JP2017017918A - Control apparatus of rotating machine driving device - Google Patents

Control apparatus of rotating machine driving device Download PDF

Info

Publication number
JP2017017918A
JP2017017918A JP2015134249A JP2015134249A JP2017017918A JP 2017017918 A JP2017017918 A JP 2017017918A JP 2015134249 A JP2015134249 A JP 2015134249A JP 2015134249 A JP2015134249 A JP 2015134249A JP 2017017918 A JP2017017918 A JP 2017017918A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
command value
current
axis
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015134249A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康弘 寺西
Yasuhiro Teranishi
康弘 寺西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2015134249A priority Critical patent/JP2017017918A/en
Publication of JP2017017918A publication Critical patent/JP2017017918A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control apparatus of a rotating machine driving device, capable of improving robustness.SOLUTION: A converter rectifies a full-wave of an N-phase AC voltage. A capacitor supports a DC voltage which ripples at a rate twice N as large as a frequency of the N-phase AC voltage. An inverter converts the DC voltage into the AC voltage, and outputs the AC voltage to a rotating machine. A command correction part corrects a command value iq** related on an AC current flowing in the rotating machine and generates a post-correction command value iq*. A control signal generation part generates a control signal to the inverter on the basis of the post-correction command value iq*. On the basis of a rotation speed ω of a rotation coordination system rotating in accordance with a rotation of the rotating machine, a second axial current id in the rotation coordination system, and a power source phase θ of the N-phase AC voltage, the command correction part obtains a current waveform of a first axial current in the rotation coordination system for matching the magnitude of AC voltage, and performs a correction on the basis of the current waveform to the command value iq** so that the first axial current is periodically changed in the same period as the current waveform and the same phase.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、回転機駆動装置の制御装置に関し、特に、電源周波数に応じて脈動する直流電圧を、交流電圧に変換する技術に関する。   The present invention relates to a control device for a rotating machine drive device, and more particularly to a technique for converting a DC voltage pulsating according to a power supply frequency into an AC voltage.

特許文献1には、回転機制御装置が記載されている。この回転機制御装置は、単相のダイオードブリッジ整流回路と、静電容量が小さいコンデンサと、三相インバータとを備えている。ダイオードブリッジ整流回路は単相交流電源からの交流電圧を整流する。コンデンサはダイオードブリッジ整流回路の出力端子間に接続されている。このコンデンサの静電容量は小さいので、その平滑機能は小さい。よって、コンデンサが支持する直流電圧は電源周波数の2倍の周波数で脈動する。三相インバータはこの直流電圧を三相交流電圧へと変換し、当該三相交流電圧を回転機へと出力する。   Patent Document 1 describes a rotating machine control device. The rotating machine control device includes a single-phase diode bridge rectifier circuit, a capacitor having a small electrostatic capacity, and a three-phase inverter. The diode bridge rectifier circuit rectifies the AC voltage from the single-phase AC power source. The capacitor is connected between the output terminals of the diode bridge rectifier circuit. Since the capacitance of this capacitor is small, its smoothing function is small. Therefore, the DC voltage supported by the capacitor pulsates at twice the frequency of the power supply frequency. The three-phase inverter converts this DC voltage into a three-phase AC voltage and outputs the three-phase AC voltage to the rotating machine.

三相インバータは制御マイコンによって制御される。制御マイコンは三相インバータを制御することで、回転機を流れる電流を制御する。特許文献1では、回転機の回転子に同期するd−q軸回転座標系を導入して、次のように電流を制御する。即ち、当該電流のd軸成分(d軸電流)を略一定に保持し、当該電流のq軸成分(q軸電流)を、電源周波数の2倍の周波数で脈動させている。   The three-phase inverter is controlled by a control microcomputer. The control microcomputer controls the current flowing through the rotating machine by controlling the three-phase inverter. In Patent Document 1, a dq axis rotating coordinate system synchronized with a rotor of a rotating machine is introduced, and current is controlled as follows. That is, the d-axis component (d-axis current) of the current is kept substantially constant, and the q-axis component (q-axis current) of the current is pulsated at twice the power supply frequency.

特許第4718041号公報Japanese Patent No. 4718041

回転機の駆動において、外乱に対する制御の安定性(ロバスト性)を向上することが望まれていた。   In driving a rotating machine, it has been desired to improve the stability (robustness) of control against disturbance.

そこで本願は、ロバスト性を向上できる回転機駆動装置の制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present application is to provide a control device for a rotating machine drive device that can improve robustness.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第1の態様は、N(Nは自然数)相交流電圧を全波整流して、第1直流線(LH)と第2直流線(LL)との間に整流電圧を出力するコンバータ(2)と、前記第1直流線と前記第2直流線との間に接続され、前記N相交流電圧の周波数の2N倍で脈動する直流電圧(Vdc)を支持するコンデンサ(C1)と、制御信号に基づいて前記直流電圧を交流電圧へと変換し、前記交流電圧を回転機(4)へと出力して前記回転機へと交流電流を流すインバータ(3)とを備える回転機駆動装置を制御する装置(5)であって、前記交流電流の指令値を生成する指令生成部(511)と、前記指令値を補正して補正後指令値を生成する指令補正部(512)と、前記補正後指令値に基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成部(52)とを備え、互いに異なる第1軸および第2軸を含み前記回転機の回転に応じて回転する回転座標系において、前記交流電流の、前記第1軸および前記第2軸の成分をそれぞれ第1軸電流(iq)および第2軸電流(id)と定義すると、前記指令補正部は、前記回転座標系の回転速度(ω)と前記第2軸電流と前記N相交流電圧の電源位相と前記回転機の機器定数に基づいて、前記交流電圧の大きさを前記直流電圧に一致させるための前記第1軸電流の電流波形を求め、前記第1軸電流が前記電流波形と同じ周期かつ同じ位相で周期的に変動するように、前記電流波形に基づく補正を前記指令値に対して行う。   A first aspect of the control device for a rotating machine drive device according to the present invention is a full-wave rectification of N (N is a natural number) phase AC voltage, and a first DC line (LH) and a second DC line (LL) And a converter (2) that outputs a rectified voltage between the first DC line and the second DC line, and a DC voltage (Vdc) that pulsates at 2N times the frequency of the N-phase AC voltage. And a capacitor (C1) that supports the converter, the DC voltage is converted into an AC voltage based on a control signal, the AC voltage is output to the rotating machine (4), and an inverter that sends an AC current to the rotating machine ( 3) a device (5) for controlling a rotary machine drive device, comprising: a command generation unit (511) for generating the command value of the alternating current; and generating a corrected command value by correcting the command value And a control signal generator (52) that generates the control signal based on the corrected command value. In a rotating coordinate system including one axis and a second axis and rotating in accordance with the rotation of the rotating machine, the first axis component and the second axis component of the alternating current are respectively expressed as a first axis current (iq) and a second axis When defined as a biaxial current (id), the command correction unit is based on the rotational speed (ω) of the rotating coordinate system, the second axis current, the power phase of the N-phase AC voltage, and the device constant of the rotating machine. Then, a current waveform of the first axis current for matching the magnitude of the AC voltage with the DC voltage is obtained, and the first axis current periodically varies in the same cycle and the same phase as the current waveform. In addition, correction based on the current waveform is performed on the command value.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第2の態様は、第1の態様にかかる回転機駆動装置の制御装置であって、前記指令補正部(512)は、前記交流電圧の大きさの平均値が前記直流電圧(Vdc)の最小値よりも大きいときに、前記補正を行う。   A second aspect of the control device for the rotating machine drive device according to the present invention is the control device for the rotary machine drive device according to the first aspect, wherein the command correction unit (512) is configured to control the magnitude of the AC voltage. Is corrected when the average value is greater than the minimum value of the DC voltage (Vdc).

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第3の態様は、第1または請求項第2の態様にかかる回転機駆動装置の制御装置であって、前記指令生成部(511)は、前記第1軸電流についての第1軸電流指令値を前記指令値として生成し、前記指令補正部(512)は、前記電流波形の最小値以上で、かつ前記電流波形の最大値以下の値で前記電流波形を正規化して得られる正規化波形(Wq)を、前記第1軸電流指令値に乗算して、前記補正を行う。   A third aspect of the control device for the rotating machine drive device according to the present invention is the control device for the rotary machine drive device according to the first or second aspect, wherein the command generator (511) A first axis current command value for the first axis current is generated as the command value, and the command correction unit (512) has a value that is not less than the minimum value of the current waveform and not more than the maximum value of the current waveform. The correction is performed by multiplying the first axis current command value by a normalized waveform (Wq) obtained by normalizing the current waveform.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第4の態様は、第3の態様にかかる回転機駆動装置の制御装置であって、前記指令補正部は、前記電流波形の平均値で正規化して前記正規化波形を求める。   A fourth aspect of the control device for a rotating machine drive device according to the present invention is the control device for a rotary machine drive device according to the third aspect, wherein the command correction unit is normalized by an average value of the current waveform. To obtain the normalized waveform.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第1の態様によれば、外乱などによって、回転速度、第2軸電流および直流電圧のいずれかが変化しても、これに応じた脈動波形が算出されて、その脈動波形に基づいて指令値が補正される。よってロバスト性を向上することができる。   According to the first aspect of the control device for a rotating machine drive device according to the present invention, even if any of the rotation speed, the second shaft current, and the DC voltage changes due to a disturbance or the like, a pulsation waveform corresponding to this changes. The command value is calculated and corrected based on the pulsation waveform. Therefore, robustness can be improved.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第2の態様によれば、電圧利用率を向上することができる。   According to the 2nd aspect of the control apparatus of the rotary machine drive device concerning this invention, a voltage utilization factor can be improved.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第3の態様によれば、応答性を向上できる。   According to the 3rd aspect of the control apparatus of the rotary machine drive device concerning this invention, responsiveness can be improved.

