぞれ、u相電流Iu、v相電流Iv及びw相電流Iwを計測するための電流センサ8u、8v、8wが設けられる。なお、u相電流Iu、v相電流Iv及びw相電流Iwの全てが検出される必要は必ずしもない。これらの3つの電流のうちの2つが測定され、残りの一つが演算によって算出されてもよい。   The motor 2 is connected to the inverter 3 by a u-phase power line 7u, a v-phase power line 7v, and a w-phase power line 7w. The motor 2 is an AC motor (for example, a permanent magnet motor or a synchronous motor) that operates by being supplied with three-phase power from the inverter 3 via the u-phase power supply line 7u, the v-phase power supply line 7v, and the w-phase power supply line 7w. . The u-phase power supply line 7u, the v-phase power supply line 7v, and the w-phase power supply line 7w are provided with current sensors 8u, 8v, and 8w for measuring the u-phase current Iu, the v-phase current Iv, and the w-phase current Iw, respectively. It is done. Note that it is not always necessary to detect all of the u-phase current Iu, the v-phase current Iv, and the w-phase current Iw. Two of these three currents may be measured and the remaining one may be computed.

レゾルバ4及びR/D変換器5は、モータ2のロータ位置(即ち、ロータ角度)θを検出するために使用される装置群である。レゾルバ4は、ロータ位置θに応じて、sinθ、cosθに依存する2つの信号を出力する。R/D変換器5は、それら2つの信号からロータ位置θを算出し、ロータ位置θを示すデジタルデータを出力する。   The resolver 4 and the R / D converter 5 are a group of devices used for detecting the rotor position (that is, the rotor angle) θ of the motor 2. The resolver 4 outputs two signals depending on sin θ and cos θ according to the rotor position θ. The R / D converter 5 calculates the rotor position θ from these two signals and outputs digital data indicating the rotor position θ.

インバータコントローラ6は、外部から与えられるトルク指令Tに対応するトルクをモータ2が生成するようにインバータ3を制御する制御装置である。インバータコントローラ6は、外部から与えられるトルク指令Tに加え、検出されたu相電流Iu、v相電流Iv及びw相電流Iw及びロータ位置θに応答して、インバータ3のパワートランジスタのオンオフを制御する制御信号SCTRLを生成する。制御信号SCTRLは、典型的には、u相、v相、及び、w相それぞれの正側アーム及び負側アームのパワートランジスタのゲートを駆動するゲート駆動信号を含んでいる。 The inverter controller 6 is a control device that controls the inverter 3 so that the motor 2 generates a torque corresponding to a torque command T * given from the outside. The inverter controller 6 turns on / off the power transistor of the inverter 3 in response to the detected u-phase current Iu, v-phase current Iv, w-phase current Iw and rotor position θ in addition to the torque command T * given from the outside. A control signal S CTRL to be controlled is generated. The control signal S CTRL typically includes gate drive signals that drive the gates of the power transistors of the positive and negative arms of the u-phase, v-phase, and w-phase, respectively.

このような構成のモータシステム1は、例えば、電気自動車やハイブリッドカーの駆動輪を駆動する駆動系に用いられる。この場合、モータ2が発生する駆動力が駆動輪に伝達される。   The motor system 1 having such a configuration is used, for example, in a drive system that drives drive wheels of an electric vehicle or a hybrid car. In this case, the driving force generated by the motor 2 is transmitted to the driving wheels.

図3は、インバータコントローラ6における演算を示す機能ブロック図である。本実施形態のインバータコントローラ6は、1パルス制御(矩形波電圧位相制御)を行うように構成されている。詳細には、インバータコントローラ6では、次の演算:速度計算11、3相−2相変換12、トルク制限演算13、電流指令計算14、電流PI制御15、dq−Vaδ変換16、δ制限演算17及び1パルス制御出力演算18が行われる。これらの演算は、インバータコントローラ6にインストールされたソフトウェア(プログラム)によって実現されてもよい。この場合、インバータコントローラ6として演算装置、例えば、CPU(central processing unit)が使用されてもよい。また、上記の演算は、ハードウェアとして実装されてもよく、また、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実装されても良い。   FIG. 3 is a functional block diagram showing calculation in the inverter controller 6. The inverter controller 6 of this embodiment is configured to perform one-pulse control (rectangular wave voltage phase control). Specifically, in the inverter controller 6, the following calculation: speed calculation 11, three-phase to two-phase conversion 12, torque limit calculation 13, current command calculation 14, current PI control 15, dq-Vaδ conversion 16, δ limit calculation 17 And 1 pulse control output calculation 18 is performed. These calculations may be realized by software (program) installed in the inverter controller 6. In this case, an arithmetic device such as a CPU (central processing unit) may be used as the inverter controller 6. In addition, the above calculation may be implemented as hardware, or may be implemented as a combination of hardware and software.

速度計算11では、R/D変換器5によって算出されたロータ位置θから、ロータ速度ωが算出される。   In the speed calculation 11, the rotor speed ω is calculated from the rotor position θ calculated by the R / D converter 5.

