JP2015149875A - Electric motor controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor controller capable of controlling an electric motor to stably drive without using any position sensor in a range from a state a rotor is ceased to a state the rotor rotates at a high speed by precisely estimating the magnetic pole phase of the rotor.SOLUTION: The electric motor controller includes: a phase estimation section 6 that estimates the magnetic pole phase to output an estimated phase θs in a relatively low speed range; a magnetic flux estimator 8 estimates the magnetic pole phase to output an estimated phase θ0 in a relatively high speed range; and a phase switching section 9 that directly switches the phase from the estimated phase θs to the estimated phase θ0; or from the estimated phase θ0 to the estimated phase θs at predetermined preset speed to output a phase signal θm.

Description

この発明は、位置センサを用いることなく、電動機を停止状態から高速状態に至る広い速度範囲で駆動制御する電動機制御装置に関するものである。   The present invention relates to an electric motor control device that drives and controls an electric motor in a wide speed range from a stopped state to a high speed state without using a position sensor.

一般に、電力変換器を用いて交流電動機を駆動する場合、電流センサや位置センサなどが用いられ、位置センサで検出した回転子の磁極位相に応じて指令電圧を印加するベクトル制御が行われる。電力変換器は、交流電力系統と直流電力系統との間に接続され、電力を直流−交流変換する装置であり、蓄電池等から直流電力が供給され、電動機を駆動するために交流電力を出力する。
一方、位置センサは、電動機の回転子の磁極位相を検出する装置であり、エンコーダやレゾルバといった種類のものがある。一般に、位置センサはコストが高く耐久性にも劣るので、位置センサを用いないで電動機をベクトル制御する方法がいくつか知られている。
In general, when an AC motor is driven using a power converter, a current sensor, a position sensor, or the like is used, and vector control is performed in which a command voltage is applied according to the magnetic pole phase of the rotor detected by the position sensor. The power converter is a device that is connected between an AC power system and a DC power system and converts the power into DC-AC, is supplied with DC power from a storage battery or the like, and outputs AC power to drive the motor. .
On the other hand, the position sensor is a device that detects the magnetic pole phase of the rotor of the electric motor, and there are various types such as an encoder and a resolver. In general, since a position sensor is expensive and inferior in durability, several methods for vector control of an electric motor without using a position sensor are known.

例えば、特許文献1は、電動機の巻線にその駆動用の電流が供給されていない状態で、多相の各巻線の組合わせに対して所定の電圧ベクトルを印加し、印加した電圧ベクトルに応じて多相の各巻線に流れる電流の挙動を計測してこの電流の挙動から回転子の磁極位相を検出する電気角検出装置およびこれを用いた同期モータの駆動装置を開示する。   For example, Patent Document 1 applies a predetermined voltage vector to each combination of multi-phase windings in a state where the driving current is not supplied to the windings of the electric motor, and according to the applied voltage vector An electrical angle detector that measures the behavior of the current flowing in each multi-phase winding and detects the magnetic pole phase of the rotor from the behavior of the current, and a synchronous motor driving device using the same are disclosed.

また、例えば、特許文献2は、回転二軸上の電流指令と電流とから電圧指令を出力する電流制御器と、回転二軸上の電流と電圧指令に基づき角周波数と推定回転子磁束と推定回転速度とを演算する適応オブザーバとを備え、インバータにより同期電動機を制御する同期電動機の制御装置を開示する。   Further, for example, Patent Document 2 estimates a current controller that outputs a voltage command from a current command and current on two rotation axes, and an angular frequency and an estimated rotor magnetic flux based on the current and voltage command on the two rotation shafts. Disclosed is a control device for a synchronous motor that includes an adaptive observer for calculating a rotation speed and controls the synchronous motor by an inverter.

更に、例えば、特許文献3は、電動機が所定回転数以上で回転している場合は、誘起電圧を利用する第1の検出方法で磁極位相の検出を試み、誘起電圧による位置検出ができない所定回転数未満では、位置検出用の電圧信号を多重する第2の検出方法により磁極位相の検出を行い、電動機を制御する電動機の制御装置を開示する。
そして、電動機の回転子の回転数を検出し、この回転数の大きさに応じて第1および第2の検出方法を選択するのが一般的で、検出方法の切り換え時には、磁極位相推定手段の過渡状態や演算遅れなどによって推定磁極位相の位相飛びが発生する可能性があるため、切り換え後の磁極位相推定手段の推定値が確立するまでの所定時間、現在の電動機の速度に応じた位相量Δθを用いて推定磁極位相を位相切換部で補償している。
Further, for example, in Patent Document 3, when the electric motor is rotating at a predetermined rotation speed or more, the first detection method using the induced voltage tries to detect the magnetic pole phase, and the predetermined rotation in which the position cannot be detected by the induced voltage. If the number is less than the number, a motor control device that controls the motor by detecting the magnetic pole phase by the second detection method of multiplexing the voltage signals for position detection is disclosed.
It is common to detect the rotation speed of the rotor of the electric motor and select the first and second detection methods according to the magnitude of the rotation speed. When switching the detection method, the magnetic pole phase estimation means Phase jump of the estimated magnetic pole phase may occur due to a transient state or computation delay, etc., so the phase amount corresponding to the current motor speed for a predetermined time until the estimated value of the magnetic pole phase estimation means after switching is established The estimated magnetic pole phase is compensated by the phase switching unit using Δθ.

特開平7−177788号公報(請求項1、5等参照)Japanese Patent Laid-Open No. 7-177788 (see claims 1 and 5) 特許第4672236号公報(請求項1等参照)Japanese Patent No. 4672236 (see claim 1) 特開2002−315386号公報(請求項14、図7、8等参照)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-315386 (refer to claim 14, FIGS. 7, 8, etc.)

従来の特許文献1の装置では、磁極位相推定用の電圧ベクトルを印加して停止状態から駆動しても、回転速度が高くなるに従って、電圧ベクトルを印加する時間内での磁極位相の変化分が無視できなくなり、高速域では正しく磁極位相の推定ができないという課題があった。
また、特許文献2の装置は、誘起電圧を利用する方法であり、回転子が回転動作を起こさなければ電圧が発生せず、停止状態では磁極位相を検出することができないという課題があった。
In the conventional apparatus of Patent Document 1, even if a voltage vector for estimating the magnetic pole phase is applied and driving from the stopped state, the change in the magnetic pole phase within the time during which the voltage vector is applied increases as the rotational speed increases. There is a problem that the magnetic pole phase cannot be correctly estimated at high speeds because it cannot be ignored.
Further, the device of Patent Document 2 is a method that uses an induced voltage, and there is a problem that a voltage is not generated unless the rotor performs a rotation operation, and the magnetic pole phase cannot be detected in a stopped state.

これらに対し、特許文献3の装置は、電動機が所定回転数以上で回転している場合に、誘起電圧を利用して磁極位相を推定する第1の検出方法を担う第1の磁極位置推定手段と、誘起電圧による位置検出ができない所定回転数未満の場合に、位置検出用の電圧信号を多重化することで磁極位相を推定する第2の検出方法を担う第2の磁極位相推定手段とを備えている。
そして、両検出方法の切り換えのため、両推定手段とは別に、切り換え後の磁極位相推定手段の推定値が確立するまでの所定時間、推定磁極位相を補償するための位相切換部を備え、現在の電動機の速度に応じた位相量Δθを用いて、両推定手段による推定磁極位相θ1、θ3とは別の推定磁極位相θ2を生成する(特許文献3の段落0048、0049および図8参照)。
On the other hand, the apparatus of Patent Document 3 is a first magnetic pole position estimating means that assumes a first detection method for estimating a magnetic pole phase using an induced voltage when the electric motor rotates at a predetermined rotational speed or more. And a second magnetic pole phase estimation means that assumes a second detection method for estimating the magnetic pole phase by multiplexing the voltage signals for position detection when the rotational speed is less than a predetermined rotational speed at which the position cannot be detected by the induced voltage. I have.
Further, for switching between both detection methods, a phase switching unit for compensating the estimated magnetic pole phase for a predetermined time until the estimated value of the magnetic pole phase estimating means after switching is established is provided separately from both estimating means, The estimated magnetic pole phase θ2 different from the estimated magnetic pole phases θ1 and θ3 by the both estimating means is generated using the phase amount Δθ corresponding to the speed of the motor (see paragraphs 0048 and 0049 of Patent Document 3 and FIG. 8).

このため、切り換え時における回転速度の変化等を考慮すると、位相切換部により推定磁極位相を補償する切換時間を一定量長く設定する必要があり、位相誤差が大きくなって安定に電動機を駆動し続けることが難しいという課題があった。   For this reason, in consideration of changes in rotational speed at the time of switching, it is necessary to set the switching time for compensating the estimated magnetic pole phase by a certain amount longer by the phase switching unit, and the phase error increases and the motor is continuously driven stably. There was a problem that it was difficult.

この発明は、これら従来の課題を解決するためになされたもので、位置センサを用いないで電動機を駆動制御する装置において、回転子が停止している状態から高速で回転動作する状態においても、精度良く回転子の磁極位相を推定して、安定に電動機を駆動することができる電動機制御装置を得ることを目的とする。   The present invention was made to solve these conventional problems, and in an apparatus for driving and controlling an electric motor without using a position sensor, even when the rotor is rotating at high speed from a stopped state, An object of the present invention is to obtain an electric motor control device that can accurately estimate the magnetic pole phase of a rotor and drive the electric motor stably.

この発明に係る電動機制御装置は、複数のスイッチング素子から構成され直流電源からの直流電圧を変換して電動機に供給する交流電圧を出力する電力変換部、制御系上位から入力される指令値に基づき交流電圧指令値を生成して出力する電圧指令生成部、交流電圧指令値に基づき電力変換部のスイッチング素子をオンオフ制御するゲート信号を生成して出力するゲート信号生成手段、電動機の各相に流れる電流を検出する電流検出器、電動機の回転速度が予め定められた設定速度以下の条件下で電動機の磁極位相を演算により推定し第一位相信号として出力する第一位相推定手段、電動機の回転速度が設定速度以上の条件下で電動機の磁極位相を演算により推定し第二位相信号として出力する第二位相推定手段、および第一位相信号と第二位相信号とを入力し、電動機の回転速度または該回転速度に相当する情報に基づき第一位相信号または第二位相信号のいずれか一方を選択して位相信号として出力する位相切換部を備え、電圧指令生成部は、位相信号に基づいて電流検出器により検出された各相の電流値を直交二相座標の直交二相電流検出値に変換して出力する第二座標変換部、指令値と直交二相電流検出値とに基づいて直交二相座標の直交二相電圧指令値を生成して出力する直交二相電圧指令生成部、および位相信号に基づいて直交二相電圧指令値を交流電圧指令値に変換して出力する第一座標変換部を備えたものである。   An electric motor control device according to the present invention is composed of a plurality of switching elements, converts a DC voltage from a DC power source and outputs an AC voltage to be supplied to the electric motor, based on a command value input from the upper control system A voltage command generation unit that generates and outputs an AC voltage command value, a gate signal generation unit that generates and outputs a gate signal for controlling on / off of the switching element of the power conversion unit based on the AC voltage command value, and flows to each phase of the motor Current detector for detecting current, first phase estimation means for estimating the magnetic pole phase of the motor by calculation under the condition that the rotational speed of the motor is not more than a predetermined set speed, and outputting it as a first phase signal, rotational speed of the motor Is a second phase estimation means for estimating the magnetic pole phase of the electric motor by calculation under a condition that is equal to or higher than the set speed, and outputting it as a second phase signal; A phase switching unit that inputs a phase signal, selects either the first phase signal or the second phase signal based on the rotation speed of the motor or information corresponding to the rotation speed, and outputs the selected phase signal as a phase signal; The command generation unit converts the current value of each phase detected by the current detector based on the phase signal into a quadrature two-phase current detection value of quadrature two-phase coordinates and outputs the second coordinate conversion unit, orthogonal to the command value A quadrature two-phase voltage command generation unit that generates and outputs a quadrature two-phase voltage command value in quadrature two-phase coordinates based on the two-phase current detection value, and an quadrature two-phase voltage command value based on the phase signal. A first coordinate conversion unit for converting to a value and outputting the value is provided.