本発明にかかる回転機駆動装置の制御装置の第4の態様によれば、補正前指令値の平均値と、補正後指令値の平均値が等しくなる。よって応答性を最も向上できる。   According to the 4th aspect of the control apparatus of the rotary machine drive device concerning this invention, the average value of the command value before correction | amendment and the average value of the command value after correction | amendment become equal. Therefore, the responsiveness can be improved most.

回転機駆動装置の構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of a structure of a rotary machine drive device. 直流電圧の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of DC voltage roughly. インバータの内部構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of the internal structure of an inverter roughly. 直流電圧および出力交流電圧の大きさの一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the magnitude | size of a DC voltage and an output AC voltage. q軸電流の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of q-axis current roughly. 正規化電流波形の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of a normalized current waveform roughly. 制御装置の内部構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of an internal structure of a control apparatus. d軸電流指令値およびq軸電流指令値の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of d-axis current command value and q-axis current command value. 電流指令値を生成する動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation | movement which produces | generates an electric current command value. 指令補正部の内部構成の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of an internal structure of a command correction | amendment part roughly. 本制御による電気諸量の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of various electric quantities by this control. 比較制御による電気諸量の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of various electric quantities by comparative control roughly. 出力交流電圧の大きさの最大値と回転速度との関係の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the relationship between the maximum value of the magnitude | size of output AC voltage, and a rotational speed. 出力交流電流の大きさの最大値と回転速度との関係の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the relationship between the maximum value of the magnitude | size of output alternating current, and a rotational speed. 電力と回転速度との関係の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the relationship between electric power and a rotational speed. 入力電流の高調波成分の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the harmonic component of an input electric current. q軸電流指令値の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of q-axis current command value roughly. 正規化電流波形の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of a normalized current waveform roughly. q軸電流指令値の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows an example of q-axis current command value roughly.

<電力変換装置の構成>
図1は回転機駆動装置の構成の一例を概略的に示している。回転機駆動装置はコンバータ2とコンデンサC1とインバータ3とを備えている。
<Configuration of power converter>
FIG. 1 schematically shows an example of the configuration of a rotating machine drive device. The rotating machine drive device includes a converter 2, a capacitor C 1, and an inverter 3.

コンバータ2は、交流電源1から入力されるN(Nは自然数)相交流電圧を全波整流して整流電圧に変換し、この整流電圧を直流線LH,LLの間に出力する。コンバータ2は例えばダイオード整流回路である。なおコンバータ2は、ダイオード整流回路に限らず、交流電圧を直流電圧に変換する他のAC−DCコンバータであってもよい。例えばサイリスタブリッジ整流回路またはPWM(Pulse-Width-Modulation:パルス幅変調)方式のAC−DCコンバータを、コンバータ2として採用することができる。   The converter 2 performs full-wave rectification on the N (N is a natural number) phase AC voltage input from the AC power source 1 to convert it into a rectified voltage, and outputs the rectified voltage between the DC lines LH and LL. The converter 2 is a diode rectifier circuit, for example. The converter 2 is not limited to a diode rectifier circuit, and may be another AC-DC converter that converts an AC voltage into a DC voltage. For example, a thyristor bridge rectifier circuit or a PWM (Pulse-Width-Modulation) type AC-DC converter can be adopted as the converter 2.

また図1の例示では、コンバータ2には三相交流電圧が入力される。ただしコンバータ2に入力される交流電圧の相数、即ちコンバータ2の相数は三相に限らず適宜に設定されればよい。   In the example of FIG. 1, a three-phase AC voltage is input to the converter 2. However, the number of phases of the AC voltage input to the converter 2, that is, the number of phases of the converter 2 is not limited to three phases, and may be set as appropriate.

コンデンサC1は直流線LH,LLの間に設けられている。コンデンサC1は例えばフィルムコンデンサである。このようなコンデンサC1は電解コンデンサに比べて安価である。一方で、このようなコンデンサC1の静電容量は電解コンデンサの静電容量に比べて小さく、コンデンサC1は直流線LH,LLの間の直流電圧Vdcを十分に平滑しない。言い換えれば、コンデンサC1はコンバータ2が整流した整流電圧の脈動を許容する。例えば全波整流を用いれば、直流電圧VdcはN相交流電圧の周波数(以下、電源周波数とも呼ぶ)の2N倍の周波数で脈動する。図1の例示では、コンバータ2は三相交流電圧を全波整流するので、直流電圧Vdcは三相交流電圧の周波数の6倍の周波数で脈動することとなる。   The capacitor C1 is provided between the DC lines LH and LL. The capacitor C1 is a film capacitor, for example. Such a capacitor C1 is less expensive than an electrolytic capacitor. On the other hand, the capacitance of the capacitor C1 is smaller than the capacitance of the electrolytic capacitor, and the capacitor C1 does not sufficiently smooth the DC voltage Vdc between the DC lines LH and LL. In other words, the capacitor C1 allows pulsation of the rectified voltage rectified by the converter 2. For example, if full-wave rectification is used, the DC voltage Vdc pulsates at a frequency 2N times the frequency of the N-phase AC voltage (hereinafter also referred to as the power supply frequency). In the illustration of FIG. 1, the converter 2 full-wave rectifies the three-phase AC voltage, so the DC voltage Vdc pulsates at a frequency six times the frequency of the three-phase AC voltage.

図2は、直流電圧Vdcの一例を概略的に示す図である。図2の例示では、コンバータ2に入力されるN相交流電圧の電源位相θを横軸に採用し、直流電圧Vdcを縦軸に採用している。また図2の例示では、直流電圧Vdcを、その最大値で正規化して示している。図2に示すように、直流電圧Vdcは電源周波数の6倍の周波数で脈動している。   FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of the DC voltage Vdc. In the illustration of FIG. 2, the power supply phase θ of the N-phase AC voltage input to the converter 2 is adopted on the horizontal axis, and the DC voltage Vdc is adopted on the vertical axis. In the example of FIG. 2, the DC voltage Vdc is normalized by the maximum value. As shown in FIG. 2, the DC voltage Vdc pulsates at a frequency six times the power supply frequency.

図1に例示するように、直流リンク(直流線LH,LL)にはリアクトルL1が設けられていてもよい。リアクトルL1はコンデンサC1と共にLCフィルタを形成する。例えばリアクトルL1はコンデンサC1よりもコンバータ2側において、直流線LHまたは直流線LLの上(図1の例示では直流線LHの上)に設けられている。かかるLCフィルタは、例えばインバータ3のスイッチングに起因して生じる電流の高調波を低減する。   As illustrated in FIG. 1, a reactor L <b> 1 may be provided on the DC link (DC lines LH and LL). Reactor L1 forms an LC filter together with capacitor C1. For example, the reactor L1 is provided on the DC line LH or the DC line LL (on the DC line LH in the illustration of FIG. 1) on the converter 2 side than the capacitor C1. Such an LC filter reduces, for example, current harmonics caused by switching of the inverter 3.

インバータ3には、直流線LH,LLの間の直流電圧Vdc(言い換えれば、コンデンサC1が支持する直流電圧)が入力される。インバータ3は、制御装置5からの制御信号Sに基づいて動作して、この直流電圧Vdcを交流電圧に変換する。インバータ3は当該交流電圧を回転機(例えば電動機)4へと出力して、交流電流iu,iv,iwを回転機4へと流す。以下では、インバータ3が出力する交流電圧および交流電流を、それぞれ出力交流電圧および出力交流電流とも呼ぶ。なおここでは、電動機は回生動作においては発電機の挙動を示すことから、「回転機」の用語を採用した。回転機4は同期機であってもよく、誘導機であってもよい。   The inverter 3 receives a DC voltage Vdc between the DC lines LH and LL (in other words, a DC voltage supported by the capacitor C1). Inverter 3 operates based on control signal S from control device 5 to convert this DC voltage Vdc into an AC voltage. The inverter 3 outputs the AC voltage to the rotating machine (for example, an electric motor) 4 and causes the AC currents iu, iv, and iw to flow to the rotating machine 4. Below, the alternating voltage and alternating current which the inverter 3 outputs are also called output alternating voltage and output alternating current, respectively. Here, the term “rotating machine” is adopted because the motor shows the behavior of the generator in the regenerative operation. The rotating machine 4 may be a synchronous machine or an induction machine.