3相−2相変換12では、R/D変換器5によって算出されたロータ位置θを用いてu相電流Iu、v相電流Iv及びw相電流Iwに対して3相−2相変換が行われ、d軸電流Idとq軸電流Iqが算出される。   In the three-phase to two-phase conversion 12, the three-phase to two-phase conversion is performed on the u-phase current Iu, the v-phase current Iv, and the w-phase current Iw using the rotor position θ calculated by the R / D converter 5. D-axis current Id and q-axis current Iq are calculated.

トルク制限演算13では、外部から与えられるトルク指令Tを、δリミットフラグflag_δLIMに応じて制限して制限後トルク指令TLIM を生成する演算が行われる。制限後トルク指令TLIM とは、インバータコントローラ6における1パルス制御において、実際に使用されるトルク指令である。また、δリミットフラグflag_δLIMとは、後述のように、制限後トルク指令TLIM に応答した電流制御(本実施形態では、電流指令計算14、電流PI制御15及びdq−Vaδ変換16)によって生成された位相指令δが特定の位相上限値δMAXを超えているか否かに応じて生成されるフラグである。位相指令δが特定の位相上限値δMAXを超えている場合にδリミットフラグflag_δLIMがアサートされる。一方、位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さい場合にはδリミットフラグflag_δLIMがネゲートされる。δリミットフラグflag_δLIMがネゲートされた状態では、トルク制限演算13において、制限後トルク指令TLIM はトルク指令Tを追随するように生成される。この場合、制限後トルク指令TLIM の増加が許可される。一方、δリミットフラグflag_δLIMがアサートされると、制限後トルク指令TLIM は、更に増加しないように制限される。即ち、制限後トルク指令TLIM の増加が禁止される。 In the torque limit calculation 13, a calculation is performed to limit the torque command T * given from the outside according to the δ limit flag flag_δ LIM and generate the limited torque command T LIM * . The post-limit torque command T LIM * is a torque command that is actually used in the one-pulse control in the inverter controller 6. Further, as will be described later, the δ limit flag flag_δ LIM is obtained by current control in response to the post-limit torque command T LIM * (in this embodiment, the current command calculation 14, the current PI control 15 and the dq-Vaδ conversion 16). This is a flag generated according to whether or not the generated phase command δ * exceeds a specific phase upper limit value δ MAX . The δ limit flag flag_δ LIM is asserted when the phase command δ * exceeds a specific phase upper limit value δ MAX . On the other hand, when the phase command δ * is smaller than the phase upper limit value δ MAX , the δ limit flag flag_δ LIM is negated. In the state where the δ limit flag flag_δ LIM is negated, in the torque limit calculation 13, the post-limit torque command T LIM * is generated so as to follow the torque command T * . In this case, an increase in the post-limit torque command T LIM * is permitted. On the other hand, when the δ limit flag flag_δ LIM is asserted, the post-limit torque command T LIM * is limited so as not to increase further. That is, an increase in the post-limit torque command T LIM * is prohibited.

より具体的には、本実施形態では、δリミットフラグflag_δLIMがアサートされた場合に制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が開始され、これにより、制限後トルク指令TLIM の増加が制限される。ここで、「制限後トルク指令TLIM の強制的な減少」とは、外部から与えられるトルク指令Tに関係なく制限後トルク指令TLIM を減少させることを意味する。本実施形態では、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少の際の、制限後トルク指令TLIM の単位時間あたりの減少率dTLIM /dtは、所定値DDCRで一定である。 More specifically, in the present embodiment, when the δ limit flag flag_δ LIM is asserted, the forcible decrease of the post-limit torque command T LIM * is started, thereby increasing the post-limit torque command T LIM * . Is limited. Here, “forced decrease of the post-restricted torque command T LIM * ” means that the post-restricted torque command T LIM * is reduced regardless of the torque command T * given from the outside. In the present embodiment, the rate of decrease dT LIM * / dt per unit time of the post-restricted torque command T LIM * when the post-restricted torque command T LIM * is forcibly reduced is constant at a predetermined value D DCR. .

また、本実施形態では、制限後トルク指令TLIM がトルク指令Tに追随するように生成されている状態(δリミットフラグflag_δLIMがネゲートされている状態)でも、制限後トルク指令TLIM が増加している場合には、制限後トルク指令TLIM の単位時間に対する増加率が、所定値DMAX以下であるように制限される。制限後トルク指令TLIM が増加される場合でも、制限後トルク指令TLIM の単位時間に対する変化率(増加率)が所定値DMAX以下であるという条件が満たされる場合、制限後トルク指令TLIM は、トルク指令Tに一致するように生成される。トルク制限演算13の役割については、後に詳細に説明する。 Further, in the present embodiment, even after the limited torque command T LIM * is generated so as to follow the torque command T * (the δ limit flag flag_δ LIM is negated), the limited torque command T LIM When * is increasing, the rate of increase of the post-limit torque command T LIM * with respect to the unit time is limited to be equal to or less than the predetermined value D MAX . Even when the post-restricted torque command T LIM * is increased, the post-restricted torque command T LIM * is satisfied if the change rate (increase rate) per unit time of the post-restricted torque command T LIM * is less than or equal to a predetermined value D MAX T LIM * is generated to match the torque command T * . The role of the torque limit calculation 13 will be described in detail later.