以上のように、この発明に係る電動機制御装置における位相切換部は、比較的低速域から高速域に移行するときは、第一位相信号から第二位相信号へ、また、比較的高速域から低速域に移行するときは、第二位相信号から第一位相信号へ、それぞれ直接連続的に切り換えるので、この移行動作の過渡時に、第一、第二位相信号とは異なる位相信号を別途演算出力する必要が無く、特に移行時の制御が簡便となり、位相推定精度も良好となる。
従って、位置センサを用いることなく、従って、低コストで耐久性に優れ、電動機を停止状態から高速状態に至る広い速度範囲で、精度良く回転子の磁極位相を推定して、安定に電動機を駆動することができる電動機制御装置を得ることが出来る。
As described above, the phase switching unit in the electric motor control device according to the present invention changes from the first phase signal to the second phase signal and from the relatively high speed range to the low speed when shifting from the relatively low speed range to the high speed range. When shifting to the area, since the second phase signal is switched directly and continuously to the first phase signal, a phase signal different from the first and second phase signals is separately calculated and output during the transition operation transition. There is no need, and control at the time of transition is particularly simple, and phase estimation accuracy is also good.
Therefore, without using a position sensor, the motor is stably driven by accurately estimating the magnetic pole phase of the rotor in a wide speed range from a stopped state to a high speed state, with low cost and excellent durability. It is possible to obtain an electric motor control device that can be used.

この発明の実施の形態1による電動機制御装置の全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the electric motor control apparatus by Embodiment 1 of this invention. 図1の電力変換部10の内部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the internal structure of the power converter 10 of FIG. 図1のパルス生成部5が出力する電圧ベクトルを示す図である。It is a figure which shows the voltage vector which the pulse generation part 5 of FIG. 1 outputs. 図3の電圧ベクトルを印加したときに流れる電流波形を示す図である。It is a figure which shows the electric current waveform which flows when the voltage vector of FIG. 3 is applied. 図1のゲート切換部7の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the gate switching part 7 of FIG. 図1の位相推定部6の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the phase estimation part 6 of FIG. 図6の位相演算部17で演算される各相の電流偏差と磁極位相との関係を示す線図である。It is a diagram which shows the relationship between the electric current deviation of each phase calculated by the phase calculating part 17 of FIG. 6, and a magnetic pole phase. 図1の磁束推定器8の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the magnetic flux estimation device 8 of FIG. 図1の位相切換部9の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the phase switching part 9 of FIG. この発明の実施の形態2による電動機制御装置の位相推定部6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 phase estimation part 6 of the electric motor control apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による電動機制御装置の位相切換部9の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the phase switching part 9 of the electric motor control apparatus by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による電動機制御装置の全体構成を示す図である。直交二相電圧指令生成部1は、図1では図示されていない制御系上位から入力されるトルク指令値および後述する第二座標変換部3により直交二相座標に変換された電流情報(直交二相電流検出値)id、iqにより、直交二相電圧指令値vd*、vq*を計算し、後述する第一座標変換部2に出力する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing an overall configuration of an electric motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The quadrature two-phase voltage command generator 1 receives a torque command value input from a higher control system (not shown in FIG. 1) and current information (orthogonal two-phase coordinates) converted into quadrature two-phase coordinates by a second coordinate converter 3 described later. The quadrature two-phase voltage command values vd * and vq * are calculated from the phase current detection values id and iq, and output to the first coordinate converter 2 described later.

直交二相電圧指令生成部1では、例えば、式(1)に示す、トルク指令値から求めた直交二相電流指令値id*、iq*と直交二相電流検出値id、iqとの偏差を用いたPI制御の演算を行うことによって、直交二相電圧指令値vd*、vq*を計算することができる。   In the quadrature two-phase voltage command generation unit 1, for example, the deviation between the quadrature two-phase current command value id * and iq * obtained from the torque command value and the quadrature two-phase current detection value id and iq shown in Equation (1) is calculated. The quadrature two-phase voltage command values vd * and vq * can be calculated by calculating the PI control used.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

式(1)において、Kpは比例ゲイン、Kiは積分ゲインである。
式(1)により計算された直交二相電圧指令値vd*、vq*は、第一座標変換部2に入力され、式(2)に示す変換式により、三相交流座標系で表された三相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に変換される。
In Expression (1), Kp is a proportional gain, and Ki is an integral gain.
The quadrature two-phase voltage command values vd * and vq * calculated by the equation (1) are input to the first coordinate conversion unit 2 and expressed in the three-phase AC coordinate system by the conversion equation shown in the equation (2). It is converted into a three-phase AC voltage command value vu *, vv *, vw *.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

式(2)において、角度θは、三相交流のU相を基準の0度とし、回転子の界磁磁束の方向をd軸とした磁極位相の方向を示している。   In the equation (2), the angle θ represents the direction of the magnetic pole phase with the U-phase of the three-phase alternating current as 0 degree as a reference and the field magnetic flux direction of the rotor as the d-axis.

第一座標変換部2は、後述する位相切換部9から出力される位相信号θmに基づいて、式(2)に示す演算(θ=θm)を行い、直交二相電圧指令値vd*、vq*を三相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に変換して、駆動制御部としてのPWM制御部4に出力する。   The first coordinate conversion unit 2 performs an operation (θ = θm) shown in Expression (2) based on a phase signal θm output from the phase switching unit 9 described later, and performs quadrature two-phase voltage command values vd *, vq. * Is converted into a three-phase AC voltage command value vu *, vv *, vw * and output to the PWM control unit 4 as a drive control unit.

第二座標変換部3は、電流に関して三相交流座標系から直交二相座標系への変換を行う。即ち、第二座標変換部3は、位相信号θmに基づいて、電流検出器11、12、13で検出された、電動機、ここでは永久磁石埋込型のPMモータ14の各相に流れる三相交流電流iu、iv、iwを、式(3)に示す変換式により、直交二相電流検出値id、iqに変換して直交二相電圧指令生成部1に出力する。   The second coordinate conversion unit 3 converts the current from the three-phase AC coordinate system to the orthogonal two-phase coordinate system. That is, the second coordinate conversion unit 3 is based on the phase signal θm, and is detected by the current detectors 11, 12, and 13, and the three phases flowing in the respective phases of the motor, here, the permanent magnet embedded PM motor 14. The alternating currents iu, iv, iw are converted into quadrature two-phase current detection values id, iq by the conversion formula shown in formula (3) and output to the quadrature two-phase voltage command generation unit 1.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

なお、直交二相電圧指令生成部1と、第一座標変換部2と、第二座標変換部3とで電圧指令生成部50を構成する。   The quadrature two-phase voltage command generation unit 1, the first coordinate conversion unit 2, and the second coordinate conversion unit 3 constitute a voltage command generation unit 50.

PWM制御部4は、三相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*をPWM(パルス幅変調)処理することによって後述する電力変換部10を駆動するためのゲート信号(駆動ゲート信号)に変換し、後述するゲート切換部7に出力する。
三相交流電圧指令値のPWM処理では、一般に、三角波キャリア信号との振幅比較処理を行うことによりPWM処理する。
The PWM control unit 4 performs PWM (pulse width modulation) processing on the three-phase AC voltage command values vu *, vv *, and vw * to generate a gate signal (driving gate signal) for driving the power conversion unit 10 described later. It converts and outputs to the gate switching part 7 mentioned later.
In the PWM processing of the three-phase AC voltage command value, the PWM processing is generally performed by performing amplitude comparison processing with a triangular wave carrier signal.

なお、ここでは、駆動制御部として、PWM処理により駆動ゲート信号としてのPWMゲート信号を生成するPWM制御部としたが、例えば、PAM(パルス振幅変調)処理により駆動ゲート信号を生成するPAM制御部としてもよい。   Here, the drive control unit is a PWM control unit that generates a PWM gate signal as a drive gate signal by PWM processing. However, for example, a PAM control unit that generates a drive gate signal by PAM (pulse amplitude modulation) processing It is good.

ゲート切換部7は、後段で更に詳述するが、PWM制御部4からの駆動ゲート信号と、後述するパルス生成部5で生成される磁極位相検出ゲート信号とを切り換えゲート信号UP〜WNを電力変換部10へ出力する。
なお、PWM制御部4と、パルス生成部5と、ゲート切換部7とでゲート信号生成部51を構成する。
The gate switching unit 7 switches the drive gate signal from the PWM control unit 4 and a magnetic pole phase detection gate signal generated by the pulse generation unit 5 to be described later. Output to the converter 10.
The PWM control unit 4, the pulse generation unit 5, and the gate switching unit 7 constitute a gate signal generation unit 51.

図2は、図1の電力変換部10の内部構成を示す回路図である。ここでは、一例として、三相交流に対応した電力変換部の構成を示している。図2において、VDCは直流電源の正側であり、VGNDは直流電源の負側を表している。電力変換部10では、図に示すように、6個のスイッチング素子S1〜S6がそれぞれのアームに配置・接続され、スイッチング素子と並列に6個のダイオードが配置・接続されている。ゲート信号UP〜WNに基づき、これらのスイッチング素子S1〜S6をオンオフ制御することにより、U相、V相、W相に該当する三相交流信号を生成し、動作周波数や電圧指令値を所望の値に制御した交流信号を出力してPMモータ14を駆動する。   FIG. 2 is a circuit diagram showing an internal configuration of the power conversion unit 10 of FIG. Here, as an example, the configuration of a power converter corresponding to three-phase alternating current is shown. In FIG. 2, VDC represents the positive side of the DC power supply, and VGND represents the negative side of the DC power supply. In the power converter 10, as shown in the figure, six switching elements S1 to S6 are arranged and connected to each arm, and six diodes are arranged and connected in parallel with the switching elements. On-off control of these switching elements S1 to S6 based on the gate signals UP to WN generates a three-phase AC signal corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase, and the desired operating frequency and voltage command value are set. The PM motor 14 is driven by outputting an AC signal controlled to a value.

図1において、電力変換部10は、ゲート切換部7から入力されたゲート信号に基づいて、各スイッチング素子のスイッチング処理を行い、三相交流電圧vu、vv、vwをPMモータ14に出力する。PMモータ14は、一例として、回転子に永久磁石を用いた同期電動機を制御対象として記している。電流検出器11、12、13は、電力変換部10とPMモータ14との間に流れる三相交流電流iu、iv、iwを検出する。   In FIG. 1, the power conversion unit 10 performs switching processing of each switching element based on the gate signal input from the gate switching unit 7, and outputs three-phase AC voltages vu, vv, vw to the PM motor 14. As an example, the PM motor 14 describes a synchronous motor using a permanent magnet as a rotor as a control target. Current detectors 11, 12, and 13 detect three-phase alternating currents iu, iv, and iw that flow between power conversion unit 10 and PM motor 14.

次に、パルス生成部5により生成される磁極位相検出ゲート信号に基づき停止状態を含む比較的低速域で、磁極位相を推定する第一位相推定手段としての位相推定部6およびその位相推定方法について説明する。   Next, a phase estimation unit 6 as a first phase estimation unit for estimating a magnetic pole phase in a relatively low speed range including a stop state based on the magnetic pole phase detection gate signal generated by the pulse generation unit 5 and a phase estimation method thereof explain.

図3は、パルス生成部5からの磁極位相検出ゲート信号によってPMモータ14に出力する電圧ベクトルを示した図である。P1〜P6は、回転子の磁極位相を推定するために出力する各電圧ベクトルを表している。例えば、電圧ベクトルP1では、図2に示す電力変換部10のスイッチング素子S1、S4、S6をオンさせる。このとき、ゲート制御としては、UP、VN,WNのゲート信号をアクティブにする。電圧ベクトルP1の状態では、電流はスイッチング素子S1から、S4、S6へと流れることになる。   FIG. 3 is a diagram showing a voltage vector output to the PM motor 14 by the magnetic pole phase detection gate signal from the pulse generator 5. P1 to P6 represent each voltage vector output for estimating the magnetic pole phase of the rotor. For example, in the voltage vector P1, the switching elements S1, S4, and S6 of the power conversion unit 10 illustrated in FIG. 2 are turned on. At this time, as gate control, the UP, VN, and WN gate signals are activated. In the state of the voltage vector P1, current flows from the switching element S1 to S4 and S6.

