JP2015142432A - Motor control device and motor control method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control device and a motor control method that can prevent erroneous detection of overcurrent caused by linking and suppress increase of motor current occurring due to delay of a filter circuit.SOLUTION: A control device (8) of a motor control device (1) has an overcurrent determining unit (80) for determining, every carrier period of pulse width modulation, a time when filtered motor current from which a high frequency component is reduced by a filter circuit (6) falls into an overcurrent state that the filtered motor current exceeds a permissible value of the motor current, a carrier frequency switching unit (82) for comparing a carrier frequency used for pulse width modulation with a carrier frequency at the time when the overcurrent state is determined by the overcurrent determining unit (80), and switching the carrier frequency to a low-period carrier frequency, and a duty ratio setting unit (83) for setting a duty ratio to a smaller value than a target duty ratio set according to an output required to the motor (3) when the overcurrent state is determined by the overcurrent determining unit (80).

Description

本発明は、モータ電流の過電流状態を判別可能なモータ制御装置およびモータ制御方法に関する。   The present invention relates to a motor control device and a motor control method capable of determining an overcurrent state of a motor current.

上記モータ制御装置の一例として、特許文献1および2に記載の発明が挙げられる。特許文献1に記載の発明は、モータに過電流が流れたときに、モータ電流検出値に応じてPWM信号のデューティ比を制限している。そして、特許文献1に記載の発明は、制限されたデューティ比に基づいて、モータ駆動回路の半導体素子を開閉制御することにより、モータ電流を抑制しつつモータの駆動を継続しようとしている。   As an example of the motor control device, there are the inventions described in Patent Documents 1 and 2. The invention described in Patent Document 1 limits the duty ratio of the PWM signal according to the detected motor current when an overcurrent flows through the motor. The invention described in Patent Document 1 attempts to continue driving the motor while suppressing the motor current by controlling opening and closing of the semiconductor element of the motor drive circuit based on the limited duty ratio.

一方、特許文献2に記載の発明は、モータ電流を検出する抵抗器の出力にフィルタ回路(ローパスフィルタ)を設けている。そして、特許文献2に記載の発明は、フィルタ回路の出力と過電流レベルとを比較し、フィルタ回路の出力が過電流レベルを超えたときにスイッチング素子の駆動を停止する。これにより、特許文献2に記載の発明は、リンキングによる過電流の誤検知を防止しようとしている。   On the other hand, in the invention described in Patent Document 2, a filter circuit (low-pass filter) is provided at the output of a resistor that detects a motor current. The invention described in Patent Document 2 compares the output of the filter circuit with the overcurrent level, and stops driving the switching element when the output of the filter circuit exceeds the overcurrent level. As a result, the invention described in Patent Document 2 attempts to prevent erroneous detection of overcurrent due to linking.

特開2005−199899号公報JP 2005-199899 A 特開2004−312955号公報JP 2004-312955 A

しかしながら、特許文献2に記載の発明は、フィルタ回路の出力を用いて過電流を検出する。フィルタ回路の出力は、実際のモータ電流と比べて遅れが生じるので、過電流が検出されるまでの間、モータ電流が流れ続ける。そのため、モータの起動時やモータのロック時などモータ電流が大きい場合は、本来制限したい電流値を超えてモータ電流が増加し続ける可能性がある。   However, the invention described in Patent Document 2 detects an overcurrent using the output of the filter circuit. Since the output of the filter circuit is delayed compared to the actual motor current, the motor current continues to flow until an overcurrent is detected. Therefore, when the motor current is large, such as when the motor is started or when the motor is locked, there is a possibility that the motor current will continue to increase beyond the current value that is originally desired to be limited.

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、リンキングによる過電流の誤検知を防止するとともに、フィルタ回路の遅れによって生じるモータ電流の増加を抑制することが可能なモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a motor control device capable of preventing an erroneous detection of an overcurrent due to linking and suppressing an increase in motor current caused by a delay of a filter circuit. It is another object of the present invention to provide a motor control method.

請求項1に記載のモータ制御装置は、直流電源とモータとの間に設けられ、スイッチング素子の開閉により前記直流電源の直流電力を交流電力に変換して前記モータに給電する電力変換装置と、前記モータの電機子巻線に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出回路と、前記モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を低減するフィルタ回路と、パルス幅変調方式によりデューティ比を可変して前記デューティ比に基づいて前記スイッチング素子を開閉制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記フィルタ回路によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流が前記モータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときを前記パルス幅変調のキャリア周期毎に判別する過電流判別部と、前記過電流判別部によって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替えるキャリア周波数切り替え部と、前記過電流判別部によって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記モータに要求される出力に応じて設定される目標デューティ比と比べて、前記デューティ比を小さく設定するデューティ比設定部と、を有する。   The motor control device according to claim 1 is provided between the DC power source and the motor, and converts the DC power of the DC power source into AC power by opening and closing a switching element, and supplies the motor with power. A motor current detection circuit for detecting a motor current flowing in the armature winding of the motor; a filter circuit for reducing a high frequency component contained in the detection signal of the motor current; and a duty ratio varied by a pulse width modulation method. A control device that controls opening and closing of the switching element based on a duty ratio, and the control device is an overcurrent in which a filtered motor current in which a high frequency component is reduced by the filter circuit exceeds an allowable value of the motor current. An overcurrent discrimination unit that discriminates when the state is reached for each carrier period of the pulse width modulation, and the overcurrent discrimination unit A carrier frequency switching unit that switches a carrier frequency used for the pulse width modulation to a carrier frequency having a lower period than the carrier frequency at the time of the determination when it is determined that the current state is in a flow state, and the overcurrent determination unit A duty ratio setting unit that sets the duty ratio to be smaller than a target duty ratio that is set in accordance with an output required for the motor when it is determined that the overcurrent state has occurred.

請求項1に記載のモータ制御装置の制御装置は、過電流判別部を有している。過電流判別部は、フィルタ回路によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流がモータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときをパルス幅変調のキャリア周期毎に判別する。よって、請求項1に記載のモータ制御装置は、リンキングによる過電流の誤検知を防止することができる。   The control device of the motor control device according to claim 1 includes an overcurrent determination unit. The overcurrent determination unit determines, for each carrier period of pulse width modulation, when the filtered motor current whose high-frequency component has been reduced by the filter circuit is in an overcurrent state exceeding the allowable value of the motor current. Therefore, the motor control device according to claim 1 can prevent erroneous detection of overcurrent due to linking.

また、制御装置は、キャリア周波数切り替え部およびデューティ比設定部を有している。キャリア周波数切り替え部は、過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替える。また、デューティ比設定部は、過電流状態になったと判別されたときに、モータに要求される出力に応じて設定される目標デューティ比と比べて、デューティ比を小さく設定する。よって、請求項1に記載のモータ制御装置は、過電流検出時にスイッチング素子が開状態に遷移する回数およびスイッチング素子の開状態の時間を低減することができる。その結果、請求項1に記載のモータ制御装置は、フィルタ回路の遅れによって生じるモータ電流の増加を抑制することができる。   The control device also includes a carrier frequency switching unit and a duty ratio setting unit. When it is determined that an overcurrent state has occurred, the carrier frequency switching unit switches the carrier frequency used for pulse width modulation to a carrier frequency having a lower period than the carrier frequency at the time of the determination. The duty ratio setting unit sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio set in accordance with the output required for the motor when it is determined that the overcurrent state has occurred. Therefore, the motor control device according to the first aspect can reduce the number of times the switching element transitions to the open state and the switching element open time when an overcurrent is detected. As a result, the motor control device according to the first aspect can suppress an increase in motor current caused by the delay of the filter circuit.

請求項2に記載のモータ制御装置は、請求項1に記載のモータ制御装置において、前記モータ電流の許容値は、前記モータの定格電流に合わせて設定されている。これにより、過電流判別部は、モータの定格電流に合わせて設定される許容値を用いて、過電流状態を判別することができる。よって、請求項2に記載のモータ制御装置は、モータの体格に合わせて適切な過電流検出を行うことができる。   A motor control device according to a second aspect is the motor control device according to the first aspect, wherein an allowable value of the motor current is set in accordance with a rated current of the motor. Thus, the overcurrent determination unit can determine the overcurrent state using an allowable value set in accordance with the rated current of the motor. Therefore, the motor control device according to claim 2 can perform an appropriate overcurrent detection in accordance with the physique of the motor.

請求項3に記載のモータ制御装置は、請求項1または2に記載のモータ制御装置において、前記キャリア周波数切り替え部は、前記キャリア周期の複数周期に亘って継続して前記過電流状態になったと判別されたときに、前記低周期のキャリア周波数に切り替える。これにより、請求項3に記載のモータ制御装置は、モータ電流が過電流状態の許容値近傍で推移するときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数の周期が頻繁に切り替わることを防止することができ、制御安定性が向上する。   The motor control device according to claim 3 is the motor control device according to claim 1 or 2, wherein the carrier frequency switching unit continuously enters the overcurrent state over a plurality of cycles of the carrier cycle. When determined, the carrier frequency is switched to the low cycle carrier frequency. As a result, the motor control device according to claim 3 can prevent the frequency of the carrier frequency used for the pulse width modulation from being frequently switched when the motor current changes in the vicinity of the allowable value in the overcurrent state. , Control stability is improved.