電流指令計算14では、制限後トルク指令TLIM とロータ速度ωとに基づいて、d軸電流指令Idとq軸電流指令Iqが算出される。 In the current command calculation 14, a d-axis current command Id * and a q-axis current command Iq * are calculated based on the post-restricted torque command T LIM * and the rotor speed ω.

また、電流PI制御15では、d軸電流Idとd軸電流指令Idの差分、及び、q軸電流Iqとq軸電流指令Iqの差分とに応答してPI制御が行われ、d軸電圧指令Vdとq軸電圧指令Vqとが算出される。更に、dq−Vaδ変換16では、d軸電圧指令Vd及びq軸電圧指令Vqとが、電圧振幅指令Va及び位相指令δに変換される。上述の3相−2相変換12、電流PI制御15、及び、dq−Vaδ変換16は、u相電流Iu、v相電流Iv及びw相電流Iwの制御、即ち、電流制御により位相指令δを生成する一連の演算を構成している。 In the current PI control 15, PI control is performed in response to the difference between the d-axis current Id and the d-axis current command Id * and the difference between the q-axis current Iq and the q-axis current command Iq *. A voltage command Vd * and a q-axis voltage command Vq * are calculated. Further, in the dq-Vaδ conversion 16, the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * are converted into a voltage amplitude command Va * and a phase command δ * . The three-phase to two-phase conversion 12, the current PI control 15, and the dq-Vaδ conversion 16 described above control the u-phase current Iu, the v-phase current Iv, and the w-phase current Iw, that is, the phase command δ * by current control . Constitutes a series of operations to generate.

δ制限演算17では、位相指令δを位相上限値δMAX以下に制限して制限後位相指令δLIM を生成する演算が行われる。制限後位相指令δLIM とは、実際に1パルス制御に用いられる位相指令である。詳細には、位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さい場合、制限後位相指令δLIM は、位相指令δに一致するように生成される。一方、位相指令δが位相上限値δMAXを超えている場合、制限後位相指令δLIM は、位相上限値δMAXに設定される。このような演算により、実際に1パルス制御に用いられる位相指令である制限後位相指令δLIM が、位相上限値δMAX以下に制限される。 In the δ limit calculation 17, a calculation is performed to limit the phase command δ * to be equal to or lower than the phase upper limit value δ MAX to generate a post-limit phase command δ LIM * . The post-limit phase command δ LIM * is a phase command that is actually used for one-pulse control. Specifically, when the phase command δ * is smaller than the phase upper limit value δ MAX , the post-limit phase command δ LIM * is generated so as to coincide with the phase command δ * . On the other hand, the phase instruction [delta] * cases exceeds the phase upper limit [delta] MAX, limits after phase command [delta] LIM * is set to phase upper limit value [delta] MAX. By such calculation, the post-limit phase command δ LIM * that is a phase command actually used for one-pulse control is limited to the phase upper limit value δ MAX or less.

加えて、δ制限演算17では、δリミットフラグflag_δLIMが生成される。位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さい場合、δリミットフラグflag_δLIMはネゲートされる。一方、位相指令δが位相上限値δMAXが超えている場合、δリミットフラグflag_δLIMがアサートされる。δ制限演算17の役割については、後に詳細に説明する。 In addition, in the δ limit calculation 17, a δ limit flag flag_δ LIM is generated. When the phase command δ * is smaller than the phase upper limit value δ MAX , the δ limit flag flag_δ LIM is negated. On the other hand, when the phase command δ * exceeds the phase upper limit value δ MAX , the δ limit flag flag_δ LIM is asserted. The role of the δ limit calculation 17 will be described in detail later.

1パルス制御出力演算18では、制限後位相指令δLIM からインバータ3のパワートランジスタのオンオフを制御する制御信号SCTRLを生成する演算が行われる。 In the 1-pulse control output calculation 18, calculation is performed to generate a control signal S CTRL that controls on / off of the power transistor of the inverter 3 from the post-limit phase command δ LIM * .

なお、図3では、インバータコントローラ6の動作が機能ブロックとして図示されているが、インバータコントローラ6は、同等の動作をするソフトウェア、ハードウェア、及びそれらの組み合わせによって実現可能であることに留意されたい。   In FIG. 3, the operation of the inverter controller 6 is illustrated as a functional block, but it should be noted that the inverter controller 6 can be realized by software, hardware, and a combination thereof that perform equivalent operations. .

続いて、本実施形態のモータシステム1の動作、本実施形態の1パルス制御において行われる位相制御について説明する。   Subsequently, the operation of the motor system 1 of the present embodiment and the phase control performed in the one-pulse control of the present embodiment will be described.

本実施形態のモータシステム1においては、実際に1パルス制御に用いられる位相指令(即ち、制限後位相指令δLIM )が、位相上限値δMAX以下であるように生成される。このような演算は、δ制限演算17によって実現されている。詳細には、電流制御(具体的には、電流指令計算14、電流PI制御15及びdq−Vaδ変換16)によって生成された位相指令δが位相上限値δMAX未満の場合、δ制限演算17において、制限後位相指令δLIM が位相指令δに一致するように生成される。一方、位相指令δが位相上限値δMAXを超える場合、δ制限演算17において、制限後位相指令δLIM が位相上限値δMAXに設定される。 In the motor system 1 of the present embodiment, actual phase command used in the one-pulse control (i.e., post-restriction phase command [delta] LIM *) is generated such that the following phase upper limit [delta] MAX. Such a calculation is realized by the δ limit calculation 17. Specifically, (specifically, the current command calculation 14, the current PI control 15 and dq-Vaδ converting 16) current control when the phase instruction [delta] * generated by less than the phase upper limit value [delta] MAX, [delta] limited operation 17 , The post-limit phase command δ LIM * is generated so as to coincide with the phase command δ * . On the other hand, when the phase command δ * exceeds the phase upper limit value δ MAX , the post-limit phase command δ LIM * is set to the phase upper limit value δ MAX in the δ limit calculation 17.