同様に、電圧ベクトルP2では、図2に示す電力変換部10のスイッチング素子S1、S3、S6をオンさせる。このとき、ゲート制御としては、UP、VP,WNのゲート信号をアクティブにする。電圧ベクトルP2の状態では、スイッチング素子S1、S3から、S6へと流れる。電圧ベクトルP3〜P6も同様の制御動作を行い、それぞれ異なる方向に電流が流れるように制御される。   Similarly, in voltage vector P2, switching elements S1, S3, and S6 of power converter 10 shown in FIG. 2 are turned on. At this time, as gate control, the UP, VP and WN gate signals are activated. In the state of the voltage vector P2, it flows from the switching elements S1 and S3 to S6. The voltage vectors P3 to P6 perform the same control operation, and are controlled so that currents flow in different directions.

図4は、各電圧ベクトルを印加したときの電流波形を示した図である。図4中のパルス波形は、スイッチング素子に入力するパルス信号のタイミングを示しており、パルス信号がオン→オフに変化するときに各相電流はピーク値となる。また、一連のパルス信号により各相に印加される電圧のパターンはそれぞれ異なるパターンとなる。これらの6種類の電圧ベクトルを連続的に出力することにより、磁極位相による電流の流れ方の違いが表れることになる。   FIG. 4 is a diagram showing a current waveform when each voltage vector is applied. The pulse waveform in FIG. 4 indicates the timing of the pulse signal input to the switching element, and each phase current has a peak value when the pulse signal changes from on to off. Moreover, the pattern of the voltage applied to each phase by a series of pulse signals becomes a different pattern. By continuously outputting these six types of voltage vectors, a difference in current flow depending on the magnetic pole phase appears.

図4において、電圧ベクトルP1の状態では、U相には正の電流が流れ、V相とW相には、U相のほぼ半分の大きさの逆向きの電流が流れる。電圧ベクトルP1に続く電圧ベクトルP4では、U相には負の電流が流れ、V相とW相には、U相のほぼ半分の大きさの逆向きの電流が流れる。このようにして、6種類の電圧ベクトルを連続的に印加する。各々の電圧ベクトルの印加で流れる相電流iu、iv、iwを図4のように定義する。この各相電流のピーク値iu1〜iu6、iv1〜iv6、iw1〜iw6を用いることにより、回転子の磁極位相を推定することが可能となる。   In FIG. 4, in the state of the voltage vector P1, a positive current flows in the U phase, and a reverse current of approximately half the magnitude of the U phase flows in the V phase and the W phase. In the voltage vector P4 following the voltage vector P1, a negative current flows in the U phase, and a reverse current having a magnitude approximately half that of the U phase flows in the V phase and the W phase. In this way, six types of voltage vectors are continuously applied. Phase currents iu, iv, and iw that flow when each voltage vector is applied are defined as shown in FIG. By using the peak values iu1 to iu6, iv1 to iv6, and iw1 to iw6 of each phase current, it is possible to estimate the magnetic pole phase of the rotor.

パルス生成部5における電圧ベクトルの出力タイミングの管理においては、図4に示す順番で6個の電圧ベクトルを出力する。このとき、各々の電圧ベクトルの間の区間では、すべてのゲート信号をオフにし、パルス状の電流を一端ゼロに収束させる。位相推定部6での電流検出の取り込みタイミングの管理では、図4における各電流値のピーク値を取り込んで演算を行うように制御する。電圧ベクトルを出力する順番については、図4に示す順番が好ましいが、必ずしも図4に示す順番でなくても良く、一連のパルス信号により各相に印加される電圧のパターンがそれぞれ異なるパターンとなるようにすれば良い。   In managing the output timing of the voltage vectors in the pulse generation unit 5, six voltage vectors are output in the order shown in FIG. At this time, in the section between the respective voltage vectors, all the gate signals are turned off, and the pulsed current is converged to zero at one end. In the management of the current detection capturing timing in the phase estimation unit 6, control is performed so as to perform the calculation by capturing the peak value of each current value in FIG. The order shown in FIG. 4 is preferable for the order in which the voltage vectors are output. However, the order shown in FIG. 4 is not necessarily required. The pattern of the voltage applied to each phase by a series of pulse signals becomes a different pattern. You can do that.

図5は、ゲート切換部7の動作、即ち、PWM制御部4からのPWMゲート信号とパルス生成部5からの磁極位相検出ゲート信号との切り換えを行うタイミングを示す。
この発明で停止状態から予め定められた所定の設定速度までの速度範囲においては、位相推定部6が磁極位相推定の動作を担うが、この位相推定部6が動作する期間では、ゲート切換部7により、PWM制御部4からのPWMゲート信号とパルス生成部5からの磁極位相検出ゲート信号とを時分割により予め定められた所定の周期で交互に出力する。
FIG. 5 shows the operation of the gate switching unit 7, that is, the timing for switching between the PWM gate signal from the PWM control unit 4 and the magnetic pole phase detection gate signal from the pulse generation unit 5.
In the present invention, in the speed range from the stop state to a predetermined set speed set in advance, the phase estimation unit 6 is responsible for the magnetic pole phase estimation operation. During the period in which the phase estimation unit 6 operates, the gate switching unit 7 Thus, the PWM gate signal from the PWM control unit 4 and the magnetic pole phase detection gate signal from the pulse generation unit 5 are alternately output at a predetermined cycle determined in advance by time division.

その結果、PWMゲート信号を出力するPWM区間では、トルク指令値に基づいた電圧指令を出力して、指令値どおりのトルクを出力するように制御し、磁極位相検出ゲート信号を出力する磁極位相検出区間では、トルク出力を一時停止して、磁極位相検出のためのパルス出力を行い、磁極位相を推定する。
磁極位相検出区間は、出力するパルスのパルス幅にもよるが、PWM区間に比べてできるだけ短い期間が好ましい。例えば、PWM区間が15ms程度で、磁極位相検出区間において出力するパルスの繰り返し周期が数百μs程度、磁極位相検出区間全体が5ms程度である。
As a result, in the PWM section in which the PWM gate signal is output, the voltage command based on the torque command value is output, the torque is output according to the command value, and the magnetic pole phase detection outputs the magnetic pole phase detection gate signal. In the section, the torque output is temporarily stopped, the pulse output for detecting the magnetic pole phase is performed, and the magnetic pole phase is estimated.
The magnetic pole phase detection interval is preferably as short as possible compared to the PWM interval, although it depends on the pulse width of the output pulse. For example, the PWM interval is about 15 ms, the repetition period of pulses output in the magnetic pole phase detection interval is about several hundred μs, and the entire magnetic pole phase detection interval is about 5 ms.

位相推定部6は、図3に示した各電圧ベクトルにより発生したパルス電流のピーク値を取り込んで回転子の磁極位相を推定する。
図6は、位相推定部6の内部構成を示すブロック図である。図6において、入力端子15には、図1における電流検出器11、12、13で検出された各相の電流値iu、iv、iwが入力される。入力端子16には、パルス生成部5からのタイミング管理信号が入力される。
The phase estimation unit 6 takes in the peak value of the pulse current generated by each voltage vector shown in FIG. 3 and estimates the magnetic pole phase of the rotor.
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the phase estimation unit 6. In FIG. 6, current values iu, iv, iw of the respective phases detected by the current detectors 11, 12, 13 in FIG. 1 are input to the input terminal 15. A timing management signal from the pulse generator 5 is input to the input terminal 16.

位相演算部17は、出力する電圧ベクトルのゲート信号に同期して電流のピーク値を取り込み演算により磁極位相θpを推定して出力する。以下、位相演算部17における磁極位相θpの計算方法についてその一例を説明する。   The phase calculation unit 17 takes in the peak value of the current in synchronization with the gate signal of the voltage vector to be output, and estimates and outputs the magnetic pole phase θp by calculation. Hereinafter, an example of the calculation method of the magnetic pole phase θp in the phase calculation unit 17 will be described.

先ず、パルス電流のピーク値iu1〜iu6、iv1〜iv6、iw1〜iw6を用いて、式(4)により、電流偏差ΔxU、ΔxV、ΔxWを求める。   First, current deviations ΔxU, ΔxV, and ΔxW are obtained by Equation (4) using peak values iu1 to iu6, iv1 to iv6, and iw1 to iw6 of the pulse current.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、電流偏差ΔxU、ΔxV、ΔxWは、U相、V相、W相の各方向に印加した電圧ベクトルにおいて、180度逆向きに印加した場合との電流偏差を示している。
3種類の電流偏差ΔxU、ΔxV、ΔxWを用いて磁極位相を推定することが可能である。例えば、回転子のd軸が、U相と同じ方向(θ=0度)を向いているとき、永久磁石の磁石磁束と電機子電流が作る磁束とが同じ方向となるので、磁気飽和を起こし易い状態となる、その結果、大きな電機子電流を流すことによって磁気飽和の状態が発生すれば、ΔxUは0度で最大値を示す。
Here, current deviations ΔxU, ΔxV, and ΔxW indicate current deviations when the voltage vectors are applied in the U-phase, V-phase, and W-phase directions in the reverse direction of 180 degrees.
The magnetic pole phase can be estimated using three types of current deviations ΔxU, ΔxV, and ΔxW. For example, when the rotor d-axis is oriented in the same direction as the U phase (θ = 0 degree), the magnetic flux of the permanent magnet and the magnetic flux generated by the armature current are in the same direction, causing magnetic saturation. As a result, if a state of magnetic saturation occurs by flowing a large armature current, ΔxU shows a maximum value at 0 degrees.

一方、回転子のd軸が、U相と反対の方向(θ=180度)を向いているときは、逆に最も磁気飽和を起こしにくい状態であり、ΔxUは最小値を示すことになる。その結果、図3に示したP1〜P6の電圧ベクトルを印加すると、電流偏差ΔxU、ΔxV、ΔxWは、回転子の磁極位相に従って、図7に示すような、120度の位相差を有する正弦波形の特性を示す。この特性を用いることにより、この電流偏差ΔxU、ΔxV、ΔxWの値から磁極位相θpを推定することができる。   On the other hand, when the d-axis of the rotor faces the direction opposite to the U phase (θ = 180 degrees), on the other hand, it is in a state where magnetic saturation is hardly caused, and ΔxU indicates a minimum value. As a result, when the voltage vectors P1 to P6 shown in FIG. 3 are applied, the current deviations ΔxU, ΔxV, and ΔxW are sinusoidal waveforms having a phase difference of 120 degrees as shown in FIG. 7 according to the magnetic pole phase of the rotor. The characteristics of By using this characteristic, the magnetic pole phase θp can be estimated from the values of the current deviations ΔxU, ΔxV, ΔxW.

以上説明したように、磁極位相検出ゲート信号に基づくP1〜P6の電圧ベクトルの大きさとパルス幅は、これら電圧ベクトルがPMモータ14に印加されたとき、その鉄心の一部に磁気飽和が発生する条件、即ち、磁気特性に非線形性が現れる条件の値に設定する。この条件を満たすとき、この非線形性に基づいて磁極位相を推定することができる。   As described above, the magnitudes and pulse widths of the voltage vectors P1 to P6 based on the magnetic pole phase detection gate signal cause magnetic saturation in a part of the iron core when these voltage vectors are applied to the PM motor 14. The condition, that is, the condition value where nonlinearity appears in the magnetic characteristics is set. When this condition is satisfied, the magnetic pole phase can be estimated based on this nonlinearity.

演算は先ず、位相が120度ずれているU相、V相,W相の三相の電流偏差ΔxU、ΔxV、ΔxWを、式(5)により、直交する二相座標系のα軸、β軸上の電流偏差Δxα、Δxβ値に変換する。   In the calculation, first, the three-phase current deviations ΔxU, ΔxV, ΔxW of the U phase, the V phase, and the W phase, which are 120 degrees out of phase, are expressed by the equation (5) as the α axis and β axis of the orthogonal two-phase coordinate system. The current deviations Δxα and Δxβ above are converted.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

このとき、α軸はU相と同じ向きにとった座標軸であり、β軸はα軸と直交する座標軸である。
式(5)から、電流偏差が示す位相θptは、式(6)で計算することが出来る。
At this time, the α axis is a coordinate axis taken in the same direction as the U phase, and the β axis is a coordinate axis orthogonal to the α axis.
From the equation (5), the phase θpt indicated by the current deviation can be calculated by the equation (6).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、Δxα、Δxβの正負の符号による0〜2πまでの区間を考慮し、式(7)により、条件判定すれば、0〜2πの全位相領域において回転子の磁極位相θpを推定することが出来る。   Here, considering the interval from 0 to 2π with the positive and negative signs of Δxα and Δxβ, the condition of the magnetic pole phase θp of the rotor can be estimated in the entire phase region from 0 to 2π if the condition is determined according to Equation (7). I can do it.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

位相演算部17は、上記のとおり、回転子の磁極位相θpを求めるが、この磁極位相θpを検出するための電圧ベクトルは、数百μs間隔など一定周期ごとに印加され、一連の磁極位相検出のためのパルス電圧群は数ms間隔など一定周期ごとに印加されるので、先の図5下段に示すように、磁極位相θpも、同様に同じ一定周期ごとに計算されることになる。従って、磁極位相θpを用いて、PMモータ14を駆動するためには連続的な位相信号θsに変換する必要がある。   As described above, the phase calculation unit 17 obtains the magnetic pole phase θp of the rotor, and the voltage vector for detecting the magnetic pole phase θp is applied at regular intervals such as intervals of several hundred μs to detect a series of magnetic pole phases. Since the pulse voltage group for applying is applied at regular intervals such as intervals of several ms, as shown in the lower part of FIG. 5, the magnetic pole phase θp is similarly calculated at the same regular cycles. Therefore, in order to drive the PM motor 14 using the magnetic pole phase θp, it is necessary to convert it into a continuous phase signal θs.

