JP2016149822A - スイッチトリラクタンスモータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各相巻線のうち、指令電圧の算出対象となる1つの巻線を自相巻線とし、残余の巻線を他相巻線とする。制御装置は、自相巻線の自己インダクタンスと、自相巻線及び他相巻線の間の相互インダクタンスとのそれぞれが、各相巻線のそれぞれに流れる電流全てに依存するモータのモデルに基づいて、各相電流Ia,Ib,Icを指令電流Ia*,Ib*,Ic*にフィードバック制御するための指令電圧Va*,Vb*,Vc*を算出する。制御装置は、算出した指令電圧Va*,Vb*,Vc*に基づいて、電力変換回路を操作する。
【選択図】 図4
Description
以下、本発明にかかる制御装置を、車載主機としての全節巻スイッチトリラクタンスモータに適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電流フィードバック制御に代えて、SRMの制御量を鎖交磁束とする磁束フィードバック制御を行う。
以下、第3実施形態について、上記第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、電気角速度ωが高い領域において、干渉電圧の算出手法を変更する。以下、A相を例にして説明する。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (11)
- 互いに磁気結合可能な複数の巻線(22A,22B,22C)を有するスイッチトリラクタンスモータと、
前記複数の巻線のそれぞれに電圧を印加する電圧印加手段(20)と、を備えるモータ制御システムに適用され、
前記巻線に流れる電流又は前記巻線と鎖交する磁束を制御量とし、前記複数の巻線のそれぞれの前記制御量をその指令値に制御すべく、前記複数の巻線のそれぞれに印加する指令電圧を算出する指令電圧算出手段(35A〜35C,52A〜52C)と、
前記指令電圧算出手段によって算出された前記指令電圧に基づいて、前記複数の巻線のそれぞれに電圧を印加すべく前記電圧印加手段を操作する操作手段と、を備え、
前記複数の巻線のうち、前記指令電圧の算出対象とする1つの巻線を自相巻線とし、残余の巻線を他相巻線とし、
前記指令電圧算出手段は、前記自相巻線の自己インダクタンスと、前記自相巻線及び前記他相巻線の間の相互インダクタンスとのそれぞれが、前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流全てに依存する前記モータのモデルに基づいて、前記指令電圧を算出することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記モータ制御システムには、前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出手段(42A,42B,42C)が備えられ、
前記複数の巻線のそれぞれについて、前記電流検出手段によって検出された前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流に基づいて、前記自己インダクタンスと前記相互インダクタンスとを含む干渉電圧であって、前記自相巻線及び前記他相巻線の間の磁気結合によって前記自相巻線に生じる干渉電圧を算出する干渉電圧算出手段(36A〜36C;53A〜53C)と、
前記複数の巻線のそれぞれについて、前記指令電圧算出手段によって算出された前記指令電圧を、前記干渉電圧算出手段によって算出された前記干渉電圧で補償する電圧補償手段(37A〜37C;54A〜54C)と、をさらに備え、
前記操作手段は、前記電圧補償手段によって補償された前記指令電圧を前記複数の巻線のそれぞれに印加すべく、前記電圧印加手段を操作する請求項1記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流と関係付けられた前記巻線の鎖交磁束に関する情報、又は前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流と関係付けられた前記巻線の鎖交磁束を前記巻線に流れる電流で偏微分した値に関する情報を含む磁束情報が予め記憶されている記憶手段をさらに備え、
前記干渉電圧算出手段は、前記記憶手段に記憶されている前記磁束情報に基づいて、前記干渉電圧を算出する請求項2に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記磁束情報は、前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流と、前記モータの電気角とを独立変数として数式化された前記鎖交磁束の情報を含み、
前記干渉電圧算出手段は、前記数式化された鎖交磁束を前記巻線に流れる電流で偏微分してかつ、前記数式化された鎖交磁束を前記電気角で偏微分し、前記偏微分した各値に基づいて、前記干渉電圧を算出する請求項3記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記制御量は、前記巻線に流れる電流であり、
前記干渉電圧は、絶対値が前記巻線の抵抗に比例する項と、絶対値が前記モータの電気角速度に比例する項とを含み、
前記干渉電圧算出手段は、前記電気角速度が所定角速度を超えていることを条件として、前記巻線の抵抗に比例する項を除外して前記干渉電圧を算出する請求項2〜4のいずれか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記モータ制御システムには、前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流を検出する電流検出手段(42A,42B,42C)が備えられ、
前記指令電圧算出手段は、前記複数の巻線のそれぞれについて、前記制御量を前記指令値にフィードバック制御する操作量として前記指令電圧を算出する制御器を構成し、
前記電流検出手段によって検出された前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流に基づいて、前記フィードバック制御で用いられるフィードバックゲインであって、前記自己インダクタンスと前記相互インダクタンスとを含むフィードバックゲインを算出するゲイン算出手段(35A〜35C;52A〜52C)をさらに備える請求項1〜5のいずれか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記モデルは、前記巻線の印加電圧を入力とし、前記制御量を出力とするものであり、
前記フィードバックゲインは、伝達関数で表された前記モデルの極と、伝達関数で表された前記制御器の零点とを相殺する値として設定されている請求項6に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流と関係付けられた前記巻線の鎖交磁束に関する情報、又は前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流と関係付けられた前記巻線の鎖交磁束を前記巻線に流れる電流で偏微分した値に関する情報を含む磁束情報が予め記憶されている記憶手段をさらに備え、
前記ゲイン算出手段は、前記記憶手段に記憶されている前記磁束情報に基づいて、前記フィードバックゲインを算出する請求項6又は7に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記磁束情報は、前記複数の巻線のそれぞれに流れる電流と、前記モータの電気角とを独立変数として数式化された前記鎖交磁束の情報を含み、
前記ゲイン算出手段は、前記数式化された鎖交磁束を前記巻線に流れる電流で偏微分してかつ、前記数式化された鎖交磁束を前記電気角で偏微分し、前記偏微分した各値に基づいて、前記フィードバックゲインを算出する請求項8に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。 - 前記操作手段は、前記複数の巻線のそれぞれに周期的に通電して、かつ、前記複数の巻線のうち少なくとも2つの巻線の通電期間の一部が重複するように、前記電圧印加手段を操作する請求項1〜9のいずれか1項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
- 前記モータは、3相であり、
前記操作手段は、前記複数の巻線のそれぞれの通電期間の一部が互いに重複するように、前記電圧印加手段を操作する請求項10に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
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