図3はインバータ3の内部構成の一例を概略的に示す図である。例えばインバータ3は直流線LH,LLの間で互いに直列に接続される一対のスイッチング部を、三相分有している。図3の例示では、一対のスイッチング部Sup,Sunが互いに直列に接続され、一対のスイッチング部Svp,Svnが互いに直列に接続され、一対のスイッチング部Swp,Swnが互いに直列に接続される。そして各相の一対のスイッチング部Sxp,Sxn(xはu,v,wを代表する、以下同様)の間の接続点が出力線Pxを介して回転機4に接続される。これらのスイッチング部Sxp,Sxnが適切な制御信号Sに基づいて導通/非導通することで、インバータ3は直流電圧Vdcを交流電圧に変換してこれを回転機4へと出力する。   FIG. 3 schematically shows an example of the internal configuration of the inverter 3. For example, the inverter 3 includes a pair of switching units connected in series between the DC lines LH and LL for three phases. In the illustration of FIG. 3, a pair of switching units Sup and Sun are connected in series, a pair of switching units Svp and Svn are connected in series, and a pair of switching units Swp and Swn are connected in series. A connection point between a pair of switching units Sxp, Sxn (x represents u, v, w, and so on) of each phase is connected to the rotating machine 4 via the output line Px. When these switching units Sxp and Sxn are turned on / off based on an appropriate control signal S, the inverter 3 converts the DC voltage Vdc into an AC voltage and outputs it to the rotating machine 4.

回転機4は三相の回転機が例示されているものの、その相数はこれに限らない。換言すれば、インバータ3は三相のインバータに限らない。   The rotating machine 4 is exemplified by a three-phase rotating machine, but the number of phases is not limited to this. In other words, the inverter 3 is not limited to a three-phase inverter.

回転機4は界磁41と電機子42とを備えている。界磁41は、電機子42へと鎖交磁束を供給する。例えば界磁41は永久磁石を有しており、この永久磁石によって鎖交磁束が供給される。電機子42は電機子巻線を有しており、電機子巻線にはインバータ3からの交流電流が流れる。これにより電機子42は界磁41へと回転磁界を印加する。界磁41はこの回転磁界に応じて、電機子42に対して相対的に回転することとなる。   The rotating machine 4 includes a field 41 and an armature 42. The field 41 supplies interlinkage magnetic flux to the armature 42. For example, the field 41 has a permanent magnet, and an interlinkage magnetic flux is supplied by this permanent magnet. The armature 42 has an armature winding, and an alternating current from the inverter 3 flows through the armature winding. As a result, the armature 42 applies a rotating magnetic field to the field 41. The field 41 rotates relative to the armature 42 according to the rotating magnetic field.

<インバータの制御の概要>
図3のインバータ3は直流電圧Vdcよりも大きな出力交流電圧を出力できない。つまり図2の直流電圧Vdcを超える出力交流電圧を出力することができない。したがって、従来のように、略一定の大きさ(振幅に相当)Vmで出力交流電圧を出力する制御を採用する場合には、大きさVmの最大値は直流電圧Vdcの最小値となる。言い換えれば、大きさVmは直流電圧Vdcの最小値に制限される。図2の例示では、略一定の大きさVmも示されており、この大きさVmは直流電圧Vdcの最小値よりも小さい。
<Overview of inverter control>
The inverter 3 in FIG. 3 cannot output an output AC voltage larger than the DC voltage Vdc. That is, an output AC voltage exceeding the DC voltage Vdc in FIG. 2 cannot be output. Therefore, when the control for outputting the output AC voltage with a substantially constant magnitude (corresponding to the amplitude) Vm is employed as in the prior art, the maximum value of the magnitude Vm is the minimum value of the DC voltage Vdc. In other words, the magnitude Vm is limited to the minimum value of the DC voltage Vdc. In the illustration of FIG. 2, a substantially constant magnitude Vm is also shown, which is smaller than the minimum value of the DC voltage Vdc.

この点について電圧利用率(=大きさVm/直流電圧Vdc)という観点で説明する。電圧利用率とは、直流電圧Vdcをどの程度まで利用しているかを示す値である。上述のように大きさVmを略一定に維持する制御では、大きさVmは最大でも直流電圧Vdcの最小値である。よってこの制御では、電圧利用率の最大値は1よりも小さい。   This point will be described in terms of the voltage utilization factor (= magnitude Vm / DC voltage Vdc). The voltage utilization rate is a value indicating how much the DC voltage Vdc is utilized. In the control for maintaining the magnitude Vm substantially constant as described above, the magnitude Vm is the minimum value of the DC voltage Vdc at the maximum. Therefore, in this control, the maximum value of the voltage utilization rate is smaller than 1.

なお、この電圧利用率は常に高いことが要求される訳ではない。例えば回転機4が回転するときの電気角の角速度(以下「回転速度」と称す)ωが低いことにより、出力交流電圧の大きさVmが小さくてよい場合がある。この場合には、電圧利用率は低い。   This voltage utilization factor is not always required to be high. For example, there are cases where the magnitude Vm of the output AC voltage may be small due to the low angular velocity (hereinafter referred to as “rotational speed”) ω of the electrical angle when the rotating machine 4 rotates. In this case, the voltage utilization rate is low.

しかるに、電圧利用率の最大値は高い方が好ましい。なぜなら、電圧利用率の最大値が高いということは、より高い出力交流電圧を出力できることを意味し、ひいてはより高い回転速度ωで回転機4を回転させることができるからである。   However, it is preferable that the maximum value of the voltage utilization rate is high. This is because a high maximum value of the voltage utilization rate means that a higher output AC voltage can be output, and thus the rotating machine 4 can be rotated at a higher rotational speed ω.

そこで、電圧利用率の最大値を高める制御、言い換えれば、直流電圧Vdcの最小値よりも大きい出力交流電圧を出力できる制御を採用する。この制御では、大きさVmを直流電圧Vdcの脈動に応じて脈動させることで、直流電圧Vdcの最小値よりも大きい出力交流電圧を出力する。図4は、直流電圧Vdcと略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動する大きさVmの波形の一例が概略的に示されている。図4の例示では、大きさVmの最大値は直流電圧Vdcの最小値よりも高く、大きさVmの平均値は直流電圧Vdcの最小値よりも高い。よって、電圧利用率を向上することができる。   Therefore, control that increases the maximum value of the voltage utilization rate, in other words, control that can output an output AC voltage larger than the minimum value of the DC voltage Vdc is adopted. In this control, the output AC voltage larger than the minimum value of the DC voltage Vdc is output by pulsating the magnitude Vm according to the pulsation of the DC voltage Vdc. FIG. 4 schematically shows an example of a waveform having a magnitude Vm that pulsates at substantially the same frequency and phase as the DC voltage Vdc. In the illustration of FIG. 4, the maximum value of the magnitude Vm is higher than the minimum value of the DC voltage Vdc, and the average value of the magnitude Vm is higher than the minimum value of the DC voltage Vdc. Therefore, the voltage utilization rate can be improved.

このように周期的に変動する大きさVmで出力交流電圧を出力すべく、まず、回転機4を流れる出力交流電流について考察する。本実施の形態では、後に述べるように、この出力交流電流を制御することで、上述の出力交流電圧を出力することを企図しているからである。   In order to output the output AC voltage with such a periodically varying magnitude Vm, first, the output AC current flowing through the rotating machine 4 will be considered. This is because, in the present embodiment, as described later, it is intended to output the above-described output AC voltage by controlling the output AC current.

まず、回転座標系を導入する。回転座標系は、互いに異なる第1軸および第2軸を有しており、回転機4の回転に応じて回転する。例えば第1軸は、界磁41による電機子42への鎖交磁束と同相に設定されてもよい。この第1軸はd軸とも呼ばれる。d軸が、界磁41による鎖交磁束に沿うことから、この回転座標系は回転機4に同期して回転することとなる。なお第2軸としては、電気角において、第1軸に対して直交する軸を採用することができる。第1軸としてd軸を採用する場合には、第2軸はq軸とも呼ばれる。また、この回転座標系はd−q軸回転座標系とも呼ばれる。   First, a rotating coordinate system is introduced. The rotating coordinate system has a first axis and a second axis that are different from each other, and rotates according to the rotation of the rotating machine 4. For example, the first axis may be set in phase with the interlinkage magnetic flux from the field 41 to the armature 42. This first axis is also called the d-axis. Since the d-axis is along the interlinkage magnetic flux by the field 41, the rotating coordinate system rotates in synchronization with the rotating machine 4. As the second axis, an electrical angle that is orthogonal to the first axis can be employed. When the d-axis is adopted as the first axis, the second axis is also called the q-axis. This rotational coordinate system is also called a dq axis rotational coordinate system.

