JP2016152735A - Srモータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
電流ベクトル制御では、SRモータの回転速度が高回転速度になると、巻線23〜25の印加電圧が飽和して、電圧振幅操作ができなくなり、最高出力が出せなくなる。そのため、高速駆動域では、電流ベクトル制御以外の制御方法により、SRモータ20を制御することが望まれる。
電圧位相Vφ*が上限値を超えると、電圧位相φ*と実トルクTeとの関係が負の相関になるため、電圧位相制御を実施して、トルクフィードバック制御することができない。よって、電圧位相Vφが上限値に到達した時点の実トルクTeよりも高トルクの駆動域では、電圧位相制御以外の制御方法により、SRモータ20を制御することが望まれる。
図3に示すように、第3制御部40は、指令電流生成部41、指令電圧生成部42、及びPWM処理部47の機能を備え、低速駆動域において、SRモータ20を流れる実電流id,iq,i0を高精度にフィードバック制御する。
そこで指令電圧生成部42は、図11に示すような非干渉制御を実施する。非干渉制御は、d軸とq軸との間の互いの干渉、並びに、d軸及びq軸のそれぞれと零相との間の磁気結合による干渉を打消し、d軸側、q軸側、及び零相側で、互いに独立した制御を行うことを可能とするものである。
・推定トルクTrの算出は、図15に示すトルク推定部54A(トルク推定手段)により実施してもよい。トルク推定部54Aは、座標変換部55A、鎖交磁束算出部56A及び算出部57A(エネルギー算出手段)を備える。鎖交磁束算出部56Aは、座標変換部55Aにより算出された実電流id,iq,i0、レゾルバ92により検出された回転位置θ、及び鎖交磁束モデル式を用いて、鎖交磁束λd,λq,λ0を算出する。ここでは、鎖交磁束モデル式の一例として、多項式+三角関数でモデル化した式を用いている。非干渉制御では、鎖交磁束算出部56Aにより算出した鎖交磁束λd,λq,λ0を用いてもよい。
Claims (16)
- SRモータ(20)に電圧を印加する電力変換回路(10)を、指令電圧に基づいて操作するSRモータの制御装置(30)であって、
前記SRモータに対する前記指令電圧の通電開始角から通電終了角までの間隔である通電幅を設定する幅設定手段と、前記指令電圧の電圧振幅を設定する振幅設定手段と、を含み、前記幅設定手段により設定された前記通電幅、及び前記振幅設定手段により設定された前記電圧振幅を有する前記指令電圧について、基準位置に対する前記通電開始角のずれを表す電圧位相を操作することにより、前記SRモータの実トルクを指令トルクに制御する第1トルク制御手段を備えるSRモータの制御装置。 - SRモータ(20)に電圧を印加する電力変換回路(10)を、指令電圧に基づいて操作するSRモータの制御装置(30)であって、
前記SRモータに対する指令トルクに基づいて、前記SRモータに対する指令電流を算出する指令電流算出手段と、前記指令電流算出手段により算出された前記指令電流に基づいて前記指令電圧を算出する指令電圧算出手段と、を含み、前記SRモータを流れる実電流を、前記指令電流算出手段により算出された前記指令電流に制御する電流ベクトル制御手段と、
前記SRモータに対する指令電圧の通電開始角から通電終了角までの間隔である通電幅を設定する幅設定手段と、前記指令電圧の電圧振幅を設定する振幅設定手段と、を含み、前記幅設定手段により設定された前記通電幅、及び前記振幅設定手段により設定された前記電圧振幅を有する前記指令電圧について、基準位置に対する前記通電開始角のずれを表す電圧位相を操作することにより、前記SRモータの実トルクを指令トルクに制御する第1トルク制御手段と、
前記SRモータに対する指令電圧が前記電力変換回路の入力電圧よりも小さい駆動域において、前記電流ベクトル制御手段による制御を実施し、前記SRモータに対する指令電圧が前記電力変換回路の入力電圧よりも大きい駆動域において、前記第1トルク制御手段による制御を実施する選択手段と、を備えるSRモータの制御装置。 - 前記電圧位相を予め設定された上限値で固定した前記指令電圧について、零相電圧又は零相電流を操作することにより、前記SRモータの実トルクを指令トルクに制御する第2トルク制御手段と、
前記電圧位相が前記上限値に到達したことを条件として、前記第1トルク制御手段による制御の実施から、前記第2トルク制御手段による制御の実施に切り替える切替え手段と、を備える請求項1又は2に記載のSRモータの制御装置。 - 前記第2トルク制御手段は、前記指令トルクと前記SRモータの実トルクの推定値である推定トルクとの偏差に基づいて、前記零相電圧又は零相電流を算出する零相算出手段を含む請求項3に記載のSRモータの制御装置。