請求項4に記載のモータ制御装置は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記キャリア周波数切り替え部は、前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を段階的に前記低周期のキャリア周波数に切り替える。これにより、請求項4に記載のモータ制御装置は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数が急峻に低周期のキャリア周波数に切り替わることを防止することができ、制御安定性が向上する。   The motor control device according to claim 4 is the motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein when the carrier frequency switching unit is determined to be in the overcurrent state, The carrier frequency used for the pulse width modulation is switched to the carrier frequency of the low cycle step by step. Thus, the motor control device according to the fourth aspect can prevent the carrier frequency used for the pulse width modulation from being suddenly switched to the carrier frequency having a low cycle, and the control stability is improved.

請求項5に記載のモータ制御装置は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記フィルタ回路は、前記スイッチング素子が閉状態から開状態に遷移したときの前記スイッチング素子の電流応答と、前記電機子巻線のインダクタンスとによって発生する前記モータ電流のオーバシュートを低減可能に時定数が設定されている。これにより、請求項5に記載のモータ制御装置は、モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を効率良く低減することができる。   The motor control device according to claim 5 is the motor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the filter circuit performs the switching when the switching element transitions from a closed state to an open state. The time constant is set so that the overshoot of the motor current generated by the current response of the element and the inductance of the armature winding can be reduced. Thus, the motor control device according to the fifth aspect can efficiently reduce the high-frequency component included in the motor current detection signal.

請求項6に記載のモータ制御装置は、請求項1〜5のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記過電流状態になったと判別されたときに、前記スイッチング素子が開状態から閉状態に遷移するタイミングは、前記フィルタ回路による前記モータ電流の検出遅れに合わせて設定されている。これにより、請求項6に記載のモータ制御装置は、過電流状態になったと判別されたときのスイッチング素子が開状態の時間を必要最小限の時間に設定することができる。よって、請求項6に記載のモータ制御装置は、フィルタ回路の遅れによって生じるモータ電流の増加をさらに抑制することができる。   A motor control device according to a sixth aspect is the motor control device according to any one of the first to fifth aspects, wherein when the overcurrent state is determined, the switching element is closed from the open state. The timing of transition to the state is set according to the detection delay of the motor current by the filter circuit. As a result, the motor control device according to the sixth aspect can set the time for which the switching element is open when it is determined that the overcurrent state is set to the minimum necessary time. Therefore, the motor control device according to claim 6 can further suppress an increase in motor current caused by delay of the filter circuit.

請求項7に記載のモータ制御方法は、直流電源とモータとの間に設けられ、スイッチング素子の開閉により前記直流電源の直流電力を交流電力に変換して前記モータに給電する電力変換装置と、前記モータの電機子巻線に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出回路と、前記モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を低減するフィルタ回路と、パルス幅変調方式によりデューティ比を可変して前記デューティ比に基づいて前記スイッチング素子を開閉制御する制御装置と、を用いて、前記モータを制御するモータ制御方法であって、前記フィルタ回路によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流が前記モータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときを前記パルス幅変調のキャリア周期毎に判別する過電流判別ステップと、前記過電流判別ステップによって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替えるキャリア周波数切り替えステップと、前記過電流判別ステップによって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記モータに要求される出力に応じて設定される目標デューティ比と比べて、前記デューティ比を小さく設定するデューティ比設定ステップと、を有する。   The motor control method according to claim 7 is provided between the direct current power source and the motor, and converts the direct current power of the direct current power source into alternating current power by opening and closing a switching element to supply the motor, A motor current detection circuit for detecting a motor current flowing in the armature winding of the motor; a filter circuit for reducing a high frequency component contained in the detection signal of the motor current; and a duty ratio varied by a pulse width modulation method. And a control device that controls opening and closing of the switching element based on a duty ratio, and a motor control method for controlling the motor, wherein the motor current after filtering in which a high-frequency component is reduced by the filter circuit is the motor current Overcurrent detection step for determining for each carrier period of the pulse width modulation when an overcurrent state exceeding the allowable value is reached. And when it is determined in the overcurrent determination step that the overcurrent state has been reached, the carrier frequency used to switch the carrier frequency used for the pulse width modulation to a carrier frequency having a lower period than the carrier frequency at the time of the determination The duty ratio is set smaller than the target duty ratio set according to the output required for the motor when it is determined by the switching step and the overcurrent determination step that the overcurrent state has been reached. A duty ratio setting step.

請求項7に記載のモータ制御方法は、過電流判別ステップを有している。過電流判別ステップは、フィルタ回路によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流がモータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときをパルス幅変調のキャリア周期毎に判別する。よって、請求項1に記載のモータ制御方法は、リンキングによる過電流の誤検知を防止することができる。   The motor control method according to claim 7 includes an overcurrent determination step. The overcurrent discrimination step discriminates every pulse width modulation carrier period when the filtered motor current in which the high frequency component is reduced by the filter circuit is in an overcurrent state exceeding the allowable value of the motor current. Therefore, the motor control method according to claim 1 can prevent erroneous detection of overcurrent due to linking.

また、請求項7に記載のモータ制御方法は、キャリア周波数切り替えステップおよびデューティ比設定ステップを有している。キャリア周波数切り替えステップは、過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替える。また、デューティ比設定ステップは、過電流状態になったと判別されたときに、モータに要求される出力に応じて設定される目標デューティ比と比べて、デューティ比を小さく設定する。よって、請求項7に記載のモータ制御方法は、過電流検出時にスイッチング素子が開状態に遷移する回数およびスイッチング素子の開状態の時間を低減することができる。その結果、請求項7に記載のモータ制御方法は、フィルタ回路の遅れによって生じるモータ電流の増加を抑制することができる。   According to a seventh aspect of the present invention, the motor control method includes a carrier frequency switching step and a duty ratio setting step. In the carrier frequency switching step, when it is determined that an overcurrent state has occurred, the carrier frequency used for pulse width modulation is switched to a carrier frequency having a lower period than the carrier frequency at the time of determination. The duty ratio setting step sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio set according to the output required for the motor when it is determined that an overcurrent state has occurred. Therefore, the motor control method according to claim 7 can reduce the number of times the switching element transitions to the open state and the switching element open time when an overcurrent is detected. As a result, the motor control method according to claim 7 can suppress an increase in the motor current caused by the delay of the filter circuit.

モータ制御装置1の一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating an example of a motor control device 1. FIG. 制御ブロックの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a control block. 過電流検出時にキャリア周波数を変更しない場合のモータ電流、過電流検出出力およびモータ駆動出力の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of the motor current when not changing carrier frequency at the time of overcurrent detection, an overcurrent detection output, and a motor drive output. 過電流検出時にキャリア周波数を低周期のキャリア周波数に変更した場合のモータ電流、過電流検出出力およびモータ駆動出力の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of a motor current at the time of changing a carrier frequency into a low cycle carrier frequency at the time of overcurrent detection, an overcurrent detection output, and a motor drive output. キャリア周波数の変更手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the change procedure of a carrier frequency.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図は概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each figure is a conceptual diagram and does not define the dimensions of the detailed structure.

<モータ制御装置1>
図1は、モータ制御装置1の一例を示す構成図である。同図に示すように、本実施形態のモータ制御装置1は、直流電源2とモータ3との間に設けられる電力変換装置4と、モータ電流検出回路5と、フィルタ回路6と、比較回路7と、制御装置8とを備えている。
<Motor control device 1>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a motor control device 1. As shown in the figure, the motor control device 1 of this embodiment includes a power conversion device 4 provided between a DC power supply 2 and a motor 3, a motor current detection circuit 5, a filter circuit 6, and a comparison circuit 7. And a control device 8.

直流電源2は、直流電力を供給する電源装置であり、例えば、公知の鉛蓄電池(バッテリ)、リチウムイオン電池、電気二重層コンデンサなどを用いることができる。直流電源2は、直流電力を供給することができれば良く、上記形態に限定されるものではない。例えば、直流電力は、交流電源の交流電力を平滑回路で平滑して生成することもできる。なお、直流電源2は、平滑コンデンサを並列接続することができ、リプル電圧を低減することができる。   The DC power supply 2 is a power supply device that supplies DC power. For example, a known lead storage battery (battery), a lithium ion battery, an electric double layer capacitor, or the like can be used. The DC power source 2 is not limited to the above embodiment as long as it can supply DC power. For example, the DC power can be generated by smoothing the AC power of the AC power source with a smoothing circuit. Note that the DC power supply 2 can be connected in parallel with a smoothing capacitor, and can reduce the ripple voltage.

モータ3は、モータ制御装置1の制御対象であり、例えば、公知のブラシレスモータを用いることができる。モータ3は、電機子巻線32U〜32WがY結線されたステータ31と、ロータ(図略)とを備えている。電機子巻線32U〜32Wは、この順にU相巻線、V相巻線、W相巻線を構成している。U相の電機子巻線32Uの一端側は、U相端子33Uに接続され、U相の電機子巻線32Uの他端側は、中性点33Nに接続されている。このことは、V相およびW相についても同様である。   The motor 3 is an object to be controlled by the motor control device 1, and for example, a known brushless motor can be used. The motor 3 includes a stator 31 in which armature windings 32U to 32W are Y-connected, and a rotor (not shown). The armature windings 32U to 32W constitute a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding in this order. One end side of the U-phase armature winding 32U is connected to the U-phase terminal 33U, and the other end side of the U-phase armature winding 32U is connected to the neutral point 33N. The same applies to the V phase and the W phase.