以下では、一例としてd−q軸回転座標系を用いて説明を行う。また以下では、回転機4に出力される出力交流電圧のd軸成分およびq軸成分をそれぞれd軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqと呼び、回転機4を流れる出力交流電流のd軸成分およびq軸成分をそれぞれd軸電流idおよびq軸電流iqと呼ぶ。   Below, it demonstrates using a dq axis | shaft rotation coordinate system as an example. Hereinafter, the d-axis component and the q-axis component of the output AC voltage output to the rotating machine 4 are referred to as the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq, respectively, and the d-axis component and q of the output AC current flowing through the rotating machine 4 The axial components are called d-axis current id and q-axis current iq, respectively.

電源位相θが−π/6よりも大きく、π/6よりも小さい範囲では、直流電圧Vdcは以下の式で表される(図2も参照)。   In the range where the power supply phase θ is larger than −π / 6 and smaller than π / 6, the DC voltage Vdc is expressed by the following equation (see also FIG. 2).

Vdc=√2・Vs・cosθ ・・・(1)。   Vdc = √2 · Vs · cos θ (1).

ここで、Vsは交流電源1が出力するN相交流電圧の振幅(線間電圧の振幅)の実効値である。振幅Vsは例えば予め設定されて、記憶部等に記憶されていてもよく、あるいは検出されてもよい。電源位相θは電源位相検出部8(図1)によって検出される。電源位相検出部8は、例えばN相交流電圧のゼロクロスを検出し、その検出タイミングからの経過時間に基づいて電源位相θを算出する。   Here, Vs is an effective value of the amplitude of the N-phase AC voltage output from the AC power supply 1 (the amplitude of the line voltage). For example, the amplitude Vs may be set in advance and stored in a storage unit or the like, or may be detected. The power phase θ is detected by the power phase detector 8 (FIG. 1). The power phase detector 8 detects, for example, a zero cross of the N-phase AC voltage, and calculates the power phase θ based on the elapsed time from the detection timing.

一方で、インバータ3が出力する出力交流電圧の大きさVmは以下の式で表される。   On the other hand, the magnitude Vm of the output AC voltage output from the inverter 3 is expressed by the following equation.

Vm=√2・√(Vd^2+Vq^2) ・・・(2)。   Vm = √2 · √ (Vd ^ 2 + Vq ^ 2) (2).

ここで、X^Yは、底をXとし指数をYとした累乗を示す。   Here, X ^ Y represents a power with the base X and the exponent Y.

回転機4の電圧方程式に鑑みると、定常状態においてはd軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqは以下の式で表される。   In view of the voltage equation of the rotating machine 4, in a steady state, the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq are expressed by the following equations.

Vd=Ra・iq+ω・Ld・id+ω・φa ・・・(3)
Vq=Ra・id−ω・Lq・iq ・・・(4)。
Vd = Ra · iq + ω · Ld · id + ω · φa (3)
Vq = Ra · id−ω · Lq · iq (4).

ここで、Raは電機子42の電機子巻線の抵抗成分であり、Ld,Lqはそれぞれ電機子巻線のd軸インダクタンスおよびq軸インダクタンスであり、φaは界磁41による電機子42への鎖交磁束である。これらの抵抗成分Ra、d軸インダクタンスLd、q軸インダクタンスLqおよび鎖交磁束φaは、回転機4の機器定数であり、例えば予め設定されて記憶部等に記憶されてもよく、あるいは検出されてもよい。   Here, Ra is the resistance component of the armature winding of the armature 42, Ld and Lq are the d-axis inductance and q-axis inductance of the armature winding, respectively, and φa is applied to the armature 42 by the field 41. The flux linkage. These resistance component Ra, d-axis inductance Ld, q-axis inductance Lq, and linkage flux φa are device constants of the rotating machine 4, and may be preset and stored in a storage unit or the like, for example. Also good.

大きさVmが直流電圧Vdcと略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動する状況の一例として、大きさVmと直流電圧Vdcとが一致する状況を考える。つまり、Vdc=Vmが成立する状況を考える。このとき、{式(1)の右辺=式(2)の右辺}が成立する。この式に式(3)および式(4)を代入してq軸電流iqについて整理すると、以下の式が導かれる。   As an example of a situation where the magnitude Vm pulsates at substantially the same frequency and the same phase as the DC voltage Vdc, consider a situation where the magnitude Vm and the DC voltage Vdc match. That is, consider a situation where Vdc = Vm. At this time, {right side of equation (1) = right side of equation (2)} holds. By substituting Equation (3) and Equation (4) into this equation and arranging the q-axis current iq, the following equation is derived.

{Ra^2+(ω・Lq)^2}・iq^2+2・Ra・ω・(Ld・id+φa-id・Lq)・iq+(ω・Ld・id)^2+(ω・φa)^2+2・ω^2・Ld・id・φa+(Ra・id)^2-Vs^2・{cos(θ)}^2=0 ・・・(5)。   {Ra ^ 2 + (ω ・ Lq) ^ 2} ・ iq ^ 2 + 2 ・ Ra ・ ω ・ (Ld ・ id + φa-id ・ Lq) ・ iq + (ω ・ Ld ・ id) ^ 2 + (ω ・ φa ) ^ 2 + 2 ・ ω ^ 2 ・ Ld ・ id ・ φa + (Ra ・ id) ^ 2-Vs ^ 2 ・ {cos (θ)} ^ 2 = 0 (5).

q軸電流iqが正であることに注意して、式(5)に基づいてq軸電流iqを求めると、以下の式が導かれる。   When the q-axis current iq is obtained based on the equation (5) while paying attention to the fact that the q-axis current iq is positive, the following equation is derived.

iq={−b+√(b^2−a・c)}/a ・・・(6)。   iq = {− b + √ (b ^ 2−a · c)} / a (6).

ここで、a,b,cはそれぞれ、式(5)のq軸電流iqの2乗の係数、q軸電流iqの係数および定数項を示す。   Here, a, b, and c represent the coefficient of the square of the q-axis current iq, the coefficient of the q-axis current iq, and the constant term, respectively, in Expression (5).

このq軸電流iqも図5で例示するように、N(ここでは3)相交流電圧の周波数の2N倍の周波数で脈動することとなる。   As illustrated in FIG. 5, the q-axis current iq also pulsates at a frequency 2N times the frequency of the N (here, 3) phase AC voltage.

q軸電流iqが式(6)で示される電流波形を採るようにインバータ3を制御すれば、出力交流電圧の大きさVmは直流電圧Vdcに一致し、以て電圧利用率は最大値(=1)を採ることとなる。つまり、式(6)で示される電流波形は、出力交流電圧の大きさVmを直流電圧Vdcに一致させるための波形である。   If the inverter 3 is controlled so that the q-axis current iq takes the current waveform represented by the equation (6), the magnitude Vm of the output AC voltage coincides with the DC voltage Vdc, so that the voltage utilization rate is the maximum value (= 1). That is, the current waveform represented by the equation (6) is a waveform for making the magnitude Vm of the output AC voltage coincide with the DC voltage Vdc.

かかる制御は、回転機4を流れる出力交流電流についての指令値を導入することで実現できる。例えば、d軸電流指令値id*とq軸電流指令値iq*とを導入する。そして、q軸電流指令値iq*として式(6)を採用すれば、q軸電流iqは式(6)で示される電流波形を採るように制御されることとなる。   Such control can be realized by introducing a command value for the output alternating current flowing through the rotating machine 4. For example, a d-axis current command value id * and a q-axis current command value iq * are introduced. If the equation (6) is adopted as the q-axis current command value iq *, the q-axis current iq is controlled to take the current waveform represented by the equation (6).

しかしながら、既に述べたように、電圧利用率は常に1を採る必要はなく、要するに、直流電圧Vdcの最小値を超える大きさVmで出力交流電圧を出力できればよい。そのためには、大きさVmを直流電圧Vdcと一致させる必要はなく、図4に示すように、直流電圧Vdcと略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動させればよいのである。   However, as described above, the voltage utilization factor does not always have to be 1, and in short, it is only necessary to output the output AC voltage with a magnitude Vm exceeding the minimum value of the DC voltage Vdc. For this purpose, the magnitude Vm does not need to coincide with the DC voltage Vdc, and as shown in FIG. 4, it may be pulsated at substantially the same frequency and phase as the DC voltage Vdc.

そして(i)従来では、定常状態においてq軸電流iqを略一定に制御して、略一定の大きさVmの出力交流電圧を出力すること、(ii)上述のように、q軸電流iqが式(6)を採用すれば、大きさVmが直流電圧Vdcに一致すること、に鑑みると、q軸電流iqを式(6)の電流波形と略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動させれば、大きさVmも直流電圧Vdcと略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動させることができる。   (I) Conventionally, in a steady state, the q-axis current iq is controlled to be substantially constant, and an output AC voltage having a substantially constant magnitude Vm is output. (Ii) As described above, the q-axis current iq is If Equation (6) is adopted, considering that the magnitude Vm matches the DC voltage Vdc, if the q-axis current iq is pulsated with substantially the same frequency and substantially the same phase as the current waveform of Equation (6), The magnitude Vm can also be pulsated at substantially the same frequency and phase as the DC voltage Vdc.