加えて、電流制御によって生成された位相指令δが位相上限値δMAXを超える場合、実際に1パルス制御に用いられるトルク指令、即ち、制限後トルク指令TLIM が制限される。このような演算は、トルク制限演算13によって実現されている。トルク制限演算13において、位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さい場合には、制限後トルク指令TLIM はトルク指令Tを追随するように生成される。一方で、制限後トルク指令TLIM は、電流制御によって生成された位相指令δが位相上限値δMAXを超える状態である限り、その増加が禁止される。本実施形態においては、制限後トルク指令TLIM が強制的に減少される。ここで、「強制的に減少される」とは、外部から与えられるトルク指令Tに関係なく制限後トルク指令TLIM を減少させることを意味する。 In addition, when the phase command δ * generated by the current control exceeds the phase upper limit value δ MAX , the torque command actually used for one-pulse control, that is, the post-limit torque command T LIM * is limited. Such a calculation is realized by the torque limit calculation 13. In torque limit operation 13, the phase instruction [delta] * is smaller than the phase upper limit [delta] MAX is limited after the torque command T LIM * is generated so as to follow the torque command T *. On the other hand, the post-limit torque command T LIM * is prohibited from increasing as long as the phase command δ * generated by the current control exceeds the phase upper limit value δ MAX . In the present embodiment, the post-limit torque command T LIM * is forcibly decreased. Here, “forcibly decreased” means that the post-limit torque command T LIM * is decreased regardless of the torque command T * given from the outside.

このような動作により、本実施形態のモータシステム1では、1パルス制御において電圧位相が特定値に長時間固定されることが防がれている。電圧位相が特定値に長時間固定されることを防ぐことが、モータ2が制御不能の状態になることを防止する観点で重要であることは、上述したとおりである。加えて、実際に1パルス制御に用いられるトルク指令(制限後トルク指令TLIM )が、位相指令δが位相上限値δMAXの近傍になるような範囲に維持されるため、モータ2の特性から実現され得るトルク特性(特に、最大のトルク)を実現することができる。以下、本実施形態の1パルス制御について、具体例を挙げて説明する。 With such an operation, the motor system 1 according to the present embodiment prevents the voltage phase from being fixed to a specific value for a long time in one-pulse control. As described above, it is important to prevent the voltage phase from being fixed to a specific value for a long time from the viewpoint of preventing the motor 2 from being in an uncontrollable state. In addition, since the torque command actually used for 1-pulse control (post-limit torque command T LIM * ) is maintained in a range in which the phase command δ * is close to the phase upper limit value δ MAX , Torque characteristics (particularly, maximum torque) that can be realized from the characteristics can be realized. Hereinafter, the one-pulse control of this embodiment will be described with a specific example.

図4は、本実施形態のモータシステム1の動作の例を示すタイミングチャートである。図4の動作においては、外部から与えられるトルク指令Tが、時刻tから時刻tまでは増大し、時刻tから時刻tまでは減少している。以下では、時刻tから時刻tまでの動作、特に、位相指令δ、制限後位相指令δLIM 、δリミットフラグflag_δLIM、制限後トルク指令TLIM の変化について詳細に説明する。なお、実使用においては、トルク指令Tの変化が図4に示されたものに限定されないことは当業者には自明的であろう。 FIG. 4 is a timing chart showing an example of the operation of the motor system 1 of the present embodiment. In the operation of FIG. 4, the torque command T * given from the outside increases from time t 0 to time t 4 and decreases from time t 4 to time t 8 . Hereinafter, operations from time t 0 to time t 8 , particularly changes in the phase command δ * , the post-restricted phase command δ LIM * , the δ limit flag flag_δ LIM , and the post-restricted torque command T LIM * will be described in detail. In actual use, it will be obvious to those skilled in the art that the change in the torque command T * is not limited to that shown in FIG.

時刻tがt<t<tの期間においては、トルク指令Tが増大している。トルク指令Tの増大に応答して制限後トルク指令T、位相指令δ、及び、制限後位相指令δLIM も増大する。ただし、t<t<tの期間においては位相指令δは位相上限値δMAXよりも小さく、よって、制限後位相指令δLIM は位相指令δに一致し、制限後トルク指令Tはトルク指令Tに一致している。 The torque command T * is increasing in the period when the time t is t 0 <t <t 1 . * The torque command T * Response to limit after the torque command to increase T, the phase instruction [delta] *, and limited after the phase command [delta] LIM * also increases. However, during the period of t 0 <t <t 1 , the phase command δ * is smaller than the phase upper limit value δ MAX , and therefore the post-limit phase command δ LIM * coincides with the phase command δ * , and the post-limit torque command T * Corresponds to the torque command T * .