電機子巻線32U〜32Wは、集中巻、分布巻などの公知の方法で巻装することができる。また、ロータコアには、所定磁極分の複数の永久磁石が埋設されている。なお、極数やステータ31のスロット数は、限定されるものではない。また、電機子巻線32U〜32Wは、Δ結線にすることもできる。   The armature windings 32U to 32W can be wound by a known method such as concentrated winding or distributed winding. Further, a plurality of permanent magnets corresponding to predetermined magnetic poles are embedded in the rotor core. Note that the number of poles and the number of slots of the stator 31 are not limited. Further, the armature windings 32U to 32W may be Δ-connected.

電力変換装置4は、スイッチング素子41UU〜41WLの開閉により、直流電源2の直流電力を交流電力に変換してモータ3に給電する。電力変換装置4は、直流電源2とモータ3との間に設けられており、例えば、3相ブリッジ回路を用いることができる。同図に示すように、3相ブリッジ回路は、6つのスイッチング素子41UU、41UL、41VU、41VL、41WU、41WLがブリッジ接続されている。なお、電力変換装置4は、3相ブリッジ回路に限定されるものではなく、例えば、公知のH型ブリッジ回路を用いることもできる。   The power converter 4 converts the DC power of the DC power source 2 into AC power and supplies the motor 3 with power by opening and closing the switching elements 41UU to 41WL. The power conversion device 4 is provided between the DC power supply 2 and the motor 3, and for example, a three-phase bridge circuit can be used. As shown in the figure, in the three-phase bridge circuit, six switching elements 41UU, 41UL, 41VU, 41VL, 41WU, and 41WL are bridge-connected. In addition, the power converter device 4 is not limited to a three-phase bridge circuit, For example, a well-known H type bridge circuit can also be used.

スイッチング素子41UU〜41WLは、例えば、公知の電界効果トランジスタ(FET)を用いることができる。同図に示すように、スイッチング素子41UU〜41WLには、還流ダイオードが設けられている。還流ダイオードは、スイッチング素子41UU〜41WLのボディダイオード(寄生ダイオード)を用いることができる。なお、還流ダイオードは、別途設けることができ、スイッチング素子41UU〜41WLにそれぞれ並列接続することもできる。   As the switching elements 41UU to 41WL, for example, known field effect transistors (FETs) can be used. As shown in the figure, the switching elements 41UU to 41WL are provided with free-wheeling diodes. As the free wheel diode, the body diode (parasitic diode) of the switching elements 41UU to 41WL can be used. The reflux diode can be provided separately and can be connected in parallel to the switching elements 41UU to 41WL.

同図に示すように、直流電源2の正側端子2Uと接地側端子2Lの間に、U相正側スイッチング素子41UUとU相接地側スイッチング素子41ULとが直列接続されている。両スイッチング素子41UU、41ULの間には、U相出力端子42Uが設けられている。これらのことは、V相およびW相についても同様である。なお、スイッチング素子41UU〜41WLの符号の第1添字U、V、Wは相を示し、第2添字のUは正側を、Lは接地側を示している。   As shown in the figure, a U-phase positive switching element 41UU and a U-phase ground switching element 41UL are connected in series between the positive terminal 2U and the ground terminal 2L of the DC power supply 2. A U-phase output terminal 42U is provided between the switching elements 41UU and 41UL. The same applies to the V phase and the W phase. The first subscripts U, V, and W of the switching elements 41UU to 41WL indicate phases, the second subscript U indicates the positive side, and L indicates the ground side.

また、U相出力端子42Uは、電源線43Uによって、ステータ31のU相端子33Uに接続されている。同様に、V相出力端子42Vは、電源線43Vによって、ステータ31のV相端子33Vに接続されている。W相出力端子42Wは、電源線43Wによって、ステータ31のW相端子33Wに接続されている。   The U-phase output terminal 42U is connected to the U-phase terminal 33U of the stator 31 by a power line 43U. Similarly, the V-phase output terminal 42V is connected to the V-phase terminal 33V of the stator 31 by a power line 43V. The W-phase output terminal 42W is connected to the W-phase terminal 33W of the stator 31 by a power line 43W.

スイッチング素子41UU〜41WLは、制御装置8から送信される制御信号8UU〜8WLによって、それぞれ独立して開状態または閉状態に制御される。同図では、スイッチング素子41UUの制御信号を制御信号8UUで示し、スイッチング素子41ULの制御信号を制御信号8ULで示している。これらのことは、V相およびW相についても同様である。スイッチング素子41UU〜41WLの開状態または閉状態により、ステータ31の各相端子33U、33V、33Wは、それぞれ3つの状態を有している。   Switching elements 41UU to 41WL are independently controlled to be in an open state or a closed state by control signals 8UU to 8WL transmitted from control device 8. In the figure, the control signal for the switching element 41UU is indicated by a control signal 8UU, and the control signal for the switching element 41UL is indicated by a control signal 8UL. The same applies to the V phase and the W phase. Each of the phase terminals 33U, 33V, 33W of the stator 31 has three states depending on whether the switching elements 41UU to 41WL are open or closed.

U相端子33Uは、U相正側スイッチング素子41UUが開状態でU相接地側スイッチング素子41ULが閉状態のとき電源電圧VBATに拘束される。U相端子33Uは、U相正側スイッチング素子41UUが閉状態でU相接地側スイッチング素子41ULが開状態のとき0電圧に拘束される。また、U相端子33Uは、U相正側スイッチング素子41UUおよびU相接地側スイッチング素子41ULがともに閉状態のときハイインピーダンス状態になる。これらのことは、V相端子33VおよびW相端子33Wについても同様である。   U-phase terminal 33U is constrained to power supply voltage VBAT when U-phase positive switching element 41UU is open and U-phase ground switching element 41UL is closed. U-phase terminal 33U is constrained to 0 voltage when U-phase positive side switching element 41UU is closed and U-phase ground side switching element 41UL is open. U-phase terminal 33U is in a high-impedance state when U-phase positive switching element 41UU and U-phase ground switching element 41UL are both closed. The same applies to the V-phase terminal 33V and the W-phase terminal 33W.

制御装置8は、120°通電制御やベクトル制御をはじめとした種々のモータ駆動制御を行うことができる。120°通電制御は、ロータの回転位置に応じて電気角の60°ピッチで通電相を順次切り替える。例えば、制御装置8がU相正側スイッチング素子41UUおよびV相接地側スイッチング素子41VLを開状態にすると、電機子巻線32U、32Vにモータ電流が流れる。   The control device 8 can perform various motor drive controls including 120 ° energization control and vector control. In the 120 ° energization control, the energized phases are sequentially switched at a 60 ° electrical angle pitch according to the rotational position of the rotor. For example, when the control device 8 opens the U-phase positive side switching element 41UU and the V-phase ground side switching element 41VL, a motor current flows through the armature windings 32U and 32V.

ロータが電気角で60°回転すると、制御装置8は、U相正側スイッチング素子41UUおよびW相接地側スイッチング素子41WLを開状態にする。このとき、電機子巻線32U、32Wにモータ電流が流れる。つまり、U相の電機子巻線32Uは、電気角で120°通電される。これらのことは、V相およびW相についても同様である。なお、制御装置8は、電気角の120°を超えて複数相への通電をオーバラップさせる広角通電制御を行うこともできる。また、ロータの回転位置は、ホールセンサ等の位置検出器を用いて検出することができる。なお、ロータの回転位置は、相端子33U、33V、33Wがハイインピーダンス状態のときに発生する誘起電圧に基づいて、推定しても良い。   When the rotor rotates 60 degrees in electrical angle, control device 8 opens U-phase positive side switching element 41UU and W-phase ground side switching element 41WL. At this time, a motor current flows through the armature windings 32U and 32W. That is, the U-phase armature winding 32U is energized 120 ° in electrical angle. The same applies to the V phase and the W phase. The control device 8 can also perform wide-angle energization control that overlaps energization to a plurality of phases exceeding the electrical angle of 120 °. The rotational position of the rotor can be detected using a position detector such as a hall sensor. The rotational position of the rotor may be estimated based on an induced voltage generated when the phase terminals 33U, 33V, and 33W are in a high impedance state.

ベクトル制御は、3相のモータ電流を2方向の直流分(界磁成分とトルク成分)に分けて、それぞれ制御する。これにより、制御装置8は、より滑らかな正弦波駆動を行うことができ、120°通電制御などの矩形波駆動と比べて、高効率化、低振動化、低騒音化等を図ることができる。また、制御装置8は、出力トルクを調整するために、デューティ比を可変制御することができる。本実施形態では、制御装置8は、パルス幅変調(PWM)方式によりデューティ比を可変して、デューティ比に基づいてスイッチング素子41UU〜41WLを開閉制御する。   In the vector control, the three-phase motor current is divided into direct current components (field component and torque component) in two directions and controlled. As a result, the control device 8 can perform smoother sine wave drive, and can achieve higher efficiency, lower vibration, lower noise, and the like compared to rectangular wave drive such as 120 ° energization control. . In addition, the control device 8 can variably control the duty ratio in order to adjust the output torque. In the present embodiment, the control device 8 varies the duty ratio by a pulse width modulation (PWM) method, and controls the switching elements 41UU to 41WL to open and close based on the duty ratio.