そこで、本実施の形態では、q軸電流iqが式(6)の電流波形と略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動するように、当該電流波形に基づく補正を、補正前のq軸電流指令値iq**に対して行うのである。補正前のq軸電流指令値iq**は、回転機4の負荷に応じて決定される指令値であって、定常状態において理想的には略一定となる。このq軸電流指令値iq**については後に詳述する。   Therefore, in the present embodiment, the correction based on the current waveform is corrected so that the q-axis current iq pulsates with substantially the same frequency and the same phase as the current waveform of Equation (6). This is done for iq **. The q-axis current command value iq ** before correction is a command value determined according to the load of the rotating machine 4, and is ideally substantially constant in a steady state. The q-axis current command value iq ** will be described in detail later.

まず、式(6)の電流波形を正規化した正規化波形を求める。ここでは一例として、q軸電流iqの最大値Iq_pで電流波形を正規化する。式(6)に鑑みて、(a・c)で示される値が最小となるときに、q軸電流iqは最大値Iq_pを採る。つまり、電源位相θが0度のときに、q軸電流iqは最大値Iq_pを採る。よって、この最大値iq_pは以下の式で示される。   First, a normalized waveform obtained by normalizing the current waveform of Equation (6) is obtained. Here, as an example, the current waveform is normalized with the maximum value Iq_p of the q-axis current iq. In view of Expression (6), when the value indicated by (a · c) is minimum, the q-axis current iq takes the maximum value Iq_p. That is, when the power supply phase θ is 0 degree, the q-axis current iq takes the maximum value Iq_p. Therefore, this maximum value iq_p is expressed by the following equation.

iq_p={−b+√(b^2−a・c’)}/a ・・・(7)。   iq_p = {− b + √ (b ^ 2−a · c ′)} / a (7).

ここで、c’は電源位相θが0度であるときのcであり、具体的には以下の式で表される。   Here, c ′ is c when the power supply phase θ is 0 degree, and is specifically expressed by the following equation.

c’=(ω・Ld・id)^2+(ω・φa)^2+2・ω^2・Ld・id・φa+(Ra・id)^2-Vs^2・・・(8)。   c ’= (ω ・ Ld ・ id) ^ 2 + (ω ・ φa) ^ 2 + 2 ・ ω ^ 2 ・ Ld ・ id ・ φa + (Ra ・ id) ^ 2-Vs ^ 2 (8).

正規化波形Wqは以下の式で表される。   The normalized waveform Wq is expressed by the following formula.

Wq=iq/iq_p
={-b+√(b^2-a・c)}/{-b+√(b^2-a・c’)} ・・・(9)。
Wq = iq / iq_p
= {-B + √ (b ^ 2−a · c)} / {− b + √ (b ^ 2−a · c ′)} (9).

図6は正規化波形Wqの一例を概略的に示す図である。この例では、正規化波形Wqの最大値は1である。そして、この正規化波形Wqを、補正前のq軸電流指令値iq**に乗算して、補正後のq軸電流指令値iq*を生成する。q軸電流指令値iq*は以下の式で表される。   FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of the normalized waveform Wq. In this example, the maximum value of the normalized waveform Wq is 1. The normalized waveform Wq is multiplied by the q-axis current command value iq ** before correction to generate a corrected q-axis current command value iq *. The q-axis current command value iq * is expressed by the following equation.

iq*=Wq・iq** ・・・(10)。   iq * = Wq · iq ** (10).

このq軸電流指令値iq*の採用により、q軸電流iqを電流波形(図5)と略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動させることができる。ひいては、大きさVmを直流電圧Vdcと略同じ周波数かつ略同じ位相で脈動させることができる(図4)。よって、電圧利用率の最大値を向上することができる。   By adopting this q-axis current command value iq *, the q-axis current iq can be pulsated with substantially the same frequency and substantially the same phase as the current waveform (FIG. 5). As a result, the magnitude Vm can be pulsated at substantially the same frequency and the same phase as the DC voltage Vdc (FIG. 4). Therefore, the maximum value of the voltage utilization rate can be improved.

しかも、正規化波形Wqには、電源位相θ、回転機4の回転速度ω、および、d軸電流idが変数として含まれる。よって、これらを変動させる外乱等が生じたとしても、その外乱に応じた正規化波形Wqが生成される。よって外乱に対するロバスト性を向上することができるのである。   Moreover, the normalized waveform Wq includes the power supply phase θ, the rotational speed ω of the rotating machine 4 and the d-axis current id as variables. Therefore, even if a disturbance or the like that fluctuates these occurs, a normalized waveform Wq corresponding to the disturbance is generated. Therefore, robustness against disturbance can be improved.

なお実際の制御では、q軸電流指令値iq*のみならず、d軸電流指令値id*も算出され、これらのd軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*に基づいてインバータ3を制御する。以下では、かかる制御を行う制御装置5の具体例について説明する。   In actual control, not only the q-axis current command value iq * but also the d-axis current command value id * is calculated. Based on these d-axis current command value id * and q-axis current command value iq *, the inverter 3 To control. Below, the specific example of the control apparatus 5 which performs such control is demonstrated.

<制御装置の詳細>
図1を参照して、制御装置5はインバータ3へと制御信号Sを出力する。図7は制御装置5の内部構成の一例を概略的に示す図である。
<Details of control device>
Referring to FIG. 1, control device 5 outputs control signal S to inverter 3. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an example of the internal configuration of the control device 5.

制御装置5は電流指令生成部51と制御信号生成部52と電流位相指令生成部53とを備えている。   The control device 5 includes a current command generation unit 51, a control signal generation unit 52, and a current phase command generation unit 53.

またここでは、制御装置5はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ(換言すれば手順)を実行する。上記記憶装置は、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ(EPROM(Erasable Programmable ROM)等)、ハードディスク装置などの各種記憶装置の1つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。   Here, the control device 5 includes a microcomputer and a storage device. The microcomputer executes each processing step (in other words, a procedure) described in the program. The storage device is composed of one or more of various storage devices such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a rewritable nonvolatile memory (EPROM (Erasable Programmable ROM), etc.), and a hard disk device, for example. Is possible. The storage device stores various information, data, and the like, stores a program executed by the microcomputer, and provides a work area for executing the program.

なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御装置5はこれに限らず、制御装置5によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。   It can be understood that the microcomputer functions as various means corresponding to each processing step described in the program, or can realize that various functions corresponding to each processing step are realized. The control device 5 is not limited to this, and various procedures executed by the control device 5 or various means or various functions realized may be realized by hardware.

電流指令生成部51は、回転機4を流れる出力交流電流の電流指令値を生成する。ここでは、d軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*を生成し、これらを制御信号生成部52へと出力する。   The current command generator 51 generates a current command value for the output alternating current flowing through the rotating machine 4. Here, the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * are generated and output to the control signal generation unit 52.

電流指令生成部51は補正前指令生成部511と指令補正部512とを備えている。補正前指令生成部511は、回転機4を流れる出力交流電流の補正前の電流指令値を生成する。例えばq軸電流iqについてのq軸電流指令値iq**を生成する。図7の例示では、補正前指令生成部511は速度指令生成部51aと、偏差算出部51bと比例積分制御部51cとを備えている。   The current command generation unit 51 includes a pre-correction command generation unit 511 and a command correction unit 512. The pre-correction command generation unit 511 generates a current command value before correction of the output alternating current flowing through the rotating machine 4. For example, a q-axis current command value iq ** for the q-axis current iq is generated. In the illustration of FIG. 7, the pre-correction command generation unit 511 includes a speed command generation unit 51a, a deviation calculation unit 51b, and a proportional integration control unit 51c.

速度指令生成部51aは、回転機4の回転速度ωについての回転速度指令値ω*を生成する。例えば速度指令生成部51aは、補正前の回転速度指令値ω**と、電流位相指令値β*と、d軸電流idおよびq軸電流iqの少なくとも一方とを受け取る。電流位相指令値β*は電流位相βについての指令値であり、電流位相βは出力交流電流のd−q軸回転座標系における位相(例えばq軸に対する位相)である。   The speed command generation unit 51 a generates a rotation speed command value ω * for the rotation speed ω of the rotating machine 4. For example, the speed command generation unit 51a receives the rotational speed command value ω ** before correction, the current phase command value β *, and at least one of the d-axis current id and the q-axis current iq. The current phase command value β * is a command value for the current phase β, and the current phase β is the phase of the output alternating current in the dq axis rotation coordinate system (for example, the phase with respect to the q axis).