<t<tの期間においても、トルク指令Tは増大し続ける。ただし、時刻tにおいて位相指令δが位相上限値δMAXに到達するため、t<t<tの期間においては、制限後位相指令δLIM が位相上限値δMAXに制限される。加えて、位相指令δが位相上限値δMAXを超えたことに応答して、時刻tにおいてδリミットフラグflag_δLIMがアサートされる。δリミットフラグflag_δLIMのアサートに応答して、時刻tにおいて、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が開始される。上述の通り、「制限後トルク指令TLIM の強制的な減少」とは、外部から与えられるトルク指令Tに関係なく制限後トルク指令TLIM を減少させることを意味する。本実施形態では、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少の際の、制限後トルク指令TLIM の単位時間あたりの減少率dTLIM /dtは、所定値DDCRで一定である。位相指令δは、一旦、位相上限値δMAXを超えるが、制限後トルク指令TLIM が減少されることにより、ある特定の最大値を取った後、減少し始める。 The torque command T * continues to increase even during the period of t 1 <t <t 2 . However, since the phase command δ * reaches the phase upper limit value δ MAX at time t 1 , the post-limit phase command δ LIM * is limited to the phase upper limit value δ MAX during the period of t 1 <t <t 2. . In addition, in response to the phase command δ * exceeding the phase upper limit value δ MAX , the δ limit flag flag_δ LIM is asserted at time t 1 . In response to the assertion of the δ limit flag flag_δ LIM , forcibly decreasing the post-limit torque command T LIM * is started at time t 1 . As described above, “forced reduction of the post-restricted torque command T LIM * ” means that the post-restricted torque command T LIM * is reduced regardless of the torque command T * given from the outside. In the present embodiment, the rate of decrease dT LIM * / dt per unit time of the post-restricted torque command T LIM * when the post-restricted torque command T LIM * is forcibly reduced is constant at a predetermined value D DCR. . The phase command δ * once exceeds the phase upper limit value δ MAX , but starts to decrease after taking a certain maximum value by decreasing the post-limit torque command T LIM * .

時刻tにおいて、電流制御によって生成された位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さくなると、δリミットフラグflag_δLIMがネゲートされる。δリミットフラグflag_δLIMのネゲートに応答して、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が停止される。 In time t 2, the phase instruction [delta] * generated by a current control becomes smaller than the phase upper limit [delta] MAX, [delta] limiting flag Flag_deruta LIM is negated. In response to the negation of the δ limit flag flag_δ LIM , the forced decrease of the post-limit torque command T LIM * is stopped.

制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が停止された後、t<t<tの期間においては制限後トルク指令TLIM は、トルク指令Tを追随するように生成される。時刻tにおけるトルク指令Tは、制限後トルク指令TLIM よりも大きいので、制限後トルク指令TLIM は増加される。ただし、制限後トルク指令TLIM の単位時間あたりの増加率dTLIM /dtは、所定値DMAX以下に制限される。位相指令δは、制限後トルク指令TLIM の増加により、一旦、極小値を取った後、再び増加し始める。 After the forced reduction of the post-limit torque command T LIM * is stopped, the post-limit torque command T LIM * is generated so as to follow the torque command T * in the period t 2 <t <t 3. . The torque command T * is at time t 2, the so limited after the torque command T LIM * greater than limitation after the torque command T LIM * is increased. However, the rate of increase dT LIM * / dt per unit time of the post-limit torque command T LIM * is limited to a predetermined value D MAX or less. The phase command δ * once takes a minimum value due to the increase in the post-limit torque command T LIM * , and then starts increasing again.

以後、トルク指令Tが電流制御によって生成された位相指令δを位相上限値δMAXよりも小さくするような値にまで減少されるまで、同様の動作が繰り返される。即ち、制限後トルク指令TLIM の増加に応じて位相指令δが増加され、時刻tにおいて位相指令δが位相上限値δMAXに到達するため、t<t<tの期間においては、制限後位相指令δLIM が位相上限値δMAXに制限される。加えて、位相指令δが位相上限値δMAXを超えたことに応答して、時刻tにおいてδリミットフラグflag_δLIMがアサートされる。δリミットフラグflag_δLIMのアサートに応答して、時刻tにおいて、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が開始される。制限後トルク指令TLIM の単位時間あたりの減少率dTLIM /dtは、所定値DDCRで一定である。位相指令δは、一旦、位相上限値δMAXを超えるが、制限後トルク指令TLIM が減少されることにより、ある特定の最大値を取った後、減少し始める。 Thereafter, until the torque command T * is decreased to the phase instruction [delta] * generated by a current controlled to a value as smaller than the phase upper limit [delta] MAX, the same operation is repeated. That is, the phase command δ * is increased in accordance with the increase in the post-limit torque command T LIM * , and the phase command δ * reaches the phase upper limit value δ MAX at time t 3 , so the period of t 3 <t <t 5 In, the post-limit phase command δ LIM * is limited to the phase upper limit value δ MAX . In addition, in response to the phase command δ * exceeding the phase upper limit value δ MAX , the δ limit flag flag_δ LIM is asserted at time t 3 . In response to the assertion of the δ limit flag flag_δ LIM , forcibly decreasing the post-limit torque command T LIM * is started at time t 3 . The decrease rate dT LIM * / dt per unit time of the post-limit torque command T LIM * is constant at a predetermined value D DCR . The phase command δ * once exceeds the phase upper limit value δ MAX , but starts to decrease after taking a certain maximum value by decreasing the post-limit torque command T LIM * .