制御装置8の上位の制御装置(図略)によって、目標デューティ比DF1が指示される。目標デューティ比DF1は、モータ3に要求される出力(例えば、電力、モータ回転数など)に応じて、予め設定されている。例えば、目標デューティ比DF1は、モータ3の回転数、モータ電流および電源電圧VBATなどに基づいて導出することができ、マップ、テーブル、関係式などによって、上位の制御装置のメモリに記憶されている。   The target duty ratio DF1 is instructed by a control device (not shown) of the control device 8. The target duty ratio DF1 is set in advance according to the output (for example, electric power, motor rotational speed, etc.) required for the motor 3. For example, the target duty ratio DF1 can be derived based on the number of revolutions of the motor 3, the motor current, the power supply voltage VBAT, and the like, and is stored in the memory of the host controller by a map, a table, a relational expression, and the like. .

なお、本明細書では、説明の便宜上、U相正側スイッチング素子41UUおよびV相接地側スイッチング素子41VLを開状態にしたときのモータ電流について説明するが、他のスイッチング素子を開状態にした場合のモータ電流についても同様である。また、パルス幅変調は、正側スイッチング素子41UU、41VU、41WUで行うこともでき、接地側スイッチング素子41UL、41VL、41WLで行うこともできる。   In this specification, for convenience of explanation, the motor current when the U-phase positive side switching element 41UU and the V-phase ground side switching element 41VL are opened will be described. However, other switching elements are opened. The same applies to the motor current in this case. Further, the pulse width modulation can be performed by the positive side switching elements 41UU, 41VU, 41WU, and can also be performed by the ground side switching elements 41UL, 41VL, 41WL.

モータ電流検出回路5は、モータ3の電機子巻線32U〜32Wに流れるモータ電流を検出する。モータ電流検出回路5は、例えば、抵抗器51を用いることができる。同図に示すように、抵抗器51は、接地側スイッチング素子41UL、41VL、41WLと、直流電源2の接地側端子2Lとの間に設けられている。   The motor current detection circuit 5 detects the motor current flowing through the armature windings 32U to 32W of the motor 3. The motor current detection circuit 5 can use a resistor 51, for example. As shown in the figure, the resistor 51 is provided between the ground side switching elements 41UL, 41VL, 41WL and the ground side terminal 2L of the DC power supply 2.

また、接地側スイッチング素子41UL、41VL、41WLと、抵抗器51との間には、モータ電流出力端子52が設けられている。モータ電流出力端子52には、モータ電流値と、抵抗器51の抵抗値とを乗じた電圧が出力される。つまり、モータ電流検出回路5は、抵抗器51による電圧降下に基づいて、モータ電流を算出することができる。なお、抵抗器51の抵抗値は、抵抗器51における損失を低減するため、可能な限り小さく設定されている。   A motor current output terminal 52 is provided between the ground side switching elements 41UL, 41VL, 41WL and the resistor 51. A voltage obtained by multiplying the motor current value by the resistance value of the resistor 51 is output to the motor current output terminal 52. That is, the motor current detection circuit 5 can calculate the motor current based on the voltage drop by the resistor 51. The resistance value of the resistor 51 is set as small as possible in order to reduce the loss in the resistor 51.

フィルタ回路6は、モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を低減する。フィルタ回路6は、例えば、抵抗器61およびコンデンサ62を有するローパスフィルタを用いることができる。なお、フィルタ回路6は、上記形態以外にも、例えば、2次のローパスフィルタをはじめとした高次のローパスフィルタを用いることができ、オペアンプを用いたアクティブフィルタ等を用いることもできる。   The filter circuit 6 reduces high frequency components contained in the motor current detection signal. As the filter circuit 6, for example, a low-pass filter having a resistor 61 and a capacitor 62 can be used. The filter circuit 6 can use, for example, a high-order low-pass filter such as a second-order low-pass filter, or an active filter using an operational amplifier, in addition to the above form.

同図に示すように、抵抗器61およびコンデンサ62は直列接続されており、抵抗器61の一端側は、信号線53によって、モータ電流出力端子52に接続されている。抵抗器61の他端側には、フィルタ出力端子63が設けられている。フィルタ出力端子63には、高周波成分が低減されたモータ電流が出力される。本明細書では、フィルタ回路6によって高周波成分が低減されたモータ電流をフィルタ後モータ電流という。   As shown in the figure, the resistor 61 and the capacitor 62 are connected in series, and one end side of the resistor 61 is connected to the motor current output terminal 52 by a signal line 53. A filter output terminal 63 is provided on the other end side of the resistor 61. The filter output terminal 63 outputs a motor current with reduced high frequency components. In this specification, the motor current whose high frequency component is reduced by the filter circuit 6 is referred to as a post-filter motor current.

フィルタ回路6の時定数は、抵抗器61の抵抗値と、コンデンサ62の静電容量とを乗じた乗算値で表すことができる。モータ電流のオーバシュートは、スイッチング素子41UU、41VLが閉状態から開状態に遷移したときのスイッチング素子41UU、41VLの電流応答と、電機子巻線32U、32Vのインダクタンスとによって発生する。そこで、フィルタ回路6の時定数は、モータ電流のオーバシュートを低減可能な時定数に設定されていると好適である。これにより、フィルタ回路6は、モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を効率良く低減することができる。なお、フィルタ回路6の時定数は、予め、シミュレーションや実機による測定等によって、モータ3および電力変換装置4に合わせて導出しておくと良い。   The time constant of the filter circuit 6 can be expressed by a multiplication value obtained by multiplying the resistance value of the resistor 61 and the capacitance of the capacitor 62. The motor current overshoot is generated by the current response of the switching elements 41UU and 41VL when the switching elements 41UU and 41VL transition from the closed state to the open state, and the inductance of the armature windings 32U and 32V. Therefore, it is preferable that the time constant of the filter circuit 6 is set to a time constant capable of reducing motor current overshoot. Thereby, the filter circuit 6 can reduce the high frequency component contained in the detection signal of the motor current efficiently. Note that the time constant of the filter circuit 6 is preferably derived in advance for the motor 3 and the power conversion device 4 by simulation, measurement by an actual machine, or the like.

比較回路7は、フィルタ後モータ電流とモータ電流の許容値とを大小比較する。比較回路7は、例えば、公知の比較器71を用いることができる。同図に示すように、比較器71の正側入力端子(+)は、信号線64によって、フィルタ出力端子63に接続されている。また、比較器71の負側入力端子(−)には、基準電圧が入力されている。基準電圧は、抵抗器72、73によって、直流電源2の電源電圧VBATを分圧して生成される。基準電圧は、過電流状態になったときを判別する際のモータ電流の許容値に相当する。図1に示す構成では、基準電圧は、モータ電流の許容値と、モータ電流検出回路5の抵抗器51の抵抗値とを乗じた乗算値に設定する。   The comparison circuit 7 compares the motor current after filtering with the allowable value of the motor current. As the comparison circuit 7, for example, a known comparator 71 can be used. As shown in the figure, the positive input terminal (+) of the comparator 71 is connected to the filter output terminal 63 by a signal line 64. A reference voltage is input to the negative input terminal (−) of the comparator 71. The reference voltage is generated by dividing the power supply voltage VBAT of the DC power supply 2 by the resistors 72 and 73. The reference voltage corresponds to an allowable value of the motor current when determining when the overcurrent state occurs. In the configuration shown in FIG. 1, the reference voltage is set to a multiplication value obtained by multiplying the allowable value of the motor current by the resistance value of the resistor 51 of the motor current detection circuit 5.

比較器71は、正側入力端子(+)に入力される電圧と、負側入力端子(−)に入力される基準電圧とを大小比較する。正側入力端子(+)に入力される電圧が、基準電圧以下の場合は、比較器71の出力は、ローレベル(Lo)になる。一方、正側入力端子(+)に入力される電圧が基準電圧を超えると、比較器71の出力は、ハイレベル(Hi)になる。つまり、制御装置8は、比較器71の出力がローレベル(Lo)のときは、過電流状態ではない(許容電流)と判断し、比較器71の出力がハイレベル(Hi)のときは、過電流状態であると判断することができる。なお、フィルタ後モータ電流とモータ電流の許容値との大小比較は、制御装置8で行うこともできる。   The comparator 71 compares the voltage input to the positive input terminal (+) with the reference voltage input to the negative input terminal (−). When the voltage input to the positive input terminal (+) is equal to or lower than the reference voltage, the output of the comparator 71 is at a low level (Lo). On the other hand, when the voltage input to the positive input terminal (+) exceeds the reference voltage, the output of the comparator 71 becomes high level (Hi). That is, the control device 8 determines that the overcurrent state is not allowed (allowable current) when the output of the comparator 71 is low level (Lo), and when the output of the comparator 71 is high level (Hi), It can be determined that the current is in an overcurrent state. Note that the control device 8 can also compare the size of the filtered motor current and the allowable value of the motor current.

制御装置8は、公知のマイクロコンピュータ8Mを有している。マイクロコンピュータ8Mは、CPU8M1、メモリ8M2、入出力インターフェース8M3およびドライバ回路8M4を備えており、これらは、各種データ及び制御信号を送受信可能にバス接続されている。CPU8M1は、中央演算装置であり、種々の演算を行うことができる。メモリ8M2は、読み出しおよび書き込み可能な記憶装置であり、種々の電子情報を記憶することができる。なお、制御装置8は、メモリ8M2に記憶されている駆動プログラムを実行することによって、既述のモータ駆動制御を行うことができる。   The control device 8 has a known microcomputer 8M. The microcomputer 8M includes a CPU 8M1, a memory 8M2, an input / output interface 8M3, and a driver circuit 8M4, which are bus-connected so that various data and control signals can be transmitted and received. The CPU 8M1 is a central processing unit and can perform various calculations. The memory 8M2 is a readable / writable storage device and can store various electronic information. The control device 8 can perform the above-described motor drive control by executing the drive program stored in the memory 8M2.