速度指令生成部51aは、電流位相指令値β*と、d軸電流idおよびq軸電流iqの少なくともいずれか一方とを用いた補正を回転速度指令値ω**に対して行って、回転速度指令値ω*を生成する。回転速度指令値ω**は例えば外部のCPUなどから与えられ、電流位相指令値β*は電流位相指令生成部53から与えられる。   The speed command generation unit 51a performs a correction using the current phase command value β * and at least one of the d-axis current id and the q-axis current iq on the rotation speed command value ω **, so that the rotation speed A command value ω * is generated. The rotation speed command value ω ** is given from, for example, an external CPU, and the current phase command value β * is given from the current phase command generation unit 53.

d軸電流idおよびq軸電流iqは、三相/二相座標変換部542から出力される。この三相/二相座標変換部542は例えば制御装置5に備わっている。三相/二相変換部542には、回転機4を流れる出力交流電流iu,iv,iwと、回転機4の回転速度ωとが入力される。三相/二相座標変換部5は、回転速度ωに基づいて、出力電流iu,iv,iwに対して座標変換を行って、d軸電流idおよびq軸電流iqを算出する。   The d-axis current id and the q-axis current iq are output from the three-phase / two-phase coordinate conversion unit 542. The three-phase / two-phase coordinate conversion unit 542 is provided in the control device 5, for example. The three-phase / two-phase converter 542 receives the output alternating currents iu, iv, iw flowing through the rotating machine 4 and the rotational speed ω of the rotating machine 4. The three-phase / two-phase coordinate conversion unit 5 performs coordinate conversion on the output currents iu, iv, iw based on the rotational speed ω, and calculates the d-axis current id and the q-axis current iq.

出力交流電流iu,iv,iwは、例えば、直流電流Idcに基づいて検出される。図1の例示では、電流検出部6は、コンデンサC1よりもインバータ3側において、直流リンクを流れる直流電流Idcを検出する。例えば電流検出部6はコンデンサC1よりもインバータ3側において直流線LLに設けられている。直流電流Idcおよびインバータ3への制御信号Sが三相検出部541へと入力される。三相検出部541は例えば制御装置5に備わっている。この三相検出部541は、インバータ3のスイッチングパターンに基づいて、この直流電流Idcを、回転機4を流れる出力交流電流iu,iv,iwの一つに対応させる。つまり、直流電流Idcを交流電流iu,iv,iwの当該一つとして検出する。スイッチングパターンは時間と共に変化するので、直流電流Idcに基づいて交流電流iu,iv,iwを検出することができる。なお、交流電流iu,iv,iwの和が理想的に零であることに鑑みて、二相の交流電流から残りの一相の交流電流を算出してもよい。このような電流検出は1シャント方式の電流検出とも呼ばれる。   The output alternating currents iu, iv, iw are detected based on, for example, the direct current Idc. In the illustration of FIG. 1, the current detection unit 6 detects a DC current Idc flowing through the DC link on the inverter 3 side of the capacitor C1. For example, the current detection unit 6 is provided on the DC line LL on the inverter 3 side of the capacitor C1. The direct current Idc and the control signal S to the inverter 3 are input to the three-phase detector 541. The three-phase detection unit 541 is provided in the control device 5, for example. The three-phase detection unit 541 associates the direct current Idc with one of the output alternating currents iu, iv, iw flowing through the rotating machine 4 based on the switching pattern of the inverter 3. That is, the DC current Idc is detected as one of the AC currents iu, iv, iw. Since the switching pattern changes with time, the alternating currents iu, iv, and iw can be detected based on the direct current Idc. In view of the fact that the sum of the alternating currents iu, iv, and iw is ideally zero, the remaining one-phase alternating current may be calculated from the two-phase alternating current. Such current detection is also called one-shunt current detection.

偏差算出部51bには、回転速度指令値ω*と回転速度ωとが入力される。回転機4の回転速度ωは例えば回転速度検出部(不図示)によって検出される。なお、回転速度ωは交流電流iu,iv,iwに基づいて公知の手法により算出しても構わない。この場合、回転速度ωは制御装置5へと入力されない。偏差算出部51bは回転速度指令値ω*から回転速度ωを減算して偏差Δωを生成し、これを比例積分制御部51cへと出力する。   The rotational speed command value ω * and the rotational speed ω are input to the deviation calculating unit 51b. The rotational speed ω of the rotating machine 4 is detected by, for example, a rotational speed detection unit (not shown). The rotation speed ω may be calculated by a known method based on the alternating currents iu, iv, iw. In this case, the rotational speed ω is not input to the control device 5. The deviation calculating unit 51b generates a deviation Δω by subtracting the rotational speed ω from the rotational speed command value ω *, and outputs this to the proportional-plus-integral control unit 51c.

比例積分制御部51cは偏差Δωに対して比例積分制御を行って、補正前のq軸電流指令値iq**を生成する。なお比例積分制御部51cは、比例制御および積分制御の少なくともいずれか一方のゲインを、d軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*の少なくともいずれか一方に基づいて決定してもよい。   The proportional-integral control unit 51c performs proportional-integral control on the deviation Δω to generate a q-axis current command value iq ** before correction. The proportional-integral control unit 51c may determine the gain of at least one of proportional control and integral control based on at least one of the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq *. .

なお図7の例示では、回転速度ωの偏差Δωに対して比例積分制御を行うので、比例積分制御部51cの出力はトルク指令値とみなすこともできる。   In the illustration of FIG. 7, since proportional integral control is performed with respect to the deviation Δω of the rotational speed ω, the output of the proportional integral control unit 51c can be regarded as a torque command value.

指令補正部512は、大きさVmと直流電圧Vdcとを互いに一致させるためのq軸電流iqの電流波形を、例えば回転速度ω、d軸電流idおよび電源位相θに基づいて算出する。そして、この電流波形に基づいて補正前の電流指令値(ここではq軸電流指令値iq**)に対して補正を行って、補正後の指令値(ここではq軸電流指令値iq*)を生成する。具体的には、q軸電流指令値iq**に対して正規化波形Wqを乗算して、q軸電流指令値iq*を生成する。図7の例示では、生成したq軸電流指令値iq*はリミッタ514へと入力される。   The command correction unit 512 calculates a current waveform of the q-axis current iq for making the magnitude Vm and the DC voltage Vdc coincide with each other based on, for example, the rotational speed ω, the d-axis current id, and the power supply phase θ. Based on this current waveform, the current command value before correction (here, the q-axis current command value iq **) is corrected, and the corrected command value (here, the q-axis current command value iq *). Is generated. Specifically, the q-axis current command value iq ** is multiplied by the normalized waveform Wq to generate the q-axis current command value iq *. In the example of FIG. 7, the generated q-axis current command value iq * is input to the limiter 514.

図7の例示では、電流指令生成部51には、d軸電流指令生成部513も設けられている。例えば、d軸電流指令生成部513には、q軸電流指令値iq*の最大値iq*_pが指令補正部512から入力される。なお、式(9)で示される正規化波形Wqは、図6にも示すように、その最大値で1を採るので、q軸電流指令値iq*の最大値iq*_pは補正前のq軸電流指令値iq**に一致する。よって、この例では、指令補正部512はq軸電流指令値iq**を最大値iq*_pとして出力すればよい。   In the example of FIG. 7, the current command generation unit 51 is also provided with a d-axis current command generation unit 513. For example, the maximum value iq * _p of the q-axis current command value iq * is input from the command correction unit 512 to the d-axis current command generation unit 513. As shown in FIG. 6, the normalized waveform Wq represented by equation (9) takes 1 as its maximum value, and therefore the maximum value iq * _p of the q-axis current command value iq * is q before correction. It matches the shaft current command value iq **. Therefore, in this example, the command correction unit 512 may output the q-axis current command value iq ** as the maximum value iq * _p.

このd軸電流指令生成部513には、電流位相指令生成部53から電流位相指令値β*も入力される。d軸電流指令生成部513は例えば以下の式を用いて、d軸電流指令値id*を生成する。   The d-axis current command generation unit 513 also receives the current phase command value β * from the current phase command generation unit 53. The d-axis current command generation unit 513 generates a d-axis current command value id * using the following formula, for example.

id*=−iq*_p・tanβ* ・・・(11)。   id * = − iq * _p · tan β * (11).

図8はd軸電流指令値id*とq軸電流指令値iq*の一例を示す図である。q軸電流指令値iq*は電流波形(図5)と略同じ周波数かつ略同じ位相で周期的に変動する。d軸電流指令値id*は定常状態では略一定値を採る。なお、d軸電流指令値Id*の算出において、必ずしも最大値iq*_pを採用しなくてもよい。例えば式(11)において、最大値iq*_pの替わりに、q軸電流指令値iq*の平均値、または、最小値などを採用してもよい。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq *. The q-axis current command value iq * periodically varies at substantially the same frequency and substantially the same phase as the current waveform (FIG. 5). The d-axis current command value id * takes a substantially constant value in a steady state. In calculating the d-axis current command value Id *, the maximum value iq * _p is not necessarily employed. For example, in equation (11), an average value or a minimum value of the q-axis current command value iq * may be employed instead of the maximum value iq * _p.