図6において、速度演算部18は、間欠的に検出される位相信号θpを用いて回転速度ωを計算する。回転速度ωは、磁極位相θpを微分演算することにより求めることができる。計算された回転速度ωは、ノイズ等を除去するための低域通過フィルタ(LPF)19に入力される。   In FIG. 6, the speed calculator 18 calculates the rotational speed ω using the phase signal θp detected intermittently. The rotational speed ω can be obtained by differentiating the magnetic pole phase θp. The calculated rotation speed ω is input to a low-pass filter (LPF) 19 for removing noise and the like.

LPF19の出力(第一速度信号)ωsは、出力端子24から出力されるとともに速度補正部20に入力される。速度補正部20では、式(8)により、後段の積分演算部21で位相に変換するための補正速度ωs’を求める。   The output (first speed signal) ωs of the LPF 19 is output from the output terminal 24 and input to the speed correction unit 20. In the speed correction unit 20, a correction speed ωs ′ for conversion into a phase is obtained by the subsequent integration calculation unit 21 using Expression (8).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、Δωsは、加速度情報で、ここでは、磁極位相検出区間毎に演算される回転速度ωの単位時間当たりの変化量として計算する。また、Tsは、一定時間、例えば、電圧指令値の更新周期や電流検出器11〜13で電流瞬時値を検出する周期等が該当するサンプリング周期を採用する。   Here, Δωs is acceleration information, and is calculated here as the amount of change per unit time of the rotational speed ω calculated for each magnetic pole phase detection section. Ts adopts a sampling period corresponding to a certain period of time, for example, an update period of the voltage command value, a period in which the current detectors 11 to 13 detect the current instantaneous value, and the like.

なお、この事例では、加速度情報Δωsは、以上のように、LPF19から入力される回転速度ωsの単位時間当たりの変化量から求めたが、この方法以外に、例えば、直交二相電圧指令生成部1に入力されているトルク指令値Trefに基づき、式(9)により計算することも可能である。   In this case, the acceleration information Δωs is obtained from the amount of change per unit time of the rotational speed ωs input from the LPF 19 as described above, but other than this method, for example, a quadrature two-phase voltage command generation unit Based on the torque command value Tref input to 1, it is also possible to calculate using the equation (9).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、αは、PMモータ14を含む回転系全体の慣性モーメントに依存する係数で、この係数αにトルク指令値Trefを乗算することで、PWM区間における速度の変化分である加速度情報Δωsを推定することが出来る。   Here, α is a coefficient depending on the moment of inertia of the entire rotating system including the PM motor 14, and by multiplying the coefficient α by the torque command value Tref, the acceleration information Δωs, which is a change in speed in the PWM section, is obtained. Can be estimated.

速度補正部20の出力ωs’は、積分演算部21に入力される。積分演算部21は、補正速度ωs’を積分して補正磁極位相θiを出力する。切換処理部22は、位相演算部17の出力する磁極位相θpと、積分演算部21の出力する補正磁極位相θiとを切り換え、第一位相信号θsとして出力端子23から出力する。   The output ωs ′ of the speed correction unit 20 is input to the integration calculation unit 21. The integration calculation unit 21 integrates the correction speed ωs ′ and outputs the correction magnetic pole phase θi. The switching processing unit 22 switches between the magnetic pole phase θp output from the phase calculation unit 17 and the corrected magnetic pole phase θi output from the integration calculation unit 21, and outputs the first phase signal θs from the output terminal 23.

即ち、切換処理部22は、先の図5下段に示すように、磁極位相検出区間で磁極位相が演算された検出時点では位相演算部17で演算された磁極位相θpを選択し、該検出時点を除く時点では補正磁極位相θiを選択し第一位相信号θsとして出力する。   That is, as shown in the lower part of FIG. 5, the switching processing unit 22 selects the magnetic pole phase θp calculated by the phase calculating unit 17 at the detection time point when the magnetic pole phase is calculated in the magnetic pole phase detection section, and the detection time point At the time point excluding, the correction magnetic pole phase θi is selected and output as the first phase signal θs.

以上のように、PMモータ14の駆動中、位相演算部17からの磁極位相θpが得られないPWM区間で動作している期間では、補正速度ωs’を積分加算した補正磁極位相θiを出力することにより、連続的な位相信号θsが得られる。
この補正により、数十ミリ秒の間、磁極位置検出を行わなくとも安定にPMモータ14を駆動制御することができる。
As described above, during the period in which the PM motor 14 is being driven and during the PWM period in which the magnetic pole phase θp cannot be obtained from the phase calculation unit 17, the corrected magnetic pole phase θi obtained by integrating and adding the correction speed ωs ′ is output. As a result, a continuous phase signal θs is obtained.
With this correction, the PM motor 14 can be stably driven and controlled without detecting the magnetic pole position for several tens of milliseconds.

ここで、PMモータ14が停止している状態においても、図4に示すパルス電流のピーク値iu1〜iu6、iv1〜iv6、iw1〜iw6を検出することができるため、磁極位相を推定することが可能である。また、PMモータ14が停止している状態では、間欠的に検出された位相信号θpが常に同じ値となり、速度演算部18では回転速度ωは0と演算されることになる。   Here, since the peak values iu1 to iu6, iv1 to iv6, and iw1 to iw6 of the pulse current shown in FIG. 4 can be detected even when the PM motor 14 is stopped, the magnetic pole phase can be estimated. Is possible. Further, when the PM motor 14 is stopped, the phase signal θp detected intermittently always has the same value, and the rotation speed ω is calculated as 0 by the speed calculation unit 18.

なお、図1の制御構成に示したブロックの外部に速度を検出する速度センサを備えているときには、速度演算部18を省略して、外部から入力される速度情報を速度補正部20に入力し、積分演算部21から補正磁極位相θiを求めることも可能である。   When a speed sensor for detecting speed is provided outside the block shown in the control configuration of FIG. 1, the speed calculation unit 18 is omitted and speed information input from the outside is input to the speed correction unit 20. It is also possible to obtain the corrected magnetic pole phase θi from the integral calculation unit 21.

更に、以上の形態例では、PMモータとして三相の同期電動機を例にとって説明したが、本発明は、三相以上の多相の同期電動機にも適用できる。以下の実施の形態においても同様である。
三相の同期電動機の場合は、60度ずつ6種類のパルスで位相検出可能であるが、6相の電動機の場合は、各相が60度の位相差を持つため、本発明に記したような同様のパルスで30度ずつ位相の異なる複数種の電圧ベクトルを印加して磁極位相が検出可能となる。このように本発明は、三相以上の多相の同期電動機にも適用できる。
Furthermore, in the above embodiment, a three-phase synchronous motor has been described as an example of the PM motor. However, the present invention can also be applied to a three-phase or more multi-phase synchronous motor. The same applies to the following embodiments.
In the case of a three-phase synchronous motor, the phase can be detected with six types of pulses at 60 degrees, but in the case of a six-phase motor, each phase has a phase difference of 60 degrees, so that it is described in the present invention. The magnetic pole phase can be detected by applying a plurality of voltage vectors having different phases by 30 degrees with the same pulse. Thus, the present invention can also be applied to a multiphase synchronous motor having three or more phases.

但し、PMモータ14の回転速度が上昇し、磁極位相検出のための電圧ベクトル印加時間の間に磁極位相の変化分が無視できなくなる速度(上述した所定の設定速度が該当)に達すると、もはや信頼性の高い磁極位相が得られないので、PMモータの磁気飽和特性に基づいて磁極位相を推定する位相推定部6に替わって、後述する第二位相推定手段としての磁束推定器8により、回転に伴う誘起電圧を利用して磁極位相を推定する。   However, when the rotational speed of the PM motor 14 increases and reaches a speed at which the change in the magnetic pole phase cannot be ignored during the voltage vector application time for detecting the magnetic pole phase (corresponding to the predetermined set speed described above), Since a highly reliable magnetic pole phase cannot be obtained, a magnetic flux estimator 8 serving as a second phase estimating means, which will be described later, is used instead of the phase estimator 6 that estimates the magnetic pole phase based on the magnetic saturation characteristics of the PM motor. The magnetic pole phase is estimated using the induced voltage associated with.

このため、ゲート切換部7は、それまでPWMゲート信号と磁極位相検出ゲート信号とを時分割で出力していた動作に替わって、PWM制御部4からのPWMゲート信号のみを常に出力し続ける。   For this reason, the gate switching unit 7 always outputs only the PWM gate signal from the PWM control unit 4 instead of the operation in which the PWM gate signal and the magnetic pole phase detection gate signal have been output in a time division manner.

図8は、磁束推定器8の内部構成を示すブロック図である。既述したとおり、この磁束推定器8は回転に伴う誘起電圧を利用して磁極位相を推定するもので、先の特許文献2で紹介されているものと基本的に同様であるが、以下、本発明での適用例に則してその構成動作の概略について説明する。   FIG. 8 is a block diagram showing the internal configuration of the magnetic flux estimator 8. As described above, the magnetic flux estimator 8 estimates the magnetic pole phase using an induced voltage accompanying rotation, and is basically the same as that introduced in the above-mentioned Patent Document 2, An outline of the configuration operation will be described according to an application example of the present invention.

図8において、第三座標変換部27は、入力端子25に入力された電圧指令値vu*、vv*、vw*を位相推定部38の出力する推定位相θ0を用いて静止二軸上であるα−β軸上の電圧指令ベクトルvαs*、vβs*に変換する。
第四座標変換部28は、入力端子26に入力された電流検出値iu、iv、iwを位相推定部38の出力する推定位相θ0を用いてα−β軸上の電流ベクトルiαs、iβsに変換する。ここで、PMモータの電機子抵抗をR、電機子インダクタンスをL、推定速度をωr0とし、行列A、B、C1、C2、Hを式(10)のように定義する。
In FIG. 8, the third coordinate conversion unit 27 is on two stationary axes using the estimated phase θ0 output from the phase estimation unit 38 by using the voltage command values vu *, vv *, and vw * input to the input terminal 25. The voltage command vectors vαs * and vβs * on the α-β axis are converted.
The fourth coordinate conversion unit 28 converts the current detection values iu, iv, iw input to the input terminal 26 into current vectors iαs, iβs on the α-β axis using the estimated phase θ0 output from the phase estimation unit 38. To do. Here, the armature resistance of the PM motor is R, the armature inductance is L, the estimated speed is ωr0, and the matrices A, B, C1, C2, and H are defined as in Expression (10).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、行列Hのh11、h12、h21、h22、h31、h32、h41、h42の値は、回転速度に応じて各増幅ゲインの値を変更するよう制御する。
ゲイン行列演算器30は、行列Bに電圧指令ベクトル(vαs*、vβs*)Tを乗算した結果を出力する。なお、Tは転置行列を表す。加減算器29は、電流ベクトルiαs、iβsと後述する推定電流iαs0、iβs0とを図8に示した符号に従って加減算して電流偏差ベクトル(eα、eβ)Tを出力する。ゲイン行列演算器31は、電流偏差ベクトル(eα、eβ)Tに行列Hを乗算した結果を増幅偏差ベクトル(e1、e2、e3、e4)Tとして出力する。加減算器32は、ゲイン行列演算器30の出力とゲイン行列演算器31の出力と後述するゲイン行列演算器33の出力とを図8に示した符号に従って加減算したベクトルを出力する。
Here, the values of h11, h12, h21, h22, h31, h32, h41, and h42 of the matrix H are controlled to change the value of each amplification gain according to the rotation speed.
The gain matrix calculator 30 outputs a result obtained by multiplying the matrix B by the voltage command vector (vαs *, vβs *) T. T represents a transposed matrix. The adder / subtractor 29 adds and subtracts current vectors iαs and iβs and estimated currents iαs0 and iβs0 described later according to the sign shown in FIG. 8 to output a current deviation vector (eα, eβ) T. The gain matrix calculator 31 outputs a result obtained by multiplying the current deviation vector (eα, eβ) T by the matrix H as an amplified deviation vector (e1, e2, e3, e4) T. The adder / subtracter 32 outputs a vector obtained by adding / subtracting the output of the gain matrix calculator 30, the output of the gain matrix calculator 31 and the output of a gain matrix calculator 33 described later according to the sign shown in FIG.