入出力インターフェース8M3は、外部機器との間の入出力を制御することができる。例えば、比較器71の出力は、入出力インターフェース8M3を介して制御装置8に入力される。また、ドライバ回路8M4は、公知のモータ駆動用ドライバであり、キャリア周波数およびデューティ比に基づいて、制御信号8UU〜8WLを生成する。そして、ドライバ回路8M4は、制御信号8UU〜8WLに基づいて、スイッチング素子41UU〜41WLの各制御電極に制御電圧を印加する。これにより、ドライバ回路8M4は、スイッチング素子41UU〜41WLを開閉制御することができる。   The input / output interface 8M3 can control input / output with an external device. For example, the output of the comparator 71 is input to the control device 8 via the input / output interface 8M3. The driver circuit 8M4 is a known motor driver, and generates control signals 8UU to 8WL based on the carrier frequency and the duty ratio. Then, the driver circuit 8M4 applies a control voltage to the control electrodes of the switching elements 41UU to 41WL based on the control signals 8UU to 8WL. As a result, the driver circuit 8M4 can control opening and closing of the switching elements 41UU to 41WL.

図2は、制御ブロックの一例を示すブロック図である。制御装置8は、制御ブロックとして捉えると、過電流判別部80、キャリア周波数生成部81、キャリア周波数切り替え部82およびデューティ比設定部83を有している。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control block. When viewed as a control block, the control device 8 includes an overcurrent determination unit 80, a carrier frequency generation unit 81, a carrier frequency switching unit 82, and a duty ratio setting unit 83.

過電流判別部80は、フィルタ後モータ電流がモータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときをパルス幅変調のキャリア周期毎に判別する。比較回路7の出力が、ローレベル(Lo)からハイレベル(Hi)に遷移するとき、過電流判別部80は、過電流状態になったと判断する。そして、過電流判別部80は、過電流状態になったと判断したときのキャリア周期の1周期において判別結果を保持して、次のキャリア周期が始まるタイミングで、判別結果をクリアする。これにより、過電流判別部80は、過電流状態になったときをパルス幅変調のキャリア周期毎に判別することができる。   The overcurrent discriminating unit 80 discriminates for each carrier period of the pulse width modulation when the motor current after filtering is in an overcurrent state exceeding the allowable value of the motor current. When the output of the comparison circuit 7 transitions from a low level (Lo) to a high level (Hi), the overcurrent determination unit 80 determines that an overcurrent state has occurred. Then, the overcurrent determination unit 80 holds the determination result in one of the carrier cycles when it is determined that the overcurrent state is reached, and clears the determination result at the timing when the next carrier cycle starts. As a result, the overcurrent determination unit 80 can determine when an overcurrent state occurs for each carrier period of pulse width modulation.

なお、モータ電流の許容値は、モータ3の定格電流に合わせて設定されていると好ましい。これにより、過電流判別部80は、モータ3の定格電流に合わせて設定される許容値を用いて、過電流状態を判別することができる。よって、本実施形態のモータ制御装置1は、モータ3の体格に合わせて適切な過電流検出を行うことができる。   Note that the allowable value of the motor current is preferably set in accordance with the rated current of the motor 3. As a result, the overcurrent determination unit 80 can determine the overcurrent state using an allowable value set in accordance with the rated current of the motor 3. Therefore, the motor control device 1 of the present embodiment can perform appropriate overcurrent detection according to the physique of the motor 3.

キャリア周波数生成部81は、周期が異なる複数のパルス幅変調のキャリア周波数を生成する。キャリア周波数は、例えば、水晶発振器が生成する高周波基準周波数を公知の分周回路によって分周することにより生成することができる。また、キャリア周波数は分周比を変更することにより、パルス幅変調のキャリア周期を容易に変更することができる。   The carrier frequency generation unit 81 generates a plurality of pulse width modulation carrier frequencies having different periods. The carrier frequency can be generated, for example, by dividing the high frequency reference frequency generated by the crystal oscillator by a known frequency dividing circuit. Further, the carrier frequency of the pulse width modulation can be easily changed by changing the frequency division ratio of the carrier frequency.

図3は、過電流検出時にキャリア周波数を変更しない場合のモータ電流、過電流検出出力およびモータ駆動出力の一例を示すタイミングチャートである。曲線L11は、モータ電流を示している。また、曲線L12は、過電流判別部80による判別結果を表す過電流検出出力を示している。曲線L13は、モータ駆動出力を示している。曲線L11における縦軸は、モータ電流値を示しており、モータ電流の許容値を過電流検出閾値OC1で示している。曲線L12における縦軸は、過電流検出出力がハイレベル(Hi)またはローレベル(Lo)であることを示している。曲線L13における縦軸は、スイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)または閉状態(Off)であることを示している。なお、同図における横軸は、時間軸を示している。   FIG. 3 is a timing chart showing an example of the motor current, the overcurrent detection output, and the motor drive output when the carrier frequency is not changed when the overcurrent is detected. A curve L11 indicates the motor current. A curve L12 indicates an overcurrent detection output that represents a determination result by the overcurrent determination unit 80. A curve L13 indicates the motor drive output. The vertical axis in the curve L11 indicates the motor current value, and the allowable value of the motor current is indicated by the overcurrent detection threshold OC1. The vertical axis in the curve L12 indicates that the overcurrent detection output is high level (Hi) or low level (Lo). The vertical axis in the curve L13 indicates that the switching elements 41UU and 41VL are in the open state (On) or the closed state (Off). In the figure, the horizontal axis represents the time axis.

時刻T11、T13、T15、T17、T19、T21、T23、T25は、パルス幅変調のキャリア周期Tc1の始期または終期を示している。過電流判別部80は、フィルタ後モータ電流を用いて過電流状態になったときを判別する。そのため、モータ電流が過電流検出閾値OC1を超えてから期間Tf1分、遅れて、過電流検出出力は、ローレベル(Lo)からハイレベル(Hi)に遷移する。過電流検出出力は、過電流判別部80が過電流状態になったと判断したときのキャリア周期Tc1の1周期においてハイレベル(Hi)状態が保持され、次のキャリア周期Tc1が始まるタイミングで、ハイレベル(Hi)からローレベル(Lo)に遷移する。   Times T11, T13, T15, T17, T19, T21, T23, and T25 indicate the beginning or end of the carrier period Tc1 of pulse width modulation. The overcurrent discriminating unit 80 discriminates when the overcurrent state is entered using the filtered motor current. Therefore, the overcurrent detection output transitions from the low level (Lo) to the high level (Hi) with a delay of the period Tf1 after the motor current exceeds the overcurrent detection threshold OC1. The overcurrent detection output is maintained at a high level (Hi) state in one cycle of the carrier cycle Tc1 when the overcurrent determination unit 80 determines that the overcurrent state has been reached, and at the timing when the next carrier cycle Tc1 starts. Transition from level (Hi) to low level (Lo).

また、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたときに、制御装置8は、デューティ比を目標デューティ比DF1と比べて小さく設定する。例えば、時刻T11以前は、デューティ比は、目標デューティ比DF1に設定されているが、時刻T11以降は、デューティ比は、目標デューティ比DF1と比べて小さく設定されている。その結果、同図に示すように、時刻T11以前におけるスイッチング素子41UU、41VLの開状態(On)の時間と比べて、時刻T11以降におけるスイッチング素子41UU、41VLの開状態(On)の時間は、短くなっている。   Further, when it is determined by the overcurrent determination unit 80 that the overcurrent state has occurred, the control device 8 sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio DF1. For example, before time T11, the duty ratio is set to the target duty ratio DF1, but after time T11, the duty ratio is set to be smaller than the target duty ratio DF1. As a result, as shown in the figure, the time of the open state (On) of the switching elements 41UU and 41VL after the time T11 is compared with the time of the open state (On) of the switching elements 41UU and 41VL before the time T11. It is getting shorter.

しかしながら、スイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)に遷移することにより、曲線L11で示すように、モータ電流は、過電流検出閾値OC1を超えて増加し続けている。これは、フィルタ回路6を設けることにより、モータ電流の検出遅れ(期間Tf1)が生じ、電機子巻線32U、32Vのインダクタンスによっては、モータ電流が、過電流検出閾値OC1を超えて増加し続けることを示している。   However, when the switching elements 41UU and 41VL transition to the open state (On), the motor current continues to increase beyond the overcurrent detection threshold OC1 as indicated by the curve L11. This is because the provision of the filter circuit 6 causes a delay in detection of the motor current (period Tf1), and the motor current continues to increase beyond the overcurrent detection threshold OC1 depending on the inductance of the armature windings 32U and 32V. It is shown that.