時刻tにおいて、位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さくなると、δリミットフラグflag_δLIMがネゲートされる。δリミットフラグflag_δLIMのネゲートに応答して、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が停止される。 When the phase command δ * becomes smaller than the phase upper limit value δ MAX at time t 5 , the δ limit flag flag_δ LIM is negated. In response to the negation of the δ limit flag flag_δ LIM , the forced decrease of the post-limit torque command T LIM * is stopped.

制限後トルク指令TLIM の減少が停止された後、t<t<tの期間においては制限後トルク指令TLIM は、トルク指令Tを追随するように生成される。時刻tにおけるトルク指令Tは、制限後トルク指令TLIM よりも大きいので、制限後トルク指令TLIM は増加される。ただし、制限後トルク指令TLIM の単位時間あたりの増加率dTLIM /dtは、所定値DMAX以下に制限される。位相指令δは、制限後トルク指令TLIM の増加により、一旦、極小値を取った後、再び増加し始める。 After the decrease of the post-limit torque command T LIM * is stopped, the post-limit torque command T LIM * is generated so as to follow the torque command T * during the period of t 5 <t <t 6 . The torque command T * is at time t 5, so limit after the torque command T LIM * greater than limitation after the torque command T LIM * is increased. However, the rate of increase dT LIM * / dt per unit time of the post-limit torque command T LIM * is limited to a predetermined value D MAX or less. The phase command δ * once takes a minimum value due to the increase in the post-limit torque command T LIM * , and then starts increasing again.

時刻tにおいて位相指令δが位相上限値δMAXに到達するため、t<t<tの期間においては、制限後位相指令δLIM が位相上限値δMAXに制限される。加えて、位相指令δが位相上限値δMAXを超えたことに応答して、時刻tにおいてδリミットフラグflag_δLIMがアサートされる。δリミットフラグflag_δLIMのアサートに応答して、時刻tにおいて、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が開始される。制限後トルク指令TLIM の単位時間あたりの減少率dTLIM /dtは、一定である。位相指令δは、一旦、位相上限値δMAXを超えるが、制限後トルク指令TLIM が減少されることにより、ある特定の最大値を取った後、減少し始める。 Since the phase command δ * reaches the phase upper limit value δ MAX at time t 6 , the post-limit phase command δ LIM * is limited to the phase upper limit value δ MAX during the period of t 6 <t <t 7 . In addition, in response to the phase command [delta] * exceeds the phase upper limit [delta] MAX, [delta] limiting flag Flag_deruta LIM at time t 6 is asserted. In response to the assertion of δ limiting flag flag_δ LIM, at time t 6, forced reduction in the post-restriction torque command T LIM * is started. The decrease rate dT LIM * / dt per unit time of the post-limit torque command T LIM * is constant. The phase command δ * once exceeds the phase upper limit value δ MAX , but starts to decrease after taking a certain maximum value by decreasing the post-limit torque command T LIM * .

時刻tにおいて、位相指令δが位相上限値δMAXよりも小さくなると、δリミットフラグflag_δLIMがネゲートされる。δリミットフラグflag_δLIMのネゲートに応答して、制限後トルク指令TLIM の強制的な減少が停止され、制限後トルク指令TLIM がトルク指令Tに追随するように生成され始める。図4の動作では、時刻tにおいて制限後トルク指令TLIM がトルク指令Tに一致しており、更に、時刻tの後、トルク指令Tが減少されるので、以後、制限後トルク指令TLIM は、トルク指令Tに一致して減少される。 When the phase command δ * becomes smaller than the phase upper limit value δ MAX at time t 7 , the δ limit flag flag_δ LIM is negated. In response to the negation of the δ limit flag flag_δ LIM , the forced decrease of the post-limit torque command T LIM * is stopped, and the post-limit torque command T LIM * starts to be generated so as to follow the torque command T * . In the operation of FIG. 4, at time t 7 is restricted after the torque command T LIM * matches the torque command T *, further, after the time t 7, the torque command T * is decreased, subsequently, the post-restriction The torque command T LIM * is decreased in accordance with the torque command T * .

以上に説明した動作によれば、1パルス制御において位相指令が特定値に長時間固定されることを防ぎ、モータ2が制御不能の状態に陥ることを防止することができる。加えて、このような動作によれば、1パルス制御で実際に使用されるトルク指令(即ち、制限後トルク指令T)が、位相指令δが位相上限値δMAXの近傍になるような範囲に維持されるため、モータ2の特性から実現され得る最高の性能(特に、最大のトルク)を引き出すことができる。 According to the operation described above, it is possible to prevent the phase command from being fixed to a specific value for a long time in one-pulse control, and to prevent the motor 2 from falling into an uncontrollable state. In addition, according to such an operation, the torque command actually used in the one-pulse control (that is, the post-limit torque command T * ) is such that the phase command δ * is close to the phase upper limit value δ MAX. Since the range is maintained, the highest performance (particularly, the maximum torque) that can be realized from the characteristics of the motor 2 can be extracted.