図7の例示では、電流指令生成部51には、リミッタ514も設けられている。リミッタ514には、d軸電流指令生成部513からd軸電流指令値id*が入力され、また指令補正部512からq軸電流指令値iq*が入力される。リミッタ514は、d軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*がそれぞれ上限値よりも大きいときに、それぞれを上限値に制限して、制御信号生成部52へと出力する。なおリミッタ514は設けられていなくても構わない。   In the illustration of FIG. 7, the current command generator 51 is also provided with a limiter 514. The limiter 514 receives the d-axis current command value id * from the d-axis current command generation unit 513 and receives the q-axis current command value iq * from the command correction unit 512. When the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * are each greater than the upper limit value, the limiter 514 restricts each to the upper limit value and outputs it to the control signal generation unit 52. Note that the limiter 514 may not be provided.

図9は電流指令生成部51の動作の一例を示すフローチャートである。図9の例示では、ステップST1にて、指令補正部512には、電源位相θと、電流位相指令値β*と、回転速度ω(あるいは回転速度指令値ω*)と、補正前のq軸電流指令値iq**と、回転機4の機器定数(抵抗成分Ra、d軸インダクタンスLd、q軸インダクタンスLqおよび鎖交磁束φa)とが入力される。   FIG. 9 is a flowchart showing an example of the operation of the current command generator 51. In the example of FIG. 9, in step ST1, the command correction unit 512 includes a power supply phase θ, a current phase command value β *, a rotational speed ω (or rotational speed command value ω *), and a q axis before correction. The current command value iq ** and the device constants of the rotating machine 4 (resistance component Ra, d-axis inductance Ld, q-axis inductance Lq, and linkage flux φa) are input.

なお式(11)の例では、d軸電流指令値id*は(−iq**・tanβ*)で表すことができる。よって、正規化波形Wqの算出に用いられるd軸電流idを、(−iq**・tanβ*)で代用することができる。したがって、q軸電流指令値iq*を、上述のパラメータに基づいて式(10)を用いて算出することができる。ステップST2にて、指令補正部512は、式(10)を用いてq軸電流指令値iq*を生成する。   In the example of Expression (11), the d-axis current command value id * can be represented by (−iq ** · tan β *). Therefore, the d-axis current id used for calculation of the normalized waveform Wq can be substituted with (−iq ** · tan β *). Therefore, the q-axis current command value iq * can be calculated using the equation (10) based on the above-described parameters. In step ST2, command correction unit 512 generates q-axis current command value iq * using equation (10).

次に、ステップST3にて、d軸電流指令生成部513は式(11)を用いてd軸電流指令値id*を生成する。   Next, in step ST3, the d-axis current command generation unit 513 generates a d-axis current command value id * using Expression (11).

制御信号生成部52はd軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*に基づいて、制御信号Sを生成する。より具体的には、d軸電流idおよびq軸電流iqがそれぞれd軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*に近づくように、制御信号Sを生成する。   The control signal generator 52 generates the control signal S based on the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq *. More specifically, the control signal S is generated so that the d-axis current id and the q-axis current iq approach the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq *, respectively.

例えば制御信号生成部52は、電圧指令生成部521と、大きさ位相演算部522と、変調率演算部523と、スイッチング変調部524とを備えている。   For example, the control signal generation unit 52 includes a voltage command generation unit 521, a magnitude phase calculation unit 522, a modulation factor calculation unit 523, and a switching modulation unit 524.

電圧指令生成部521は、d軸電流指令値id*およびq軸電流指令値iq*に基づいて、d軸電圧指令値Vd*およびq軸電圧指令値Vq*を生成する。d軸電圧指令値Vd*およびq軸電圧指令値Vq*はそれぞれd軸電圧Vdおよびq軸電圧Vqについての指令値である。   The voltage command generation unit 521 generates a d-axis voltage command value Vd * and a q-axis voltage command value Vq * based on the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq *. The d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * are command values for the d-axis voltage Vd and the q-axis voltage Vq, respectively.

電圧指令生成部521は、例えば偏差生成部52a,52bと、比例積分制御部52c,52dと、演算部52e〜52hと、リミッタ52iとを備えている。リミッタ52iには、検出されたd軸電流idとq軸電流iqとが入力される。リミッタ52iは、d軸電流idおよびq軸電流iqがそれぞれ上限値を超えているときに、その値を上限値に制限して出力する。   The voltage command generation unit 521 includes, for example, deviation generation units 52a and 52b, proportional integration control units 52c and 52d, calculation units 52e to 52h, and a limiter 52i. The limiter 52i receives the detected d-axis current id and q-axis current iq. When the d-axis current id and the q-axis current iq exceed the upper limit value, the limiter 52i limits the value to the upper limit value and outputs it.

偏差生成部52aには、d軸電流指令値id*とd軸電流idとが入力される。偏差生成部52aはd軸電流指令値id*からd軸電流idを減算し、その偏差Δidを比例積分制御部52cへと出力する。   The deviation generator 52a receives the d-axis current command value id * and the d-axis current id. The deviation generator 52a subtracts the d-axis current id from the d-axis current command value id *, and outputs the deviation Δid to the proportional-integral controller 52c.

偏差生成部52bには、q軸電流指令値iq*とq軸電流iqとが入力される。偏差生成部52bはq軸電流指令値iq*からq軸電流iqを減算し、その偏差Δiqを比例積分制御部52dへと出力する。   The q-axis current command value iq * and the q-axis current iq are input to the deviation generation unit 52b. Deviation generation unit 52b subtracts q-axis current iq from q-axis current command value iq * and outputs deviation Δiq to proportional-integral control unit 52d.

比例積分制御部52cは偏差Δidに対して比例積分制御を行って、その結果を演算部52gへと出力する。   The proportional-integral control unit 52c performs proportional-integral control on the deviation Δid and outputs the result to the calculation unit 52g.

比例積分制御部52dは偏差Δiqに対して比例積分制御を行って、その結果を演算部52hへと出力する。   The proportional-integral control unit 52d performs proportional-integral control on the deviation Δiq and outputs the result to the calculation unit 52h.

演算部52eには、q軸電流iqと回転機4の回転速度指令値ω*とq軸インダクタンスLqとが入力される。演算部52eは、回転速度指令値ω*とq軸インダクタンスLqとq軸電流iqとの積(ω*・Lq・iq)を、演算部52gへと出力する。   The q-axis current iq, the rotation speed command value ω * of the rotating machine 4, and the q-axis inductance Lq are input to the calculation unit 52e. The computing unit 52e outputs the product (ω * · Lq · iq) of the rotational speed command value ω *, the q-axis inductance Lq, and the q-axis current iq to the computing unit 52g.

演算部52gは、比例積分制御部52cの出力から演算部52eの出力を減算し、その結果をd軸電圧指令値Vd*として大きさ位相演算部522へと出力する。   The calculation unit 52g subtracts the output of the calculation unit 52e from the output of the proportional integration control unit 52c, and outputs the result to the magnitude phase calculation unit 522 as a d-axis voltage command value Vd *.

演算部52fには、d軸電流idと回転速度指令値ω*とd軸インダクタンスLdと鎖交磁束φaとが入力される。演算部52fは、回転速度指令値ω*とd軸インダクタンスLdとd軸電流idとの積、および、鎖交磁束φaと回転速度指令値ω*との積を加算して、その結果(ω*・Ld・id+φa・ω*)を、演算部52hへと出力する。   The calculation unit 52f receives the d-axis current id, the rotational speed command value ω *, the d-axis inductance Ld, and the linkage flux φa. The calculation unit 52f adds the product of the rotational speed command value ω *, the d-axis inductance Ld, and the d-axis current id, and the product of the flux linkage φa and the rotational speed command value ω *, and the result (ω * · Ld · id + φa · ω *) is output to the calculation unit 52h.

演算部52hは、比例積分制御部52dの出力と、演算部52fの出力とを加算して、その結果をq軸電圧指令値Vq*として大きさ位相演算部522へと出力する。   The calculation unit 52h adds the output of the proportional integration control unit 52d and the output of the calculation unit 52f, and outputs the result to the magnitude phase calculation unit 522 as the q-axis voltage command value Vq *.

大きさ位相演算部522はd軸電圧指令値Vd*およびq軸電圧指令値Vq*に基づいて、出力交流電圧の大きさVmと、d−q軸回転座標系における電圧位相とを算出する。大きさVmは式(2)に基づいて算出される。電圧位相は、例えば、d軸電圧指令値Vd*をq軸電圧指令値Vq*で除算した値の逆正接値として算出される。大きさVmは変調率演算部523へと出力され、電圧位相はスイッチング変調部524へと出力される。   Based on the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq *, the magnitude phase calculation unit 522 calculates the magnitude Vm of the output AC voltage and the voltage phase in the dq-axis rotational coordinate system. The magnitude Vm is calculated based on the formula (2). The voltage phase is calculated, for example, as an arctangent value obtained by dividing the d-axis voltage command value Vd * by the q-axis voltage command value Vq *. The magnitude Vm is output to the modulation factor calculator 523, and the voltage phase is output to the switching modulator 524.