そこで、本実施形態では、キャリア周波数切り替え部82は、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替える。また、デューティ比設定部83は、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたときに、目標デューティ比DF1と比べて、デューティ比を小さく設定する。目標デューティ比DF1は、既述のモータ3に要求される出力に応じて設定されるデューティ比をいう。   Therefore, in this embodiment, the carrier frequency switching unit 82 compares the carrier frequency used for pulse width modulation with the carrier frequency at the time of the determination when the overcurrent determination unit 80 determines that the overcurrent state has occurred. Switch to a lower carrier frequency. The duty ratio setting unit 83 sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio DF1 when the overcurrent determination unit 80 determines that an overcurrent state has occurred. The target duty ratio DF1 is a duty ratio set according to the output required for the motor 3 described above.

図4は、過電流検出時にキャリア周波数を低周期のキャリア周波数に変更した場合のモータ電流、過電流検出出力およびモータ駆動出力の一例を示すタイミングチャートである。同図では、モータ電流を曲線L31で示している。また、過電流検出出力を曲線L32で示し、モータ駆動出力を曲線L33で示している。同図における縦軸および横軸は、図3と同様である。   FIG. 4 is a timing chart showing an example of the motor current, the overcurrent detection output, and the motor drive output when the carrier frequency is changed to a low cycle carrier frequency when overcurrent is detected. In the figure, the motor current is indicated by a curve L31. The overcurrent detection output is indicated by a curve L32, and the motor drive output is indicated by a curve L33. The vertical axis and horizontal axis in the figure are the same as in FIG.

時刻T31、T33、T35、T37、T39は、パルス幅変調のキャリア周期Tc1、Tc2の始期または終期を示している。図3に示す場合と同様に、モータ電流が過電流検出閾値OC1を超えてから期間Tf1分、遅れて、過電流検出出力は、ローレベル(Lo)からハイレベル(Hi)に遷移する。過電流検出出力は、過電流判別部80が過電流状態になったと判断したときのキャリア周期Tc1、Tc2の1周期においてハイレベル(Hi)状態が保持され、次のキャリア周期Tc1、Tc2が始まるタイミングで、ハイレベル(Hi)からローレベル(Lo)に遷移する。   Times T31, T33, T35, T37, and T39 indicate the start or end of the carrier periods Tc1 and Tc2 of the pulse width modulation. Similar to the case shown in FIG. 3, the overcurrent detection output transitions from the low level (Lo) to the high level (Hi) with a delay of a period Tf1 after the motor current exceeds the overcurrent detection threshold OC1. The overcurrent detection output maintains a high level (Hi) state in one cycle of the carrier cycles Tc1 and Tc2 when the overcurrent determination unit 80 determines that the overcurrent state is entered, and the next carrier cycle Tc1 and Tc2 starts. At the timing, the high level (Hi) transitions to the low level (Lo).

キャリア周波数切り替え部82は、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替える。例えば、時刻T34において、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたとする。このとき、キャリア周波数切り替え部82は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数(キャリア周期Tc1)と比べて低周期のキャリア周波数(キャリア周期Tc2)に切り替える。その結果、時刻T33〜T35までの時間は、時刻T31〜T33までの時間と比べて、長くなっている。このことは、時刻T36、T38においても同様である。   When it is determined by the overcurrent determination unit 80 that the carrier current switching unit 82 is in an overcurrent state, the carrier frequency switching unit 82 sets the carrier frequency used for pulse width modulation to a carrier frequency having a lower period than the carrier frequency at the time of determination. Switch. For example, it is assumed that the overcurrent determination unit 80 determines that an overcurrent state has occurred at time T34. At this time, the carrier frequency switching unit 82 switches the carrier frequency used for the pulse width modulation to a carrier frequency (carrier period Tc2) having a lower period than the carrier frequency (carrier period Tc1) at the time of the determination. As a result, the time from time T33 to T35 is longer than the time from time T31 to T33. The same applies to times T36 and T38.

また、デューティ比設定部83は、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたときに、目標デューティ比DF1と比べて、デューティ比を小さく設定する。時刻T33以前のデューティ比は、目標デューティ比DF1に設定されている。例えば、時刻T34において、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたとする。このとき、デューティ比設定部83は、目標デューティ比DF1と比べて、デューティ比を小さく設定する。その結果、時刻T33以降のデューティ比は、目標デューティ比DF1と比べて小さくなっている。   The duty ratio setting unit 83 sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio DF1 when the overcurrent determination unit 80 determines that an overcurrent state has occurred. The duty ratio before time T33 is set to the target duty ratio DF1. For example, it is assumed that the overcurrent determination unit 80 determines that an overcurrent state has occurred at time T34. At this time, the duty ratio setting unit 83 sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio DF1. As a result, the duty ratio after time T33 is smaller than the target duty ratio DF1.

このようにして、本実施形態では、過電流検出時にスイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)に遷移する回数およびスイッチング素子41UU、41VLの開状態(On)の時間が低減されている。例えば、時刻T13以降の曲線L13と時刻T33以降の曲線L33とを比較すると、スイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)に遷移する回数は、6回から3回に減少している。また、スイッチング素子41UU、41VLの開状態(On)の時間も低減されている。その結果、曲線L31で示すモータ電流は、曲線L11で示すモータ電流と比べて、モータ電流の増加が抑制されている。   In this way, in the present embodiment, the number of times that the switching elements 41UU and 41VL transition to the open state (On) when an overcurrent is detected and the time during which the switching elements 41UU and 41VL are open (On) are reduced. For example, when the curve L13 after the time T13 is compared with the curve L33 after the time T33, the number of times the switching elements 41UU and 41VL transition to the open state (On) is decreased from 6 times to 3 times. Moreover, the time of the open state (On) of switching element 41UU and 41VL is also reduced. As a result, the motor current indicated by the curve L31 is suppressed from increasing as compared with the motor current indicated by the curve L11.

本実施形態の制御装置8は、過電流判別部80を有している。過電流判別部80は、フィルタ回路6によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流がモータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときをパルス幅変調のキャリア周期毎に判別する。よって、本実施形態のモータ制御装置1は、リンキングによる過電流の誤検知を防止することができる。   The control device 8 of this embodiment has an overcurrent determination unit 80. The overcurrent discriminating unit 80 discriminates for each carrier period of the pulse width modulation when the filtered motor current in which the high frequency component is reduced by the filter circuit 6 is in an overcurrent state exceeding the allowable value of the motor current. Therefore, the motor control device 1 of the present embodiment can prevent erroneous detection of overcurrent due to linking.

また、制御装置8は、キャリア周波数切り替え部82およびデューティ比設定部83を有している。キャリア周波数切り替え部82は、過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数(キャリア周期Tc1)と比べて低周期のキャリア周波数(キャリア周期Tc2)に切り替える。また、デューティ比設定部83は、過電流状態になったと判別されたときに、モータ3に要求される出力に応じて設定される目標デューティ比DF1と比べて、デューティ比を小さく設定する。よって、本実施形態のモータ制御装置1は、過電流検出時にスイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)に遷移する回数およびスイッチング素子41UU、41VLの開状態(On)の時間を低減することができる。その結果、本実施形態のモータ制御装置1は、フィルタ回路6の遅れによって生じるモータ電流の増加を抑制することができる。   The control device 8 includes a carrier frequency switching unit 82 and a duty ratio setting unit 83. When it is determined that an overcurrent state has occurred, the carrier frequency switching unit 82 compares the carrier frequency used for pulse width modulation with a carrier frequency having a lower cycle (carrier cycle Tc1) than the carrier frequency (carrier cycle Tc1) when determined. Switch to period Tc2). Further, when it is determined that an overcurrent state has occurred, the duty ratio setting unit 83 sets the duty ratio to be smaller than the target duty ratio DF1 set according to the output required for the motor 3. Therefore, the motor control device 1 of the present embodiment can reduce the number of times that the switching elements 41UU and 41VL transition to the open state (On) and the time during which the switching elements 41UU and 41VL are open (On) when overcurrent is detected. it can. As a result, the motor control device 1 of the present embodiment can suppress an increase in motor current caused by the delay of the filter circuit 6.

図5は、キャリア周波数の変更手順の一例を示すフローチャートである。まず、キャリア周波数切り替え部82は、過電流判別部80によって過電流状態になったと判別されたか否かを判断する(ステップS11)。過電流状態になったと判別されない場合(Noの場合)は、フローチャートは、ステップS12に進む。そして、キャリア周波数切り替え部82は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を第1キャリア周波数(キャリア周期Tc1)に設定する(ステップS12)。そして、フローチャートは、一旦、終了する。   FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a procedure for changing the carrier frequency. First, the carrier frequency switching unit 82 determines whether or not the overcurrent determination unit 80 determines that an overcurrent state has occurred (step S11). If it is not determined that the overcurrent state has occurred (in the case of No), the flowchart proceeds to step S12. Then, the carrier frequency switching unit 82 sets the carrier frequency used for pulse width modulation to the first carrier frequency (carrier period Tc1) (step S12). Then, the flowchart ends once.

ステップS11で、過電流状態になったと判別された場合(Yesの場合)は、フローチャートは、ステップS13に進む。そして、キャリア周波数切り替え部82は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を第2キャリア周波数(キャリア周期Tc12)に設定する(ステップS13)。第2キャリア周波数(キャリア周期Tc12)は、第1キャリア周波数(キャリア周期Tc1)と比べて、低周期に設定されている。   If it is determined in step S11 that an overcurrent state has occurred (Yes), the flowchart proceeds to step S13. Then, the carrier frequency switching unit 82 sets the carrier frequency used for the pulse width modulation to the second carrier frequency (carrier period Tc12) (step S13). The second carrier frequency (carrier cycle Tc12) is set to a low cycle compared to the first carrier frequency (carrier cycle Tc1).