上記の実施形態では、δリミットフラグflag_δLIMのアサートに応答して制限後トルク指令TLIM が強制的に減少されることで、制限後トルク指令TLIM の増加が禁止されるが、他の方法により、制限後トルク指令TLIM の増加の禁止及び許可の制御が行われても良い。例えば、電流制御によって生成される位相指令δが位相上限値δMAXの近傍の特定範囲にある場合に位相指令δをトルク指令Tにフィードバックして制限後トルク指令TLIM を生成してもよい。即ち、位相指令δが、δ>δMAX−α(αは所定値)である場合に、
LIM =T−Kδ
として制限後トルク指令TLIM を生成することで、位相指令δが位相上限値δMAXを超えないように制限後トルク指令TLIM を生成してもよい。
In the above embodiment, the post-limit torque command T LIM * is forcibly decreased in response to the assertion of the δ limit flag flag_δ LIM , so that the increase of the post-limit torque command T LIM * is prohibited. In this way, the prohibition and permission control of the post-limit torque command T LIM * may be performed. For example, the phase instruction [delta] * that are generated by the current control to generate the phase upper limit [delta] MAX near the phase command [delta] * were fed back to the torque command T * by limiting after the torque command when in a specific range of T LIM * May be. That is, when the phase command δ * is δ * > δ MAX −α (α is a predetermined value),
T LIM * = T * −Kδ *
As to generate a limit after the torque command T LIM *, the phase instruction [delta] * may generate a phase upper limit [delta] MAX limit after the torque command so as not to exceed T LIM *.

また、本実施形態においては、インバータコントローラが、1パルス制御を含む複数の駆動方式(例えば、PWM(pulse
width modulation)制御)を切り換えて使用するように構成されていてもよい。この場合、上述された本実施形態の動作は、1パルス制御が選択された場合に実行される。
In the present embodiment, the inverter controller has a plurality of drive systems including one-pulse control (for example, PWM (pulse
(width modulation) control) may be switched and used. In this case, the operation of the present embodiment described above is executed when one-pulse control is selected.

以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は上記の実施形態に限定されず、当業者に自明な様々な変更と共に実施され得ることに留意されたい。   Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, it should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be implemented with various modifications obvious to those skilled in the art.

1 :モータシステム
2 :モータ
3 :インバータ
4 :レゾルバ
5 :R/D変換器
6 :インバータコントローラ
7u :u相電源線
7v :v相電源線
7w :w相電源線
8u、8v、8w:電流センサ
11 :速度計算
12 :3相−2相変換
13 :トルク制限演算
14 :電流指令計算
15 :電流PI制御
16 :dq−Vaδ変換
17 :δ制限演算
18 :1パルス制御出力演算
Iu :u相電流
Iv :v相電流
Iw :w相電流
:トルク指令:
Id :d軸電流
Iq :q軸電流
LIM :制限後トルク指令
Id :d軸電流指令
Iq :q軸電流指令
Vd :d軸電圧指令
Vq :q軸電圧指令
δ :位相指令
δLIM :制限後位相指令
CTRL :制御信号
flag_δLIM:δリミットフラグ
δMAX :位相上限値
θ :ロータ位置
ω :ロータ速度
1: Motor system 2: Motor 3: Inverter 4: Resolver 5: R / D converter 6: Inverter controller 7u: u-phase power line 7v: v-phase power line 7w: w-phase power lines 8u, 8v, 8w: current sensor 11: Speed calculation 12: Three-phase to two-phase conversion 13: Torque limit calculation 14: Current command calculation 15: Current PI control 16: dq-Vaδ conversion 17: δ limit calculation 18: 1 pulse control output calculation Iu: u-phase current Iv: v-phase current Iw: w-phase current T * : torque command:
Id: d-axis current Iq: q-axis current T LIM * : post-limit torque command Id * : d-axis current command Iq * : q-axis current command Vd * : d-axis voltage command Vq * : q-axis voltage command δ * : phase Command δ LIM * : Phase command after limit S CTRL : Control signal flag_δ LIM : δ limit flag δ MAX : Phase upper limit value θ: Rotor position ω: Rotor speed

Claims (10)