積分器34は、加減算器32が出力するベクトルを要素毎に積分し、α−β軸上の推定電機子反作用ベクトルpαs0、pβs0、およびα−β軸上の推定磁束ベクトルpαr0、pβr0を、ベクトル(pαs0、pβs0、pαr0、pβr0)Tとして出力する。ゲイン行列演算器33は、推定速度ωr0に基づいて式(10)の行列Aを得るとともに、この行列Aにベクトル(pαs0、pβs0、pαr0、pβr0)Tを乗算した結果を出力する。   The integrator 34 integrates the vector output from the adder / subtractor 32 element by element, and calculates the estimated armature reaction vectors pαs0 and pβs0 on the α-β axis and the estimated magnetic flux vectors pαr0 and pβr0 on the α-β axis as vectors. (Pαs0, pβs0, pαr0, pβr0) is output as T. The gain matrix calculator 33 obtains the matrix A of Expression (10) based on the estimated speed ωr0, and outputs the result of multiplying the matrix A by the vector (pαs0, pβs0, pαr0, pβr0) T.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

この一連の演算では、積分器34の入力が、式(11)の各行列の右辺に相当するようになっている。また、式(11)の左辺はベクトル(pαs0、pβs0、pαr0、pβr0)Tの微分であり、積分器34の入力でもあるから、積分器34の出力はベクトル(pαs0、pβs0、pαr0、pβr0)Tとなる。   In this series of operations, the input of the integrator 34 corresponds to the right side of each matrix of the equation (11). Further, since the left side of the equation (11) is a differentiation of the vector (pαs0, pβs0, pαr0, pβr0) T and is also an input of the integrator 34, the output of the integrator 34 is a vector (pαs0, pβs0, pαr0, pβr0). T.

以上のように、α−β軸上の電圧指令ベクトル(vαs*、vβs*)Tおよび増幅偏差ベクトル(e1、e2、e3、e4)Tが与えられれば、α−β軸上の推定電機子反作用ベクトルpαs0、pβs0、およびα−β軸上の推定磁束ベクトルpαr0、pβr0を得ることができる。   As described above, if the voltage command vector (vαs *, vβs *) T on the α-β axis and the amplified deviation vector (e1, e2, e3, e4) T are given, the estimated armature on the α-β axis Reaction vectors pαs0 and pβs0 and estimated magnetic flux vectors pαr0 and pβr0 on the α-β axis can be obtained.

速度推定部35は、入力される推定磁束ベクトル(pαr0、pβr0)Tと電流偏差ベクトル(eα、eβ)Tとに基づいて式(12)式の演算を行い、推定速度(第二速度信号)ωr0を出力する。   The speed estimator 35 calculates the formula (12) based on the input estimated magnetic flux vector (pαr0, pβr0) T and the current deviation vector (eα, eβ) T, and estimates the speed (second speed signal). ωr0 is output.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、sはラプラス演算子(微分演算子)、kpは比例ゲイン、kiは積分ゲインである。   Here, s is a Laplace operator (differential operator), kp is a proportional gain, and ki is an integral gain.

ゲイン行列演算器36は、式(13)の行列演算を行い、推定電流(iαs0、iβs0)Tを出力する。また、ゲイン行列演算器37は、式(14)の行列演算を行い、推定磁束ベクトル(pαr0、pβr0)Tを出力する。   The gain matrix calculator 36 performs matrix calculation of Expression (13) and outputs estimated currents (iαs0, iβs0) T. The gain matrix calculator 37 performs a matrix calculation of Expression (14) and outputs an estimated magnetic flux vector (pαr0, pβr0) T.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

位相推定部38は、入力される推定磁束ベクトル(pαr0、pβr0)Tに基づいて式(15)の演算を行い、推定位相(第二位相信号)θ0を出力する。   The phase estimation unit 38 performs the calculation of Expression (15) based on the input estimated magnetic flux vector (pαr0, pβr0) T, and outputs the estimated phase (second phase signal) θ0.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

以上のように、磁束推定器8は、PMモータ14の推定位相θ0と推定速度ωr0を演算して出力する。
なお、式(12)に示したPI演算における初期値として、位相推定部6で計算した推定速度ωsを設定すると、切り換え後、磁束推定器8の動作が収束・安定するまでの時間が短縮される。
また、位相推定方法としては、単純に推定速度ωr0を積分して求めることが可能であり、このとき位相推定部6で求めた位相θsを初期値として入力し、推定速度ωr0を積分加算していく。
As described above, the magnetic flux estimator 8 calculates and outputs the estimated phase θ0 and the estimated speed ωr0 of the PM motor 14.
If the estimated speed ωs calculated by the phase estimator 6 is set as the initial value in the PI calculation shown in Expression (12), the time until the operation of the magnetic flux estimator 8 converges and stabilizes after switching is shortened. The
As a phase estimation method, the estimated speed ωr0 can be simply obtained by integration. At this time, the phase θs obtained by the phase estimation unit 6 is input as an initial value, and the estimated speed ωr0 is integrated and added. Go.

また、磁束推定器8は、式(16)に示す電動機の電圧方程式に基づいて速度を推定することも可能である。   The magnetic flux estimator 8 can also estimate the speed based on the voltage equation of the electric motor shown in the equation (16).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

位相切換部9は、位相推定部6からの推定速度(第一速度信号)ωsまたは磁束推定器8からの推定速度(第二速度信号)ωr0に基づき、位相推定部6の出力する推定位相(第一位相信号)θsと磁束推定器8の出力する推定位相(第二位相信号)θ0とを切り換えて位相信号θmを出力する。次に、推定位相θsと推定位相θ0の切り換え方法について説明する。   Based on the estimated speed (first speed signal) ωs from the phase estimator 6 or the estimated speed (second speed signal) ωr0 from the magnetic flux estimator 8, the phase switching unit 9 outputs the estimated phase ( The phase signal θm is output by switching between the first phase signal θs and the estimated phase (second phase signal) θ0 output from the magnetic flux estimator 8. Next, a method for switching between the estimated phase θs and the estimated phase θ0 will be described.

図9は、位相推定部6による位相推定動作から磁束推定器8による位相推定動作へ切り換えるときのタイミングを表した図である。この場合、位相推定部6による推定速度ωsが既述した所定の設定速度に到達すると、その到達時点に基づき、切り換え前の最終の磁極位相検出区間で推定位相θpが得られた(A)点で、ゲート切換部7は、PWMゲート信号のみを出力する動作に移行してPWM区間に入る。この(A)点のタイミングで、磁束推定器8に初期値として推定速度ωsを与えて動作させた後、予め定められた所定の設定時間(磁束推定器動作区間)が経過し磁束推定器8の動作が安定した(B)点のタイミングで、制御に用いる位相信号θmを、推定位相θsから推定位相θ0に切り換える。   FIG. 9 is a diagram illustrating the timing when switching from the phase estimation operation by the phase estimation unit 6 to the phase estimation operation by the magnetic flux estimator 8. In this case, when the estimated speed ωs by the phase estimation unit 6 reaches the predetermined set speed described above, the estimated phase θp is obtained in the final magnetic pole phase detection section before switching based on the arrival time (A) point Thus, the gate switching unit 7 shifts to an operation of outputting only the PWM gate signal and enters the PWM section. At the timing of the point (A), after the magnetic flux estimator 8 is operated with an estimated speed ωs as an initial value, a predetermined set time (magnetic flux estimator operation section) elapses and the magnetic flux estimator 8 The phase signal θm used for the control is switched from the estimated phase θs to the estimated phase θ0 at the timing of the point (B) when the operation is stable.

先の図6で説明したように、位相推定部6は、連続した推定位相θsを出力しており、かつ、磁束推定器8が演算動作を立ち上げその動作が安定し精度の高い推定位相θ0が得られた段階で、θsを直接θ0に切り換えるので、特に移行時の制御が簡便となり、従来の特許文献3で説明したような不具合は発生せず、位相推定精度も良好となり安定にPMモータを駆動制御することが出来る。
この磁束推定器動作区間中は新たな磁極位相推定が行われないので、PMモータが脱調しないよう数十ms程度の時間に留める必要がある。
As described above with reference to FIG. 6, the phase estimation unit 6 outputs the continuous estimated phase θs, and the magnetic flux estimator 8 starts up the calculation operation, and the operation is stabilized and the estimated phase θ0 is highly accurate. In this stage, θs is directly switched to θ0, so that the control at the time of transition is particularly simple, the problem described in the conventional patent document 3 does not occur, the phase estimation accuracy is good, and the PM motor is stable. Can be controlled.
Since no new magnetic pole phase estimation is performed during this magnetic flux estimator operation period, it is necessary to keep the time of about several tens of milliseconds so that the PM motor does not step out.

なお、図9の(A)点において磁束推定器8の動作を開始する時の初期値として、(C)点における出力電圧指令値vu*、vv*、vw*や検出電流値iu、iv、iwを設定することも可能であり、これらの両方あるいは一方を磁束推定器8の入力の初期値として与えることにより、磁束推定器8の動作を早急に安定させ、磁束推定器動作区間を短縮させることが出来る。   As an initial value when the operation of the magnetic flux estimator 8 is started at the point (A) in FIG. 9, the output voltage command values vu *, vv *, vw * and the detected current values iu, iv, It is also possible to set iw, and by providing both or one of them as an initial value of the input of the magnetic flux estimator 8, the operation of the magnetic flux estimator 8 is quickly stabilized and the magnetic flux estimator operation section is shortened. I can do it.

位相切換部9により、位相推定部6の出力する推定位相θsと磁束推定器8の出力する推定位相θ0とを切り換える場合、前者θsから後者θ0に切り換えるときは、位相推定部6の出力する推定速度ωsを基準に、後者θ0から前者θsに切り換えるときは、磁束推定器8の出力する推定速度ωr0を基準に行うのが一般的であるが、これらを、直流交流変換動作における変調率、例えば、式(17)で算出する変調率mを基準に切り換えることも可能である。   When the phase switching unit 9 switches between the estimated phase θs output from the phase estimation unit 6 and the estimated phase θ0 output from the magnetic flux estimator 8, when switching from the former θs to the latter θ0, the estimation output from the phase estimation unit 6 When switching from the latter θ0 to the former θs with the speed ωs as a reference, it is common to use the estimated speed ωr0 output from the magnetic flux estimator 8 as a reference. It is also possible to switch based on the modulation factor m calculated by equation (17).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

ここで、vd*、vq*は、直交二相電圧指令値、vdcは、電力変換部10の直流電源の電圧である。   Here, vd * and vq * are quadrature two-phase voltage command values, and vdc is the voltage of the DC power supply of the power conversion unit 10.

なお、磁束推定器8の出力する推定位相θ0から位相推定部6の出力する推定位相θsに切り換える場合、位相推定部6は、磁束推定器8のように、特にその出力が安定するまでの時間を確保する必要がないので、所定の設定速度に達したときに瞬時に切り換えてよい。   When switching from the estimated phase θ0 output from the magnetic flux estimator 8 to the estimated phase θs output from the phase estimation unit 6, the phase estimation unit 6 takes time until the output is stabilized, as in the magnetic flux estimator 8. Since it is not necessary to ensure the above, it may be switched instantaneously when a predetermined set speed is reached.