次に、キャリア周波数切り替え部82は、過電流判別部80によって、キャリア周期Tc12のn周期に亘って継続して過電流状態になったと判別されたか否かを判断する(ステップS14)。但し、nは任意の自然数とする。キャリア周期Tc12のn周期に亘って継続して過電流状態になったと判別された場合(Yesの場合)は、フローチャートは、ステップS15に進む。そして、キャリア周波数切り替え部82は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を第3キャリア周波数(キャリア周期Tc2)に設定する(ステップS15)。そして、フローチャートは、一旦、終了する。第3キャリア周波数(キャリア周期Tc2)は、第2キャリア周波数(キャリア周期Tc12)と比べて、低周期に設定されている。   Next, the carrier frequency switching unit 82 determines whether or not the overcurrent determination unit 80 has determined that the overcurrent state has continued over the n cycles of the carrier cycle Tc12 (step S14). However, n is an arbitrary natural number. If it is determined that the overcurrent state has been continued over n periods of the carrier period Tc12 (in the case of Yes), the flowchart proceeds to step S15. Then, the carrier frequency switching unit 82 sets the carrier frequency used for pulse width modulation to the third carrier frequency (carrier period Tc2) (step S15). Then, the flowchart ends once. The third carrier frequency (carrier cycle Tc2) is set to a low cycle compared to the second carrier frequency (carrier cycle Tc12).

ステップS14で、キャリア周期Tc12のn周期に亘って継続して過電流状態になったと判別されない場合(Noの場合)は、フローチャートは、一旦、終了する。つまり、この場合、パルス幅変調に用いるキャリア周波数は、第2キャリア周波数(キャリア周期Tc12)に設定される。なお、本フローチャートで示す工程は、所定間隔で繰り返し実行される。   If it is not determined in step S14 that the overcurrent state has continued for n periods of the carrier period Tc12 (in the case of No), the flowchart is temporarily terminated. That is, in this case, the carrier frequency used for pulse width modulation is set to the second carrier frequency (carrier cycle Tc12). Note that the steps shown in this flowchart are repeatedly executed at predetermined intervals.

このように、キャリア周波数切り替え部82は、キャリア周期Tc12の複数周期(上述の例ではn周期)に亘って継続して過電流状態になったと判別されたときに、低周期のキャリア周波数(キャリア周期Tc2)に切り替えることもできる。これにより、モータ制御装置1は、モータ電流が過電流状態の許容値近傍で推移するときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数の周期が頻繁に切り替わることを防止することができ、制御安定性が向上する。   As described above, when it is determined that the carrier frequency switching unit 82 continues to be in an overcurrent state over a plurality of periods (n periods in the above example) of the carrier period Tc12, It is also possible to switch to the cycle Tc2). Thereby, the motor control device 1 can prevent the cycle of the carrier frequency used for the pulse width modulation from being frequently switched when the motor current changes in the vicinity of the allowable value in the overcurrent state, and the control stability is improved. improves.

また、キャリア周波数切り替え部82は、過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を段階的に低周期のキャリア周波数(キャリア周期Tc2)に切り替えることもできる。これにより、モータ制御装置1は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数が急峻に低周期のキャリア周波数(キャリア周期Tc2)に切り替わることを防止することができ、制御安定性が向上する。   Also, the carrier frequency switching unit 82 can switch the carrier frequency used for the pulse width modulation stepwise to a low cycle carrier frequency (carrier cycle Tc2) when it is determined that an overcurrent state has occurred. As a result, the motor control device 1 can prevent the carrier frequency used for pulse width modulation from being sharply switched to a low-cycle carrier frequency (carrier cycle Tc2), thereby improving control stability.

さらに、図4に示すように、過電流状態になったと判別されたときに、スイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)から閉状態(Off)に遷移するタイミングは、フィルタ回路6によるモータ電流の検出遅れ(期間Tf1)に合わせて設定されていると好適である。これにより、モータ制御装置1は、過電流状態になったと判別されたときのスイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)の時間を必要最小限の時間に設定することができる。よって、モータ制御装置1は、フィルタ回路6の遅れによって生じるモータ電流の増加をさらに抑制することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 4, when it is determined that the overcurrent state has occurred, the timing at which the switching elements 41UU and 41VL transition from the open state (On) to the closed state (Off) It is preferable that it is set in accordance with the detection delay (period Tf1). Thereby, the motor control device 1 can set the time required for the switching elements 41UU and 41VL to be in the open state (On) when it is determined that the overcurrent state has occurred to the minimum necessary time. Therefore, the motor control device 1 can further suppress an increase in motor current caused by the delay of the filter circuit 6.

<モータ制御方法>
本発明は、モータ制御方法として捉えることもでき、モータ制御方法をマイクロコンピュータ8Mを機能させて実行するモータ制御プログラムとして捉えることもできる。モータ制御方法およびモータ制御プログラムは、モータ制御装置1で既述した「○○部」を「○○ステップ」に読み替えれば良い。つまり、過電流判別部80は過電流判別ステップに読み替えられ、キャリア周波数生成部81はキャリア周波数生成ステップに読み替えられる。また、キャリア周波数切り替え部82は、キャリア周波数切り替えステップに読み替えられ、デューティ比設定部83は、デューティ比設定ステップに読み替えられる。各ステップについての説明は、既述の説明と同様であるので、重複した説明を省略する。
<Motor control method>
The present invention can also be understood as a motor control method, and can also be understood as a motor control program for executing the motor control method by causing the microcomputer 8M to function. In the motor control method and the motor control program, the “XX portion” described in the motor control device 1 may be read as “XX step”. That is, the overcurrent determination unit 80 is replaced with an overcurrent determination step, and the carrier frequency generation unit 81 is replaced with a carrier frequency generation step. The carrier frequency switching unit 82 is read as a carrier frequency switching step, and the duty ratio setting unit 83 is read as a duty ratio setting step. Since the description of each step is the same as the above description, a duplicate description is omitted.

本実施形態のモータ制御方法は、電力変換装置4と、モータ電流検出回路5と、フィルタ回路6と、制御装置8とを用いて、モータ3を制御するモータ制御方法である。本実施形態のモータ制御方法は、過電流判別ステップと、キャリア周波数切り替えステップと、デューティ比設定ステップと、を有している。   The motor control method of this embodiment is a motor control method for controlling the motor 3 using the power conversion device 4, the motor current detection circuit 5, the filter circuit 6, and the control device 8. The motor control method according to the present embodiment includes an overcurrent determination step, a carrier frequency switching step, and a duty ratio setting step.

過電流判別ステップは、フィルタ回路6によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流がモータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときをパルス幅変調のキャリア周期毎に判別する。よって、本実施形態のモータ制御方法は、リンキングによる過電流の誤検知を防止することができる。   The overcurrent determination step determines for each carrier period of the pulse width modulation when the filtered motor current in which the high frequency component is reduced by the filter circuit 6 is in an overcurrent state exceeding the allowable value of the motor current. Therefore, the motor control method of this embodiment can prevent erroneous detection of overcurrent due to linking.

キャリア周波数切り替えステップは、過電流判別ステップによって過電流状態になったと判別されたときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数(キャリア周期Tc1)と比べて低周期のキャリア周波数(キャリア周期Tc2)に切り替える。また、デューティ比設定ステップは、過電流判別ステップによって過電流状態になったと判別されたときに、モータ3に要求される出力に応じて設定される目標デューティ比DF1と比べて、デューティ比を小さく設定する。よって、本実施形態のモータ制御方法は、過電流検出時にスイッチング素子41UU、41VLが開状態(On)に遷移する回数およびスイッチング素子41UU、41VLの開状態(On)の時間を低減することができる。その結果、本実施形態のモータ制御方法は、フィルタ回路6の遅れによって生じるモータ電流の増加を抑制することができる。   In the carrier frequency switching step, when it is determined by the overcurrent determination step that the overcurrent state has occurred, the carrier frequency used for the pulse width modulation is lower than the carrier frequency (carrier cycle Tc1) when determined. Switch to the carrier frequency (carrier cycle Tc2). The duty ratio setting step has a smaller duty ratio than the target duty ratio DF1 set according to the output required for the motor 3 when it is determined that the overcurrent state has occurred in the overcurrent determination step. Set. Therefore, the motor control method of the present embodiment can reduce the number of times that the switching elements 41UU and 41VL transition to the open state (On) and the time during which the switching elements 41UU and 41VL are open (On) when overcurrent is detected. . As a result, the motor control method of the present embodiment can suppress an increase in motor current caused by the delay of the filter circuit 6.

<付記項>
上記の記載から次の技術的思想も把握できる。
(付記項1)
前記キャリア周波数切り替えステップは、前記キャリア周期の複数周期に亘って継続して前記過電流状態になったと判別されたときに、前記低周期のキャリア周波数に切り替える請求項7に記載のモータ制御方法。
(付記項2)
前記キャリア周波数切り替えステップは、前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を段階的に前記低周期のキャリア周波数に切り替える請求項7または付記項1に記載のモータ制御方法。
<Additional notes>
The following technical idea can also be grasped from the above description.
(Additional item 1)
8. The motor control method according to claim 7, wherein the carrier frequency switching step switches to the low-cycle carrier frequency when it is determined that the overcurrent state is continued over a plurality of the carrier cycles.
(Appendix 2)
2. The carrier frequency switching step according to claim 7, wherein the carrier frequency switching step switches the carrier frequency used for the pulse width modulation stepwise to the carrier frequency of the low cycle when it is determined that the overcurrent state has occurred. Motor control method.

