JP2015136218A - モータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の実施の形態について図面を参照してその構成を説明する。
図1はモータ制御装置20を含むブロック図である。モータ制御装置20の他に、直流電源10、コンタクタ11、直流電圧センサ12、インバータ13、モータ電流センサ14、モータ15、レゾルバ16を備える。
電気角回転数ωel(t)=[θel(t)−θel(t−T)]/T 式1
レゾルバ16の構造上、レゾルバ16からの角度信号θ、そしてこの角度信号θを変換したレゾルバ電気角度θsnsには角度誤差が含まれ、誤差の無い実角度(0〜360[deg])と角度誤差の関係は角度変化に対して常に一定であり、レゾルバ回転時には、角度誤差はレゾルバ16の電気角回転周波数に比例した周波数成分を持つこととなる。
レゾルバ16の電気角回転周波数=ωel×X÷P.P. 式2
誤差が低減されたフィルタ処理後の電気角回転数ωel_fltまたは機械角回転数ωmc_fltを使用することにより以下の効果がある。
回転数制御部27は、機械角回転数ωmc_fltに基づいてPI制御や外乱トルク推定演算を行うことで内部トルク指令Tωtrgtを演算するため、本実施の形態により誤差が低減されていない場合と比較して内部トルク指令Tωtrgtがより正確に演算される。その結果、回転数制御の性能を向上することができる。
通信部26は、外部装置50へ機械角回転数ωmc_fltを送信し、外部装置50は機械角回転数ωmc_fltの値に基づいてモータ制御装置20へ送る外部トルク指令Ttrgtや外部回転数指令ωtrgtなどの指令を演算するが、機械角回転数ωmc_fltの誤差が低減されているので、より正確な外部トルク指令Ttrgtや外部回転数指令ωtrgtを演算することができる。
トルク制限部29は、機械角回転数ωmc_fltの誤差が低減されているので、機械角回転数ωmc_fltの値に基づいてモータ15が出力できるトルク上下限値をより正確に演算することができる。
電流制御部30は、フィルタ処理後の電気角回転数ωel_fltの誤差は低減されているので、フィルタ処理後の電気角回転数ωel_fltの値に基いて3相電圧指令V*を決定するためのフィードフォワード制御量をより正確に演算することができる。
本発明の第2の実施の形態について図面を参照してその構成を説明する。
第2の実施の形態の構成は、図1に示した第1の実施の形態のブロック図と同様であるので、その構成の説明を省略する。第2の実施の形態においては、フィルタ部24が第1の実施の形態と異なる。
回転数制御におけるステップ応答の性能規定を時定数100[ms]とすると一次遅れフィルタ246の時定数は10[ms]、遮断周波数は100[rad/s]と決定され、電気角回転数ωelの誤差低減に必要な減衰量を第1の実施の形態と同様に10[%]とすると、遮断周波数100[rad/s]の一次遅れフィルタ246では、1000[rad/s]≒159[Hz]において減衰量が10[%]となるため、電気角回転数ωelに含まれる回転数誤差の周波数が159[Hz]を超えるモータ回転数においてはノッチフィルタ機能なしで電気角回転数ωelの誤差を10[%]に低減できる。
本発明は、以上説明した第1および第2の実施の形態を次のように変形して実施することができる。
(1)モータ制御装置20は、モータ15の回転角度を検出するレゾルバ16の検出角度に基づき、モータ電気角回転数を演算するモータ電気角回転数演算部23と、モータ電気角回転数に基づき、遮断すべき周波数を可変にするノッチフィルタ機能を有し、フィルタ後のモータ電気角回転数を出力するフィルタ部24と、フィルタ後のモータ電気角回転数とトルク指令に基づいてモータ15の電流を制御する電流制御部30とを備えている。よって、レゾルバ16などの角度検出器の角度誤差の影響を低減して、より正確なモータ回転数を求めることができる。
11 コンタクタ
12 直流電圧センサ
13 インバータ
14 モータ電流センサ
15 モータ
16 レゾルバ
20 モータ制御装置
21 電気角度変換部
22 モータ電気角度演算部
23 モータ電気角回転数演算部
24 フィルタ部
25 極対数演算部
26 通信部
27 回転数制御部
28 制限前トルク選択部
29 トルク制限部
30 電流制御部
31 PWM生成部
50 外部装置
Claims (5)
- モータの回転角度を検出する角度検出器の検出角度に基づき、モータ電気角回転数を演算する回転数演算部と、
前記モータ電気角回転数に基づき、遮断すべき周波数を可変にするノッチフィルタ機能を有し、フィルタ後のモータ電気角回転数を出力するフィルタ部と、
前記フィルタ後のモータ電気角回転数とトルク指令に基づいて前記モータの電流を制御する電流制御部とを備えたことを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記フィルタ部は、前記モータ電気角回転数、および前記角度検出器の特性に応じた値に基づいて、前記遮断すべき周波数を決定することを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項2に記載のモータ制御装置において、
前記回転数演算部は、前記角度検出器の検出角度に基づいて、前記モータのモータ電気角度を求め、更にこのモータ電気角度に基づいて前記モータ電気角回転数を求め、
前記フィルタ部は、前記モータ電気角回転数、前記モータの極対数、および前記角度検出器の軸倍角に基づいて、前記角度検出器の電気角回転周波数を求め、前記角度検出器の角度誤差が前記電気角回転周波数のn倍の周波数成分を持つ場合は、前記電気角回転周波数をn倍した周波数を前記ノッチフィルタ機能の遮断周波数とすることを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項3に記載のモータ制御装置において、
前記フィルタ部は、前記角度検出器の角度誤差が前記電気角回転周波数のn倍の周波数成分を複数有する場合は、夫々前記電気角回転周波数をn倍した周波数を前記ノッチフィルタ機能の遮断周波数とすることを特徴とするモータ制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のモータ制御装置において、
前記フィルタ部は、ローパスフィルタ機能を有し、前記モータ電気角回転数が閾値以上の場合に、前記ノッチフィルタ機能を無効とすることを特徴とするモータ制御装置。
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2014
- 2014-01-16 JP JP2014006015A patent/JP6222834B2/ja active Active
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