以上のように、この発明の実施の形態1に係る電動機制御装置においては、比較的低速域で磁極位相を推定して推定位相θsを出力する位相推定部6と比較的高速域で磁極位相を推定して推定位相θ0を出力する磁束推定器8とを備え、所定の設定速度で推定位相θsから推定位相θ0に、または、推定位相θ0から推定位相θsに直接切り換えるようにしたので、位置センサを用いることなく、従って、低コストで耐久性に優れ、電動機を停止状態から高速状態に至る広い速度範囲で、精度良く回転子の磁極位相を推定して、安定に電動機を駆動制御することが出来る。   As described above, in the motor control device according to Embodiment 1 of the present invention, the phase estimation unit 6 that estimates the magnetic pole phase in the relatively low speed range and outputs the estimated phase θs and the magnetic pole phase in the relatively high speed range. And a magnetic flux estimator 8 that estimates and outputs the estimated phase θ0, and directly switches from the estimated phase θs to the estimated phase θ0 or from the estimated phase θ0 to the estimated phase θs at a predetermined setting speed. Therefore, the motor can be stably controlled by accurately estimating the magnetic pole phase of the rotor in a wide speed range from the stopped state to the high speed state at low cost with excellent durability. I can do it.

実施の形態2.
図10は、この発明の実施の形態2による電動機制御装置の位相推定部6の構成を示すブロック図である。実施の形態2に係る電動機制御装置は、実施の形態1とは異なり、位相推定部6における位相演算方法として、磁気飽和特性を利用して磁極位相を推定する機能に加えて、電動機に突極性の特性がある、即ち、磁極位相に依存したインダクタンス特性を有するときにはその特性を利用して回転子の磁極位相を推定し、より少ない電流で磁極位相を推定可能な構成としたものである。
後者の磁極位相の推定では、後述するように、磁気飽和特性を利用する必要が無く、従って、印加する電圧ベクトルの大きさ・パルス幅を小さくして流れる電流を低減することが出来る。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of phase estimating unit 6 of the motor control device according to Embodiment 2 of the present invention. Unlike the first embodiment, the motor control device according to the second embodiment has a saliency applied to the motor in addition to the function of estimating the magnetic pole phase using the magnetic saturation characteristics as a phase calculation method in the phase estimation unit 6. In other words, the magnetic pole phase of the rotor is estimated using the characteristic when the magnetic field has an inductance characteristic depending on the magnetic pole phase, and the magnetic pole phase can be estimated with a smaller current.
In the latter estimation of the magnetic pole phase, as will be described later, it is not necessary to use the magnetic saturation characteristic. Therefore, the magnitude of the applied voltage vector and the pulse width can be reduced to reduce the flowing current.

図10は、実施の形態1と同様、位相推定部6のブロック構成を示しており、図6と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付して個々の説明は適宜省略するものとする。図6と異なるのは、図6の位相演算部(ここでは、第一位相演算部と呼称)17に加えて、第二位相演算部41を備えた点であり、以下、この部分を中心に説明する。   FIG. 10 shows the block configuration of the phase estimation unit 6 as in the first embodiment. The same or corresponding parts as those in FIG. . 6 is different from FIG. 6 in that a second phase calculation unit 41 is provided in addition to the phase calculation unit 17 (referred to herein as the first phase calculation unit) 17 in FIG. explain.

図10において、第二位相演算部41には、PMモータ14に流れる各相の電流iu,iv,iw、およびタイミング信号が入力されるとともに、第一位相演算部17から磁極位相の初期値θpと積分演算部21からの補正磁極位相θiが入力される。入力された電流値iu,iv,iwを用いて、磁極位相θp’の推定演算を行う。   In FIG. 10, currents iu, iv, iw and timing signals of the respective phases flowing through the PM motor 14 are input to the second phase calculation unit 41, and the initial value θp of the magnetic pole phase is input from the first phase calculation unit 17. And the correction magnetic pole phase θi from the integration calculation unit 21 is input. The magnetic field phase θp ′ is estimated using the input current values iu, iv, iw.

このとき、第一位相演算部17において、各電圧ベクトルにより発生したパルス電流のピーク値を用いて回転子の磁極位相を推定するところは実施の形態1と同様であるが、第二位相演算部41における磁極位相の計算方法が実施の形態1と異なる。   At this time, the first phase calculation unit 17 estimates the magnetic pole phase of the rotor using the peak value of the pulse current generated by each voltage vector, as in the first embodiment, but the second phase calculation unit The calculation method of the magnetic pole phase at 41 is different from that of the first embodiment.

第一位相演算部17の推定演算では、PMモータ14に印加される電圧ベクトルが鉄心の一部に磁気飽和を発生させるような大きさ・パルス幅の第一磁極位相検出ゲート信号がパルス生成部5から出力されるが、第二位相演算部41の推定演算では、磁気飽和を発生させる必要が無いので第一磁極位相検出ゲート信号の小さい大きさ・パルス幅の第二磁極位相検出ゲート信号がパルス生成部5から出力される。   In the estimation calculation of the first phase calculation unit 17, the first magnetic pole phase detection gate signal having such a magnitude and pulse width that the voltage vector applied to the PM motor 14 generates magnetic saturation in a part of the iron core is the pulse generation unit. However, in the estimation calculation of the second phase calculation unit 41, since there is no need to generate magnetic saturation, the second magnetic pole phase detection gate signal having a small magnitude and pulse width of the first magnetic pole phase detection gate signal is obtained. Output from the pulse generator 5.

以下、第二位相演算部41が行う位相推定方法の一例を説明する。先ず、第二磁極位相検出ゲート信号によって流れるパルス電流のピーク値iu1〜iu6、iv1〜iv6、iw1〜iw6を用いて以下の式(18)により、電流絶対値の平均値ΔxU’、ΔxV’、ΔxW’を求める。   Hereinafter, an example of the phase estimation method performed by the second phase calculation unit 41 will be described. First, average values ΔxU ′, ΔxV ′ of current absolute values are obtained by the following equation (18) using the peak values iu1 to iu6, iv1 to iv6, and iw1 to iw6 of the pulse currents flowing by the second magnetic pole phase detection gate signal ΔxW ′ is obtained.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

電流絶対平均値ΔxU’、ΔxV’、ΔxW’は、U相、V相、W相の各方向に印加した電圧ベクトルによって発生した電流について、さらに各相での180度逆向きに印加した場合との電流平均値を示している。3種類の電流絶対平均値ΔxU’、ΔxV’、ΔxW’を用いて磁極位相を推定することができる。   The absolute current average values ΔxU ′, ΔxV ′, and ΔxW ′ are obtained when the current generated by the voltage vector applied in each direction of the U phase, the V phase, and the W phase is further applied in the opposite direction by 180 degrees in each phase. The current average value is shown. The magnetic pole phase can be estimated using the three types of absolute current average values ΔxU ′, ΔxV ′, and ΔxW ′.

突極性の特性を有する電動機では、回転子の磁極位相に応じて、インダクタンスの違いが発生し、同じ電圧を印加したとしても流れる電機子電流の大きさに差が表れる。例えば、回転子のd軸が、U相と同じ方向(θ=0度)を向いているとき、あるいは、回転子のd軸が、U相と90度進んだ(あるいは遅れた)方向(θ=90度)を向いているときでは、インダクタンスが異なり、その結果、図3に示したP1〜P6の電圧ベクトルを印加すると、電流絶対平均値ΔxU’、ΔxV’、ΔxW’は、回転子の磁極位相に従って、120度の位相差を有する正弦波形の特性を示すことがある。   In an electric motor having saliency characteristics, a difference in inductance occurs according to the magnetic pole phase of the rotor, and a difference appears in the magnitude of the armature current that flows even when the same voltage is applied. For example, when the rotor d-axis is oriented in the same direction as the U-phase (θ = 0 degrees), or the rotor d-axis is advanced (or delayed) 90 degrees from the U-phase (θ = 90 degrees), the inductance is different. As a result, when the voltage vectors P1 to P6 shown in FIG. 3 are applied, the absolute current average values ΔxU ′, ΔxV ′, ΔxW ′ A sinusoidal characteristic having a phase difference of 120 degrees may be exhibited according to the magnetic pole phase.

この磁極位相に依存したインダクタンス特性を用いることにより、電流絶対平均値ΔxU’、ΔxV’、ΔxW’の値から磁極位相を推定することができる。
このとき印加する電圧ベクトルの大きさ・パルス幅は、磁気特性に非線形性が現れる条件ではなく、磁気特性に非線形性が現れる条件よりも小さい大きさ・パルス幅であっても良い。
By using the inductance characteristics depending on the magnetic pole phase, the magnetic pole phase can be estimated from the values of the absolute current average values ΔxU ′, ΔxV ′, and ΔxW ′.
The magnitude and pulse width of the voltage vector applied at this time are not conditions under which nonlinearity appears in the magnetic characteristics, but may be smaller in magnitude and pulse width than conditions under which nonlinearity appears in the magnetic characteristics.

しかし、磁極位相に従ったインダクタンスの差はπ[rad](180度)周期で表れる。そのため、0〜π[rad]およびπ〜2π[rad]の区間を区別する方策が必要となる。
その方策について記すと、先ず、位相が120度離れているU相、V相,W相の三相交流軸上の電流絶対平均値ΔxU’、ΔxV’、ΔxW’を、式(19)により、直交する二相座標系のα軸、β軸上の値Δxα’、Δxβ’に変換する。
However, the difference in inductance according to the magnetic pole phase appears in a cycle of π [rad] (180 degrees). For this reason, a method for distinguishing between 0 to π [rad] and π to 2π [rad] is necessary.
When describing the measure, first, absolute average values ΔxU ′, ΔxV ′, ΔxW ′ on the three-phase AC axes of the U phase, the V phase, and the W phase, which are 120 degrees apart, are expressed by the equation (19). The values are converted into values Δxα ′ and Δxβ ′ on the α axis and β axis of the orthogonal two-phase coordinate system.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

式(19)に基づき、θppを式(20)で定義する。   Based on equation (19), θpp is defined by equation (20).

Figure 2015149875
Figure 2015149875

そして、符号を考慮し、第二位相演算部41が演算出力する磁極位相をθp’とすると、磁極位相θp’は、θppを使って式(21)により求めることが出来る。   Then, taking the sign into consideration and assuming that the magnetic pole phase calculated and output by the second phase calculation unit 41 is θp ′, the magnetic pole phase θp ′ can be obtained by the equation (21) using θpp.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

以上のように、式(21)により、0〜π[rad]の領域における回転子の磁極位相θppを計算することができる。   As described above, the magnetic pole phase θpp of the rotor in the region of 0 to π [rad] can be calculated by the equation (21).

先に述べたとおり、本実施の形態2では、更に、0〜π[rad]およびπ〜2π[rad]の位相を区別する手段が必要となる。
そのため、第一位相演算部17において検出した磁極位相θpを利用する。本実施の形態2では、印加した電圧ベクトルから、2つの方法で磁極位相の演算を行い、第一位相演算部17で演算した磁極位相θpは、第二位相演算部41の初期値として与える。
As described above, the second embodiment further requires means for distinguishing the phases of 0 to π [rad] and π to 2π [rad].
For this reason, the magnetic pole phase θp detected by the first phase calculator 17 is used. In the second embodiment, the magnetic pole phase is calculated from the applied voltage vector by two methods, and the magnetic pole phase θp calculated by the first phase calculating unit 17 is given as an initial value of the second phase calculating unit 41.

例えば、PMモータ14の回転子が停止している初期状態で、1回目の位相演算動作を行い、第一位相演算部17は第一磁極位相演算値θpを、第二位相演算部41は第二磁極位相演算値θp’を得る。そして、両演算値θpとθp’とが一致するように、演算値θpを使って演算値θp’を補正する。   For example, in the initial state where the rotor of the PM motor 14 is stopped, the first phase calculation operation is performed, the first phase calculation unit 17 sets the first magnetic pole phase calculation value θp, and the second phase calculation unit 41 sets the first phase calculation operation. A two-pole phase calculation value θp ′ is obtained. Then, the calculated value θp ′ is corrected using the calculated value θp so that the two calculated values θp and θp ′ match.