<その他>
本発明は上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、上記実施形態では、目標デューティ比DF1は、制御装置8の上位の制御装置によって生成されるが、目標デューティ比DF1は、制御装置8によって生成することもできる。また、モータ電流検出回路5の抵抗器51は、各相(U相、V相、W相)にそれぞれ設けることもできる。
<Others>
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist. For example, in the above-described embodiment, the target duty ratio DF1 is generated by a higher-level control device of the control device 8, but the target duty ratio DF1 can also be generated by the control device 8. Moreover, the resistor 51 of the motor current detection circuit 5 can also be provided for each phase (U phase, V phase, W phase).

また、図5に示すフローチャートのステップS11では、過電流状態になったと判別されない場合(Noの場合)は、フローチャートは、ステップS12に進む。そして、キャリア周波数切り替え部82は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を第1キャリア周波数(キャリア周期Tc1)に設定する。この場合において、キャリア周波数切り替え部82は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を第3キャリア周波数(キャリア周期Tc2)、第2キャリア周波数(キャリア周期Tc12)、第1キャリア周波数(キャリア周期Tc1)の順に段階的に設定することもできる。つまり、キャリア周波数切り替え部82は、過電流状態でなくなったときに、パルス幅変調に用いるキャリア周波数を段階的に許容電流のときのキャリア周波数(キャリア周期Tc1)に切り替えることもできる。これにより、モータ制御装置1は、パルス幅変調に用いるキャリア周波数が急峻に許容電流のときのキャリア周波数(キャリア周期Tc1)に切り替わることを防止することができ、制御安定性が向上する。   In Step S11 of the flowchart shown in FIG. 5, when it is not determined that the overcurrent state has occurred (No), the flowchart proceeds to Step S12. The carrier frequency switching unit 82 sets the carrier frequency used for pulse width modulation to the first carrier frequency (carrier cycle Tc1). In this case, the carrier frequency switching unit 82 sets the carrier frequencies used for the pulse width modulation in the order of the third carrier frequency (carrier period Tc2), the second carrier frequency (carrier period Tc12), and the first carrier frequency (carrier period Tc1). It can also be set in stages. That is, the carrier frequency switching unit 82 can switch the carrier frequency used for pulse width modulation stepwise to the carrier frequency (carrier cycle Tc1) at the allowable current step by step when the overcurrent state disappears. As a result, the motor control device 1 can prevent the carrier frequency used for pulse width modulation from being sharply switched to the carrier frequency (carrier cycle Tc1) when the current is an allowable current, and control stability is improved.

1:モータ制御装置、
2:直流電源、
3:モータ、32U〜32W:電機子巻線、
4:電力変換装置、41UU〜41WL:スイッチング素子、
5:モータ電流検出回路、
6:フィルタ回路、
8:制御装置、
80:過電流判別部、82:キャリア周波数切り替え部、83:デューティ比設定部。
1: motor control device,
2: DC power supply,
3: Motor, 32U to 32W: Armature winding,
4: Power converter, 41UU to 41WL: switching element,
5: Motor current detection circuit,
6: Filter circuit,
8: Control device,
80: Overcurrent determination unit, 82: Carrier frequency switching unit, 83: Duty ratio setting unit.

Claims (7)

直流電源とモータとの間に設けられ、スイッチング素子の開閉により前記直流電源の直流電力を交流電力に変換して前記モータに給電する電力変換装置と、
前記モータの電機子巻線に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出回路と、
前記モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を低減するフィルタ回路と、
パルス幅変調方式によりデューティ比を可変して前記デューティ比に基づいて前記スイッチング素子を開閉制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記フィルタ回路によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流が前記モータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときを前記パルス幅変調のキャリア周期毎に判別する過電流判別部と、
前記過電流判別部によって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替えるキャリア周波数切り替え部と、
前記過電流判別部によって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記モータに要求される出力に応じて設定される目標デューティ比と比べて、前記デューティ比を小さく設定するデューティ比設定部と、
を有するモータ制御装置。
A power conversion device that is provided between a DC power supply and a motor, converts DC power of the DC power supply into AC power by opening and closing a switching element, and feeds the motor;
A motor current detection circuit for detecting a motor current flowing in the armature winding of the motor;
A filter circuit for reducing a high-frequency component contained in the detection signal of the motor current;
A control device that varies the duty ratio by a pulse width modulation method and controls opening and closing of the switching element based on the duty ratio;
With
The control device determines, for each carrier period of the pulse width modulation, when a filtered motor current whose high frequency component has been reduced by the filter circuit is in an overcurrent state exceeding an allowable value of the motor current. A discriminator;
A carrier frequency switching unit that switches a carrier frequency used for the pulse width modulation to a carrier frequency having a lower period than the carrier frequency at the time of the determination when the overcurrent determination unit determines that the overcurrent state has occurred. When,
A duty ratio setting unit that sets the duty ratio to be smaller than a target duty ratio that is set according to the output required for the motor when the overcurrent determination unit determines that the overcurrent state has occurred. When,
A motor control device.
前記モータ電流の許容値は、前記モータの定格電流に合わせて設定されている請求項1に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 1, wherein the allowable value of the motor current is set in accordance with a rated current of the motor. 前記キャリア周波数切り替え部は、前記キャリア周期の複数周期に亘って継続して前記過電流状態になったと判別されたときに、前記低周期のキャリア周波数に切り替える請求項1または2に記載のモータ制御装置。   3. The motor control according to claim 1, wherein the carrier frequency switching unit switches to the low-cycle carrier frequency when it is determined that the overcurrent state has been continuously provided over a plurality of carrier cycles. 4. apparatus. 前記キャリア周波数切り替え部は、前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を段階的に前記低周期のキャリア周波数に切り替える請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   4. The carrier frequency switching unit according to claim 1, wherein, when it is determined that the overcurrent state has occurred, the carrier frequency used for the pulse width modulation is gradually switched to the low-cycle carrier frequency. The motor control device described in 1. 前記フィルタ回路は、前記スイッチング素子が閉状態から開状態に遷移したときの前記スイッチング素子の電流応答と、前記電機子巻線のインダクタンスとによって発生する前記モータ電流のオーバシュートを低減可能に時定数が設定されている請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The filter circuit is capable of reducing a time constant that can reduce an overshoot of the motor current caused by a current response of the switching element when the switching element transitions from a closed state to an open state and an inductance of the armature winding. Is set, The motor control device according to any one of claims 1 to 4. 前記過電流状態になったと判別されたときに、前記スイッチング素子が開状態から閉状態に遷移するタイミングは、前記フィルタ回路による前記モータ電流の検出遅れに合わせて設定されている請求項1〜5のいずれか一項に記載のモータ制御装置。   The timing at which the switching element transitions from an open state to a closed state when it is determined that the overcurrent state has been set is set in accordance with a detection delay of the motor current by the filter circuit. The motor control device according to any one of the above. 直流電源とモータとの間に設けられ、スイッチング素子の開閉により前記直流電源の直流電力を交流電力に変換して前記モータに給電する電力変換装置と、
前記モータの電機子巻線に流れるモータ電流を検出するモータ電流検出回路と、
前記モータ電流の検出信号に含まれる高周波成分を低減するフィルタ回路と、
パルス幅変調方式によりデューティ比を可変して前記デューティ比に基づいて前記スイッチング素子を開閉制御する制御装置と、
を用いて、前記モータを制御するモータ制御方法であって、
前記フィルタ回路によって高周波成分が低減されたフィルタ後モータ電流が前記モータ電流の許容値を超えた過電流状態になったときを前記パルス幅変調のキャリア周期毎に判別する過電流判別ステップと、
前記過電流判別ステップによって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記パルス幅変調に用いるキャリア周波数を当該判別されたときのキャリア周波数と比べて低周期のキャリア周波数に切り替えるキャリア周波数切り替えステップと、
前記過電流判別ステップによって前記過電流状態になったと判別されたときに、前記モータに要求される出力に応じて設定される目標デューティ比と比べて、前記デューティ比を小さく設定するデューティ比設定ステップと、
を有するモータ制御方法。
A power conversion device that is provided between a DC power supply and a motor, converts DC power of the DC power supply into AC power by opening and closing a switching element, and feeds the motor;
A motor current detection circuit for detecting a motor current flowing in the armature winding of the motor;
A filter circuit for reducing a high-frequency component contained in the detection signal of the motor current;
A control device that varies the duty ratio by a pulse width modulation method and controls opening and closing of the switching element based on the duty ratio;
A motor control method for controlling the motor using
An overcurrent determination step of determining, for each carrier period of the pulse width modulation, when a filtered motor current in which a high-frequency component is reduced by the filter circuit is in an overcurrent state exceeding an allowable value of the motor current;
A carrier frequency switching step of switching the carrier frequency used for the pulse width modulation to a carrier frequency having a low period compared to the carrier frequency at the time of the determination when it is determined by the overcurrent determination step that the overcurrent state has been reached. When,
A duty ratio setting step for setting the duty ratio to be smaller than a target duty ratio set in accordance with the output required for the motor when it is determined that the overcurrent state has occurred in the overcurrent determination step. When,
A motor control method.
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