交流モータと、
前記交流モータを駆動するインバータと、
前記インバータを1パルス制御によって制御する制御装置
とを具備し、
前記制御装置は、
外部から与えられるトルク指令に応じて制限後トルク指令を生成するトルク制限手段と、
前記制限後トルク指令に応答して前記インバータに供給される電流の電流制御を行うことにより位相指令を生成する位相指令生成手段と、
前記位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成する位相制限手段と、
前記制限後位相指令に応答して前記インバータを制御する制御信号を生成する1パルス制御出力手段
とを具備し、
前記トルク制限手段は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている場合に前記制限後トルク指令が増加しないように前記制限後トルク指令を生成する
モータシステム。
An AC motor,
An inverter for driving the AC motor;
A control device for controlling the inverter by one-pulse control,
The control device includes:
Torque limiting means for generating a post-limit torque command according to a torque command given from outside;
Phase command generating means for generating a phase command by performing current control of current supplied to the inverter in response to the post-limit torque command;
Phase limiting means for limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value and generating a post-limit phase command;
One-pulse control output means for generating a control signal for controlling the inverter in response to the post-limit phase command,
The torque limiting means generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.
請求項1に記載のモータシステムであって、
前記トルク制限手段は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている間、前記制限後トルク指令を減少させる
モータシステム。
The motor system according to claim 1,
The torque limiting means reduces the post-limit torque command while the phase command exceeds the phase limit value.
請求項2に記載のモータシステムであって、
前記位相指令が前記位相制限値を超えている間に前記制限後トルク指令が減少する単位時間当たりの減少率が一定である
モータシステム。
The motor system according to claim 2,
A reduction rate per unit time during which the post-limit torque command decreases while the phase command exceeds the phase limit value.
請求項1乃至3のいずれかに記載のモータシステムであって、
前記トルク制限手段は、前記位相指令が前記位相制限値を超えていない場合、前記制限後トルク指令が前記トルク指令を追随するように前記制限後トルク指令を生成する
モータシステム。
The motor system according to any one of claims 1 to 3,
The torque limiting unit generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command follows the torque command when the phase command does not exceed the phase limit value.
交流モータを駆動するインバータを1パルス制御によって制御する制御装置であって、
外部から与えられるトルク指令から制限後トルク指令を生成するトルク制限手段と、
前記制限後トルク指令に応答して前記インバータに供給される電流の電流制御を行って位相指令を生成する位相指令生成手段と、
前記位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成する位相制限手段と、
前記制限後位相指令に応答して前記インバータを制御する制御信号を生成する1パルス制御出力手段
とを具備し、
前記トルク制限手段は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている場合、前記制限後トルク指令が増加しないように前記制限後トルク指令を生成する
モータ制御装置。
A control device for controlling an inverter that drives an AC motor by one-pulse control,
Torque limiting means for generating a post-limit torque command from a torque command given from outside;
Phase command generating means for generating a phase command by controlling the current supplied to the inverter in response to the post-limit torque command;
Phase limiting means for limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value and generating a post-limit phase command;
One-pulse control output means for generating a control signal for controlling the inverter in response to the post-limit phase command,
The torque control means generates the post-limit torque command so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.
請求項5に記載のモータ制御装置であって、
前記トルク制限手段は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている間、前記制限後トルク指令を減少させる
モータ制御装置。
The motor control device according to claim 5,
The torque limiting means reduces the post-limit torque command while the phase command exceeds the phase limit value.
交流モータを駆動するインバータを1パルス制御によって制御する演算装置を、
外部から与えられるトルク指令から制限後トルク指令を生成するトルク制限手段と、
前記制限後トルク指令に応答して前記インバータに供給される電流の電流制御を行って位相指令を生成する位相指令生成手段と、
前記位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成する位相制限手段と、
前記制限後位相指令に応答して前記インバータを制御する制御信号を生成する1パルス制御出力手段
として機能させるプログラムであって、
前記トルク制限手段が、前記位相指令が前記位相制限値を超えている場合、前記制限後トルク指令が増加しないように前記制限後トルク指令を生成する
モータ制御プログラム。
An arithmetic unit that controls an inverter that drives an AC motor by one-pulse control,
Torque limiting means for generating a post-limit torque command from a torque command given from outside;
Phase command generating means for generating a phase command by controlling the current supplied to the inverter in response to the post-limit torque command;
Phase limiting means for limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value and generating a post-limit phase command;
A program for functioning as one-pulse control output means for generating a control signal for controlling the inverter in response to the post-limit phase command,
A motor control program for generating the post-limit torque command so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.
請求項7に記載のモータ制御プログラムであって、
前記トルク制限手段は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている間、前記制限後トルク指令を減少させる
モータ制御プログラム。
The motor control program according to claim 7,
The torque control means reduces the post-limit torque command while the phase command exceeds the phase limit value.
交流モータを駆動するインバータを1パルス制御によって制御するモータ制御方法であって、
外部から与えられるトルク指令から制限後トルク指令を生成するステップと、
前記制限後トルク指令に応答して前記インバータに供給される電流の電流制御を行って位相指令を生成するステップと、
前記位相指令を特定の位相制限値を超えないように制限して制限後位相指令を生成するステップと、
前記制限後位相指令に応答して前記インバータを制御する制御信号を生成するステップ
とを具備し、
前記制限後トルク指令は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている場合、前記制限後トルク指令が増加しないように生成される
モータ制御方法。
A motor control method for controlling an inverter that drives an AC motor by one-pulse control,
Generating a post-limit torque command from a torque command given from outside;
Generating a phase command by performing current control of a current supplied to the inverter in response to the post-limit torque command;
Generating a post-limit phase command by limiting the phase command so as not to exceed a specific phase limit value;
Generating a control signal for controlling the inverter in response to the post-limit phase command,
The post-limit torque command is generated so that the post-limit torque command does not increase when the phase command exceeds the phase limit value.
請求項9に記載のモータ制御方法であって、
前記制限後トルク指令は、前記位相指令が前記位相制限値を超えている間、減少される
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 9,
The post-limit torque command is decreased while the phase command exceeds the phase limit value.
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