具体的には、演算値θp’にπ[rad]加算することにより演算値θpに近づくか否かを判定する。判定が前者、即ち、「近づく」であれば、θp’+π≒θpと想定されるので、第二位相演算部41は、内部で得た演算値θp’にπを加算した値θp’+πを位相信号θp’として切換処理部22に出力する。
また、上記判定が後者、即ち「否(遠のく)」であれば、θp’≒θpと想定されるので、第二位相演算部41は、内部で得た演算値θp’をそのまま位相信号θp’として切換処理部22に出力する。
Specifically, it is determined whether or not the calculated value θp is approached by adding π [rad] to the calculated value θp ′. If the determination is the former, that is, “approaching”, it is assumed that θp ′ + π≈θp. Therefore, the second phase calculation unit 41 sets a value θp ′ + π obtained by adding π to the internally calculated value θp ′. The phase signal θp ′ is output to the switching processing unit 22.
If the determination is the latter, that is, “No (distant)”, it is assumed that θp′≈θp. Therefore, the second phase calculation unit 41 uses the calculated value θp ′ obtained internally as it is as the phase signal θp ′. Is output to the switching processing unit 22 as follows.

以上のように、位相推定部6は、上記した、最初の位相演算の結果に基づく補正処理を施すことで得られる磁極位相θp’とこのθp’に基づきPWM区間に出力するための補正磁極位相θiとを切換処理部22で切り換えて第一位相信号θsとして出力する動作を継続する。   As described above, the phase estimation unit 6 has the magnetic pole phase θp ′ obtained by performing the correction processing based on the result of the first phase calculation described above, and the corrected magnetic pole phase for outputting to the PWM section based on this θp ′. The operation of switching θi by the switching processing unit 22 and outputting it as the first phase signal θs is continued.

なお、この場合、演算値θp’とθiとの偏差が異常に大きくならないよう、この偏差を監視し、式(22)により必要な修正を行うのが望ましい。   In this case, it is desirable to monitor this deviation and make the necessary corrections using equation (22) so that the deviation between the calculated values θp ′ and θi does not become abnormally large.

Figure 2015149875
Figure 2015149875

即ち、突極性によるインダクタンスの変化は、磁極位相の2π[rad]周期ではなく、π[rad]の周期で現れる。従って、何らの処理も施さないと、位相信号の推定誤差がπ[rad]を越え制御に大きな支障を来す可能性がある。そこで、第一位相演算部17により、磁気飽和現象を利用して算出された演算値θpで較正した後、第二位相演算部41により算出する第一位相信号θsがπ[rad]以上ずれないようにする訳である。   That is, the change in inductance due to the saliency appears not in the 2π [rad] period of the magnetic pole phase but in the period of π [rad]. Therefore, if no processing is performed, the estimation error of the phase signal may exceed π [rad], and there is a possibility that control will be hindered. Therefore, the first phase signal θs calculated by the second phase calculator 41 does not deviate by π [rad] or more after being calibrated by the first phase calculator 17 with the calculated value θp calculated using the magnetic saturation phenomenon. That is why.

なお、式(18)に示すピーク電流の計算では、2つの電流値の絶対平均値を用いずに、ひとつの電流絶対値で計算しても同様の効果が得られる。   In the calculation of the peak current shown in Expression (18), the same effect can be obtained even if the calculation is performed with one absolute current value without using the absolute average value of the two current values.

以上のように、この発明の実施の形態2に係る電動機制御装置の位相推定部6においては、PMモータ14の磁気飽和特性を利用して磁極位相を推定する第一位相演算部17と突極性を利用して磁極位相を推定する第二位相演算部41とを備え、最初に、両演算部からの演算値により演算値の補正を行った後は、第二位相演算部41の演算値に基づき第一位相信号θsを出力するようにしたので、PMモータ14に印加する電圧ベクトルの大きさ・パルス幅をより小さいものとして、従って、より少ない電流で磁極位相の推定演算が可能となる。   As described above, in the phase estimation unit 6 of the electric motor control device according to the second embodiment of the present invention, the first phase calculation unit 17 that estimates the magnetic pole phase using the magnetic saturation characteristics of the PM motor 14 and the saliency And the second phase calculation unit 41 for estimating the magnetic pole phase. After the correction of the calculation value by the calculation values from the two calculation units, the calculation value of the second phase calculation unit 41 is Since the first phase signal θs is output based on this, the magnitude and pulse width of the voltage vector applied to the PM motor 14 are made smaller, so that the magnetic pole phase can be estimated with less current.

実施の形態3.
図11は、この発明の実施の形態3による電動機制御装置の位相切換部9による切り換え動作のタイミングを表した図である。
実施の形態3による電動機制御装置は、実施の形態1とは異なり、位相切換部9における切換方法として、位相推定部6の出力する第一位相信号θsから磁束推定器8が出力する第二位相信号θ0に切り換えるときに、PWM区間として駆動用の電流が流れている状態で磁束推定器8の動作を開始して、一定時間経過後に制御に用いる位相信号θmを、磁束推定器8が出力する第二位相信号θ0に切り換える。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 11 is a diagram showing the timing of the switching operation by phase switching unit 9 of the motor control device according to Embodiment 3 of the present invention.
Unlike the first embodiment, the motor control device according to the third embodiment is the second phase output from the magnetic flux estimator 8 from the first phase signal θs output from the phase estimation unit 6 as the switching method in the phase switching unit 9. When switching to the signal θ0, the operation of the magnetic flux estimator 8 is started in a state where a driving current is flowing as a PWM section, and the magnetic flux estimator 8 outputs a phase signal θm used for control after a predetermined time has elapsed. Switch to the second phase signal θ0.

更に具体的に、図11を参照して説明する。位相推定部6による推定速度ωsが既述した所定の設定速度に到達すると、その到達時点に基づき、切り換え前の最終の磁極位相検出区間で推定位相θpが得られた(A)点で、ゲート切換部7は、PWMゲート信号のみを出力する動作に移行してPWM区間に入る。そして、この(A)点から(D)点までの予め定められた所定の第一設定時間PWMゲート信号に基づく駆動動作を続けた後、(D)点のタイミングでの駆動状態の出力電圧指令値vu*、vv*、vw*、および検出電流値iu、iv、iwや推定速度ωsを初期値に設定して磁束推定器8を動作させた後、予め定められた所定の第二設定時間(磁束推定器動作区間)が経過し磁束推定器8の動作が安定した(E)点のタイミングで、制御に用いる位相信号θmを、推定位相θsから推定位相θ0に切り換える。   More specific description will be given with reference to FIG. When the estimated speed ωs by the phase estimator 6 reaches the predetermined set speed described above, the estimated phase θp is obtained at the point (A) where the estimated phase θp is obtained in the last magnetic pole phase detection section before switching based on the arrival time. The switching unit 7 shifts to an operation of outputting only the PWM gate signal and enters the PWM section. Then, after continuing the driving operation based on the predetermined first set time PWM gate signal from the point (A) to the point (D), the output voltage command of the driving state at the timing of the point (D) After setting the values vu *, vv *, vw * and the detected current values iu, iv, iw and the estimated speed ωs to the initial values and operating the magnetic flux estimator 8, a predetermined second set time set in advance The phase signal θm used for control is switched from the estimated phase θs to the estimated phase θ0 at the timing of (E) when the operation of the magnetic flux estimator 8 is stabilized after the passage of the magnetic flux estimator operation section.

この場合、PMモータ14の駆動動作が一定量進んだ状態から磁束推定器8の動作が開始されるので、(D)点から(E)点に至る磁束推定器動作区間が、実施の形態1の場合より短縮することが出来る。   In this case, since the operation of the magnetic flux estimator 8 is started from a state in which the drive operation of the PM motor 14 has advanced by a certain amount, the magnetic flux estimator operation section from the point (D) to the point (E) is the first embodiment. It can be shortened than the case of.

以上のように、この発明の実施の形態3に係る電動機制御装置の位相切換部9においては、第一設定時間PWMゲート信号に基づく駆動動作を続けた後、磁束推定器8の動作を開始し、その後、第二設定時間(磁束推定器動作区間)が経過したタイミングで、制御に用いる位相信号θmを、推定位相θsから推定位相θ0に切り換えるようにしたので、動作を安定させるために確保する磁束推定器動作区間を短縮することが出来る。   As described above, in the phase switching unit 9 of the motor control device according to the third embodiment of the present invention, after continuing the driving operation based on the first set time PWM gate signal, the operation of the magnetic flux estimator 8 is started. Thereafter, the phase signal θm used for control is switched from the estimated phase θs to the estimated phase θ0 at the timing when the second set time (the magnetic flux estimator operation section) has elapsed, so that it is ensured to stabilize the operation. The magnetic flux estimator operation section can be shortened.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.

1 直交二相電圧指令生成部、2 第一座標変換部、3 第二座標変換部、
4 PWM制御部、5 パルス生成部、6 位相推定部、7 ゲート切換部、
8 磁束推定器、9 位相切換部、10 電力変換部、11〜13 電流検出器、
14 PMモータ、17 (第一)位相演算部、18 速度演算部、20 速度補正部、21 積分演算部、22 切換処理部、41 第二位相演算部、50 電圧指令生成部、51 ゲート信号生成部。
1 quadrature two-phase voltage command generator, 2 first coordinate converter, 3 second coordinate converter,
4 PWM control unit, 5 pulse generation unit, 6 phase estimation unit, 7 gate switching unit,
8 magnetic flux estimator, 9 phase switching unit, 10 power conversion unit, 11-13 current detector,
14 PM motor, 17 (first) phase calculation unit, 18 speed calculation unit, 20 speed correction unit, 21 integral calculation unit, 22 switching processing unit, 41 second phase calculation unit, 50 voltage command generation unit, 51 gate signal generation Department.

Claims (13)