- 前記第1トルク制御手段は、前記指令トルクと前記SRモータの実トルクの推定値である推定トルクとの偏差に基づいて、前記電圧位相を算出する電圧位相算出手段を含む請求項1〜4のいずれかに記載のSRモータの制御装置。
- 前記幅設定手段は、前記SRモータの損失又は騒音を抑制するように予め作成されたマップであって、前記SRモータの駆動条件に対する通電幅を示す通電幅マップを有し、前記通電幅マップに基づいて前記通電幅を設定する請求項1〜5のいずれかに記載のSRモータの制御装置。
- 前記振幅設定手段は、前記SRモータの損失又は騒音を抑制するように予め作成されたマップであって、前記SRモータの駆動条件に対する電圧振幅を示す振幅マップを有し、前記振幅マップに基づいて前記電圧振幅を設定する請求項1〜6のいずれかに記載のSRモータの制御装置。
- 前記電圧位相を予め設定された上限値で固定した前記指令電圧について、零相電圧又は零相電流を操作することにより、前記SRモータの実トルクを指令トルクに制御する第2トルク制御手段を備え、
前記第1トルク制御手段及び前記第2トルク制御手段は、前記電力変換回路を操作して、前記SRモータに矩形波状のパルス電圧を印加する請求項1〜7のいずれかに記載のSRモータの制御装置。 - 前記SRモータに対する指令トルクに基づいて、前記SRモータに対する指令電流を算出する指令電流算出手段を含み、前記SRモータを流れる実電流を、前記指令電流算出手段により算出された前記指令電流に制御する電流ベクトル制御手段を備え、
前記ベクトル制御手段は、非干渉制御を実施する請求項1〜8のいずれかに記載のSRモータの制御装置。 - 前記非干渉制御は、d軸とq軸との間の互いの干渉、並びに、d軸及びq軸のそれぞれと零相との間の互いの干渉を打ち消す制御である請求項9に記載のSRモータの制御装置。
- 前記指令電流算出手段は、トルクリップルを打ち消すような高調波成分を算出し、算出した前記高調波成分を有する前記指令電流を算出する請求項9又は10に記載のSRモータの制御装置。
- 前記SRモータを流れる電流を検出する電流検出手段(91)と、
前記電流に対する前記SRモータのトルクを示すトルクマップを有し、前記検出手段により検出された前記電流及び前記トルクマップに基づいて、前記実トルクの推定値である推定トルクを算出するトルク推定手段と、を備える請求項1〜11のいずれかに記載のSRモータの制御装置。 - 前記SRモータを流れる電流を検出する電流検出手段(91)と、
前記SRモータの回転子の回転位置を検出する位置検出手段(92)と、
前記SRモータに流れる電流及び前記回転子の回転位置に対する鎖交磁束を示す鎖交磁束マップを有し、前記検出手段により検出された前記電流、前記位置検出手段により検出された前記回転位置、及び前記鎖交磁束マップに基づいて、鎖交磁束を算出するとともに、算出した前記鎖交磁束と前記検出手段により検出された前記電流とに基づいて、前記実トルクの推定値である推定トルクを算出するトルク推定手段と、を備える請求項1〜11のいずれかに記載のSRモータの制御装置。 - 前記SRモータを流れる電流を検出する電流検出手段(91)と、
前記SRモータの回転子の回転位置を検出する位置検出手段(92)と、
前記検出手段により検出された前記電流、前記位置検出手段により検出された前記回転位置、及び鎖交磁束モデル式に基づいて、鎖交磁束を算出するとともに、算出した前記鎖交磁束と前記検出手段により検出された前記電流とに基づいて、前記実トルクの推定値である推定トルクを算出するトルク推定手段と、を備える請求項1〜11のいずれかに記載のSRモータの制御装置。 - 前記トルク推定手段は、算出した前記鎖交磁束に基づいて磁気随伴エネルギーを算出するエネルギー算出手段を有し、前記エネルギー算出手段により算出した前記磁気随伴エネルギー、算出した前記鎖交磁束、及び前記検出手段により検出された前記電流に基づいて、前記推定トルクを算出する請求項14に記載のSRモータの制御装置。
- 前記SRモータはN(Nは2以上の整数)相モータであり、
前記電力変換回路は、N個のHブリッジ回路が並列に接続された回路である請求項1〜13のいずれかに記載のSRモータの制御装置。
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