複数のスイッチング素子から構成され直流電源からの直流電圧を変換して電動機に供給する交流電圧を出力する電力変換部、制御系上位から入力される指令値に基づき交流電圧指令値を生成して出力する電圧指令生成部、前記交流電圧指令値に基づき前記電力変換部のスイッチング素子をオンオフ制御するゲート信号を生成して出力するゲート信号生成部、前記電動機の各相に流れる電流を検出する電流検出器、前記電動機の回転速度が予め定められた設定速度以下の条件下で前記電動機の磁極位相を演算により推定し第一位相信号として出力する第一位相推定手段、前記電動機の回転速度が前記設定速度以上の条件下で前記電動機の磁極位相を演算により推定し第二位相信号として出力する第二位相推定手段、および前記第一位相信号と前記第二位相信号とを入力し、前記電動機の回転速度または該回転速度に相当する情報に基づき前記第一位相信号または前記第二位相信号のいずれか一方を選択して位相信号として出力する位相切換部を備え、
前記電圧指令生成部は、前記位相信号に基づいて前記電流検出器により検出された前記各相の電流値を直交二相座標の直交二相電流検出値に変換して出力する第二座標変換部、前記指令値と前記直交二相電流検出値とに基づいて直交二相座標の直交二相電圧指令値を生成して出力する直交二相電圧指令生成部、および前記位相信号に基づいて前記直交二相電圧指令値を前記交流電圧指令値に変換して出力する第一座標変換部を備えた電動機制御装置。
A power converter that consists of multiple switching elements that converts the DC voltage from the DC power supply and outputs the AC voltage supplied to the motor. Generates and outputs an AC voltage command value based on the command value input from the upper control system. A voltage command generator for generating, a gate signal generator for generating and outputting a gate signal for controlling on / off of the switching element of the power converter based on the AC voltage command value, and a current detection for detecting a current flowing in each phase of the motor A first phase estimating means for estimating the magnetic pole phase of the motor by calculation under a condition that the rotational speed of the motor is equal to or lower than a predetermined set speed and outputting it as a first phase signal, and the rotational speed of the motor is the set Second phase estimation means for estimating a magnetic pole phase of the motor by calculation under a condition equal to or higher than a speed and outputting the second phase signal as a second phase signal; Phase switching for inputting a second phase signal and selecting either the first phase signal or the second phase signal based on the rotation speed of the motor or information corresponding to the rotation speed and outputting it as a phase signal Part
The voltage command generation unit converts a current value of each phase detected by the current detector based on the phase signal into a quadrature two-phase current detection value of a quadrature two-phase coordinate and outputs the second coordinate conversion unit A quadrature two-phase voltage command generation unit that generates and outputs a quadrature two-phase voltage command value of quadrature two-phase coordinates based on the command value and the quadrature two-phase current detection value; and the quadrature based on the phase signal An electric motor control device including a first coordinate conversion unit that converts a two-phase voltage command value into the AC voltage command value and outputs the same.
前記ゲート信号生成部は、前記電圧指令生成部により生成された前記交流電圧指令値に基づき前記電動機を駆動するため前記スイッチング素子をオンオフ制御するゲート信号を生成し駆動ゲート信号として出力する駆動制御部、前記第一位相推定手段により前記電動機の磁極位相を推定する目的で前記電動機に一連の電圧パルスを印加するため前記スイッチング素子をオンオフ制御するゲート信号を生成し磁極位相検出ゲート信号として出力するパルス生成部、および前記駆動ゲート信号と前記磁極位相検出ゲート信号とを入力し、前記第一位相推定手段が動作する期間では、時分割で予め定められた周期で駆動区間と磁極位相検出区間とを交互に設定し、前記駆動区間では前記駆動ゲート信号を前記磁極位相検出区間では前記磁極位相検出ゲート信号をそれぞれ出力し、前記第二位相推定手段が動作する期間では、前記駆動ゲート信号のみを出力するゲート切換部を備え、
前記第一位相推定手段は、前記磁極位相検出ゲート信号に基づき前記電動機に一連の電圧パルスを印加したとき前記電流検出器で検出される前記各相の電流値により前記電動機の磁極位相を演算し前記第一位相信号として出力することを特徴とする請求項1記載の電動機制御装置。
The gate signal generation unit generates a gate signal for controlling on / off of the switching element to drive the electric motor based on the AC voltage command value generated by the voltage command generation unit, and outputs the gate signal as a drive gate signal A pulse for generating a gate signal for controlling on / off of the switching element for applying a series of voltage pulses to the electric motor for the purpose of estimating the magnetic pole phase of the electric motor by the first phase estimating means and outputting it as a magnetic pole phase detection gate signal In the period in which the generator, the drive gate signal and the magnetic pole phase detection gate signal are input and the first phase estimation means operates, the drive section and the magnetic pole phase detection section are divided at a predetermined period by time division. Set alternately, the drive gate signal in the drive section and the magnetic pole phase detection in the magnetic pole phase detection section Over preparative signals respectively output, in the second period in which the phase estimation means is operated, a gate switching unit to output only the driving gate signals,
The first phase estimating means calculates a magnetic pole phase of the electric motor based on a current value of each phase detected by the current detector when a series of voltage pulses are applied to the electric motor based on the magnetic pole phase detection gate signal. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device outputs the first phase signal.
前記パルス生成部は、前記磁極位相検出ゲート信号として、該磁極位相検出ゲート信号に基づく電圧パルスが前記電動機に印加されたとき前記電動機の鉄心の一部に磁気飽和が発生する大きさ・パルス幅のものを生成し、
前記第一位相推定手段は、前記磁極位相検出ゲート信号に基づき前記電動機に一連の電圧パルスを印加したとき前記電流検出器で検出される前記各相の電流値により前記電動機の磁極位相を演算し前記第一位相信号として出力することを特徴とする請求項2記載の電動機制御装置。
The pulse generator is configured to generate a magnetic saturation in a part of the iron core of the motor when a voltage pulse based on the magnetic pole phase detection gate signal is applied to the motor as the magnetic pole phase detection gate signal. Produces
The first phase estimating means calculates a magnetic pole phase of the electric motor based on a current value of each phase detected by the current detector when a series of voltage pulses are applied to the electric motor based on the magnetic pole phase detection gate signal. The motor control device according to claim 2, wherein the motor control device outputs the first phase signal.
前記電動機が、磁極位相に依存したインダクタンス特性を有する場合、
前記パルス生成部は、前記磁極位相検出ゲート信号として、該磁極位相検出ゲート信号に基づく電圧パルスが前記電動機に印加されたとき、それぞれ前記電動機の鉄心の一部に磁気飽和が発生する大きさ・パルス幅の第一磁極位相検出ゲート信号と、前記電動機の鉄心に磁気飽和が発生しない大きさ・パルス幅の第二磁極位相検出ゲート信号とを生成し、
前記第一位相推定手段は、前記第一磁極位相検出ゲート信号に基づき前記電動機に一連の電圧パルスを印加したとき前記電流検出器で検出される前記各相の電流値により前記電動機の磁極位相を演算する第一位相演算部と、前記第二磁極位相検出ゲート信号に基づき前記電動機に一連の電圧パルスを印加したとき前記電流検出器で検出される前記各相の電流値により前記電動機の磁極位相を演算し、該演算値を前記第一位相演算部による演算値に基づいて補正した磁極位相を前記第一位相信号として出力する第二位相演算部とを備えたことを特徴とする請求項2記載の電動機制御装置。
When the motor has an inductance characteristic depending on the magnetic pole phase,
The pulse generator is configured to generate a magnetic saturation in a part of the iron core of the motor when a voltage pulse based on the magnetic pole phase detection gate signal is applied to the motor as the magnetic pole phase detection gate signal. A first magnetic pole phase detection gate signal having a pulse width and a second magnetic pole phase detection gate signal having a magnitude and a pulse width that do not cause magnetic saturation in the iron core of the motor,
The first phase estimation means determines the magnetic pole phase of the electric motor based on the current value of each phase detected by the current detector when a series of voltage pulses are applied to the electric motor based on the first magnetic pole phase detection gate signal. A first phase calculation unit for calculating, and a magnetic pole phase of the motor based on a current value of each phase detected by the current detector when a series of voltage pulses are applied to the motor based on the second magnetic pole phase detection gate signal And a second phase calculation unit that outputs a magnetic pole phase obtained by correcting the calculation value based on a calculation value by the first phase calculation unit as the first phase signal. The motor control device described.
前記電動機が停止した状態で、それぞれ前記第一位相演算部および前記第二位相演算部により第一磁極位相演算値および第二磁極位相演算値を求める1回目の位相演算動作を行い、前記第二位相演算部は、前記1回目の位相演算動作で得られた前記第二磁極位相演算値にπ(rad)加算することにより該加算した第二磁極位相演算値が前記第一磁極位相演算値に近づくか否かを判定し、それぞれ、前者の場合は、前記第二磁極位相演算値にπ(rad)加算し、後者の場合は、前記第二磁極位相演算値をそのまま採用する前記補正を行った磁極位相を前記第一位相信号として出力することを特徴とする請求項4記載の電動機制御装置。 With the electric motor stopped, the first phase calculation unit and the second phase calculation unit respectively perform a first phase calculation operation to obtain a first magnetic pole phase calculation value and a second magnetic pole phase calculation value, The phase calculation unit adds π (rad) to the second magnetic pole phase calculation value obtained in the first phase calculation operation, so that the added second magnetic pole phase calculation value becomes the first magnetic pole phase calculation value. In the former case, π (rad) is added to the second magnetic pole phase calculation value, and in the latter case, the correction is performed to adopt the second magnetic pole phase calculation value as it is. The motor control device according to claim 4, wherein the magnetic pole phase is output as the first phase signal. 前記第一位相推定手段は、前記磁極位相検出ゲート信号または前記第二磁極位相検出ゲート信号を出力する前記磁極位相検出区間毎に演算される磁極位相から前記電動機の回転速度を演算する速度演算部、前記電動機の加速度情報に基づき前記駆動ゲート信号を出力する前記駆動区間において前記速度演算部で演算した回転速度を補正して補正速度を出力する速度補正部、前記補正速度を積分して補正磁極位相を出力する積分演算部、および前記磁極位相検出区間で磁極位相が演算された検出時点では該演算された磁極位相を選択し、前記検出時点を除く時点では前記補正磁極位相を選択し前記第一位相信号として出力する切換処理部を備えたことを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の電動機制御装置。 The first phase estimator calculates a rotation speed of the electric motor from a magnetic pole phase calculated for each magnetic pole phase detection section that outputs the magnetic pole phase detection gate signal or the second magnetic pole phase detection gate signal. A speed correction unit that outputs a correction speed by correcting the rotation speed calculated by the speed calculation unit in the drive section that outputs the drive gate signal based on the acceleration information of the motor; a correction magnetic pole that integrates the correction speed and corrects the magnetic pole An integral calculation unit for outputting a phase, and the calculated magnetic pole phase is selected at a detection time point when the magnetic pole phase is calculated in the magnetic pole phase detection section, and the corrected magnetic pole phase is selected at a time point other than the detection time point 6. The motor control device according to claim 2, further comprising a switching processing unit that outputs the signal as a single phase signal. 前記電動機の加速度情報は、前記磁極位相検出区間毎に演算される前記電動機の回転速度の単位時間当たりの変化量としたことを特徴とする請求項6記載の電動機制御装置。 The motor control device according to claim 6, wherein the acceleration information of the motor is a change amount per unit time of the rotation speed of the motor calculated for each magnetic pole phase detection section. 前記指令値としてトルク指令値が入力される場合、前記電動機の加速度情報は、前記電動機を含む回転系全体の慣性モーメントに依存する係数と前記トルク指令値との乗算値としたことを特徴とする請求項6記載の電動機制御装置。 When a torque command value is input as the command value, the acceleration information of the electric motor is a product of a coefficient dependent on the moment of inertia of the entire rotating system including the electric motor and the torque command value. The motor control device according to claim 6. 前記第二位相推定手段は、前記駆動ゲート信号に基づき前記電動機に前記交流電圧指令値による交流電圧を印加したとき前記交流電圧指令値と前記電流検出器で検出される前記各相の電流値とにより前記電動機の磁極位相を演算し前記第二位相信号として出力することを特徴とする請求項2から請求項8のいずれか1項に記載の電動機制御装置。 The second phase estimating means is configured to apply the AC voltage command value and the current value of each phase detected by the current detector when an AC voltage based on the AC voltage command value is applied to the electric motor based on the drive gate signal. 9. The motor control device according to claim 2, wherein the magnetic pole phase of the motor is calculated and output as the second phase signal. 前記第一位相推定手段は、前記第一位相信号とともに第一速度信号を演算して出力するものとし、前記第二位相推定手段は、前記第二位相信号とともに第二速度信号を演算して出力するものとし、前記位相切換部は、前記第一位相信号から前記第二位相信号への切り換えは、前記第一速度信号が前記設定速度以上となる時点に基づき、前記第二位相信号から前記第一位相信号への切り換えは、前記第二速度信号が前記設定速度以下となる時点に基づき行うことを特徴とする請求項9記載の電動機制御装置。 The first phase estimating means calculates and outputs a first speed signal together with the first phase signal, and the second phase estimating means calculates and outputs a second speed signal together with the second phase signal. The phase switching unit switches from the first phase signal to the second phase signal based on a point in time when the first speed signal becomes equal to or higher than the set speed. The motor control device according to claim 9, wherein the switching to the one-phase signal is performed based on a time point when the second speed signal becomes equal to or lower than the set speed. 前記回転速度に相当する情報として、直流交流変換動作における変調率を前記直流電圧と前記直交二相電圧指令値とから演算し、前記位相切換部は、前記第一位相信号と前記第二位相信号との切り換えを、前記変調率に基づき行うことを特徴とする請求項9記載の電動機制御装置。 As information corresponding to the rotation speed, a modulation factor in a DC / AC conversion operation is calculated from the DC voltage and the quadrature two-phase voltage command value, and the phase switching unit includes the first phase signal and the second phase signal. The motor control device according to claim 9, wherein the switching is performed based on the modulation rate. 前記第一位相信号から前記第二位相信号に切り換える場合、前記第二位相推定手段は、切り換え前の前記磁極位相検出区間の終了時点で動作を開始し、前記位相切換部は、前記第二位相推定手段が前記動作を開始した後予め定められた設定時間の経過後、出力する前記位相信号を前記第一位相信号から前記第二位相信号に切り換えることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の電動機制御装置。 When switching from the first phase signal to the second phase signal, the second phase estimation means starts operation at the end of the magnetic pole phase detection section before switching, and the phase switching unit 12. The phase signal to be output is switched from the first phase signal to the second phase signal after elapse of a predetermined set time after the estimation means starts the operation. The electric motor control device according to any one of the above. 前記第一位相信号から前記第二位相信号に切り換える場合、前記第二位相推定手段は、切り換え前の前記磁極位相検出区間の終了時点から予め定められた第一設定時間の経過後動作を開始し、前記位相切換部は、前記第二位相推定手段が前記動作を開始した後予め定められた第二設定時間の経過後、出力する前記位相信号を前記第一位相信号から前記第二位相信号に切り換えることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の電動機制御装置。 When switching from the first phase signal to the second phase signal, the second phase estimation means starts operation after the elapse of a predetermined first set time from the end point of the magnetic pole phase detection section before switching. The phase switching unit changes the phase signal to be output from the first phase signal to the second phase signal after elapse of a predetermined second set time after the second phase estimation means starts the operation. The motor control device according to claim 9, wherein the motor control device is switched.
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