変調率演算部523には、コンデンサC1が支持する直流電圧Vdcも入力される。この直流電圧Vdcは、図1を参照して、電圧検出部7によって検出される。変調率演算部523は大きさVmから直流電圧Vdcを除算して振幅変調率kを算出し、この振幅変調率kをスイッチング変調部524へと出力する。なお振幅変調率kと電圧利用率とは、その数式において同じである。   The modulation factor calculator 523 also receives the DC voltage Vdc supported by the capacitor C1. The DC voltage Vdc is detected by the voltage detector 7 with reference to FIG. Modulation rate calculation unit 523 calculates amplitude modulation rate k by dividing DC voltage Vdc from magnitude Vm, and outputs this amplitude modulation rate k to switching modulation unit 524. Note that the amplitude modulation rate k and the voltage utilization rate are the same in the equation.

スイッチング変調部524は、振幅変調率kと電圧位相とに基づいて、インバータ3を制御する制御信号Sを生成し、この制御信号Sをインバータ3へと出力する。例えば振幅変調率kと電圧位相とに基づいて三相の電圧指令値を生成し、この三相の電圧指令値と三角波との比較に基づいて、制御信号Sを生成する。インバータ3は、制御信号Sに基づいて直流電圧Vdcを所望の交流電圧に変換し、これを回転機4へと出力する。   Switching modulation section 524 generates control signal S for controlling inverter 3 based on amplitude modulation factor k and voltage phase, and outputs this control signal S to inverter 3. For example, a three-phase voltage command value is generated based on the amplitude modulation factor k and the voltage phase, and the control signal S is generated based on a comparison between the three-phase voltage command value and a triangular wave. The inverter 3 converts the DC voltage Vdc into a desired AC voltage based on the control signal S, and outputs this to the rotating machine 4.

電流位相指令生成部53には、直流電圧Vdcと大きさVmとが入力される。電流位相指令生成部53は、直流電圧Vdcと大きさVmとに基づいて、電流位相指令値β*を生成する。例えば電流位相指令生成部53は、ピーク抽出部531と、除算部532と、減算部534と、比例制限部535と、比例積分制御部536と、比例制限部537とを備えている。   The current phase command generator 53 receives the DC voltage Vdc and the magnitude Vm. The current phase command generation unit 53 generates a current phase command value β * based on the DC voltage Vdc and the magnitude Vm. For example, the current phase command generation unit 53 includes a peak extraction unit 531, a division unit 532, a subtraction unit 534, a proportional limit unit 535, a proportional integration control unit 536, and a proportional limit unit 537.

ピーク抽出部531は直流電圧Vdcの最大値Vdc_pを検出し、これを除算部532へと出力する。   The peak extraction unit 531 detects the maximum value Vdc_p of the DC voltage Vdc and outputs it to the division unit 532.

除算部532は大きさVmから直流電圧Vdcの最大値Vdc_pを除算し、その結果(Vm/Vdc_p)を減算部534へと出力する。   Division unit 532 divides maximum value Vdc_p of DC voltage Vdc from magnitude Vm, and outputs the result (Vm / Vdc_p) to subtraction unit 534.

減算部534は、除算部532の出力から1を減算し、その結果(Vm/Vdc_p−1)を比例制限部535へと出力する。   Subtracting unit 534 subtracts 1 from the output of dividing unit 532 and outputs the result (Vm / Vdc_p−1) to proportional limiting unit 535.

比例制限部535は、減算部534の出力に対してゲインを乗算する。そして、その結果が上限値を超えているときには、上限値に制限して出力し、その結果が下限値を下回っているときには、下限値に制限して出力する。なお比例制限部535はゲインを乗算せずに、上限値および下限値についての制限を行ってもよい。   The proportional restriction unit 535 multiplies the output of the subtraction unit 534 by a gain. When the result exceeds the upper limit value, the output is limited to the upper limit value. When the result is lower than the lower limit value, the output is limited to the lower limit value. Proportional limiting unit 535 may limit the upper limit value and the lower limit value without multiplying the gain.

比例積分制御部536は、比例制限部535の出力に対して比例積分制御を実行し、その結果を出力する。   The proportional-integral control unit 536 performs proportional-integral control on the output of the proportional limiter 535 and outputs the result.

比例制限部537は、比例積分制御部536の出力に対してゲインを乗算する。そして、その結果が上限値を超えているときには、上限値に制限して出力し、その結果が下限値を下回っているときには、下限値に制限して出力する。比例制限部537はその結果を電流位相指令値β*として出力する。なお比例制限部537はゲインを乗算せずに、上限値および下限値についての制限を行ってもよい。   The proportional restriction unit 537 multiplies the output of the proportional integration control unit 536 by a gain. When the result exceeds the upper limit value, the output is limited to the upper limit value. When the result is lower than the lower limit value, the output is limited to the lower limit value. Proportional limiting unit 537 outputs the result as current phase command value β *. Note that the proportional limiter 537 may limit the upper limit value and the lower limit value without multiplying the gain.

ところで、電流位相指令生成部53は、大きさVmが上限値(直流電圧Vdc)に近い状態において、弱め磁束制御を行うべく、電流位相指令値β*を増大させてもよい。これにより、電流位相βを進めて、d軸電流idを増大させることができる。よって総磁束(φa−Ld・id)を低減させることができ、この総磁束の低減により誘起電圧の上昇を抑えることができる。したがって、さらに回転速度ωを高めることができるのである。つまり、回転速度ωの増大に伴って大きさVmを増大させるところ、大きさVmが上限値に近い状態では、大きさVmの増大ではなく、電流位相βを進めることで回転速度ωを高めるのである。   By the way, the current phase command generation unit 53 may increase the current phase command value β * in order to perform the flux-weakening control in a state where the magnitude Vm is close to the upper limit value (DC voltage Vdc). Thereby, the current phase β can be advanced and the d-axis current id can be increased. Therefore, the total magnetic flux (φa−Ld · id) can be reduced, and an increase in induced voltage can be suppressed by reducing the total magnetic flux. Therefore, the rotational speed ω can be further increased. That is, when the magnitude Vm is increased with the increase in the rotational speed ω, when the magnitude Vm is close to the upper limit value, the rotational speed ω is increased by advancing the current phase β instead of increasing the magnitude Vm. is there.

例えば図7では、比例制限部535は、減算部534の出力が下限値よりも小さいときには、下限値に制限している。つまり大きさVmが小さいときには、下限値が出力され、この下限値に応じた値が電流位相指令値β*として出力される。他方、大きさVmが大きくなって、減算部534の出力が下限値よりも大きくなると、この出力に応じた値が電流位相指令値β*として出力され、より大きな電流位相指令値β*が採用されることとなる。これにより、弱め磁束制御が実行される。   For example, in FIG. 7, the proportional restriction unit 535 restricts to the lower limit value when the output of the subtraction unit 534 is smaller than the lower limit value. That is, when the magnitude Vm is small, a lower limit value is output, and a value corresponding to the lower limit value is output as the current phase command value β *. On the other hand, when the magnitude Vm increases and the output of the subtracting unit 534 becomes larger than the lower limit value, a value corresponding to this output is output as the current phase command value β *, and a larger current phase command value β * is adopted. Will be. Thereby, the magnetic flux weakening control is executed.

なお図7の例示では、ピーク抽出部531が設けられているものの、必ずしも直流電圧Vdcの最大値Vdc_pを用いる必要はない。例えば直流電圧Vdcの平均値または最小値を抽出し、これを除算部532に出力してもよい。また直流電圧Vdcそのものを除算部532に出力しても構わない。   In the illustration of FIG. 7, although the peak extraction unit 531 is provided, the maximum value Vdc_p of the DC voltage Vdc is not necessarily used. For example, an average value or a minimum value of the DC voltage Vdc may be extracted and output to the division unit 532. Further, the DC voltage Vdc itself may be output to the division unit 532.

このような制御装置5によって、式(6)の電流波形と略同じ周波数かつ略同じ位相でq軸電流指令値iq*を脈動させることができ、ひいては、大きさVmを直流電圧Vdcと同じ周波数かつ同じ位相で脈動させることができる。   By such a control device 5, the q-axis current command value iq * can be pulsated at substantially the same frequency and substantially the same phase as the current waveform of Equation (6), and thus the magnitude Vm is the same frequency as the DC voltage Vdc. And it can be made to pulsate with the same phase.

<電流指令値を補正する条件>
ところで、大きさVmが直流電圧Vdcの最小値よりも小さいときには、大きさVmは略一定であってもよい(図2も参照)。
<Conditions for correcting the current command value>
By the way, when the magnitude Vm is smaller than the minimum value of the DC voltage Vdc, the magnitude Vm may be substantially constant (see also FIG. 2).

そこで、大きさVmが直流電圧Vdcの最小値よりも小さいときには、指令補正部512はq軸電流指令値iq**をそのままq軸電流指令値iq*として出力してもよい。その一方で、指令補正部512は、大きさVmが直流電圧Vdcの最小値よりも大きいときには、上述のように、電流波形に基づく補正をq軸電流指令値iq**に対して行って、q軸電流指令値iq*を生成するとよい。   Therefore, when the magnitude Vm is smaller than the minimum value of the DC voltage Vdc, the command correction unit 512 may output the q-axis current command value iq ** as it is as the q-axis current command value iq *. On the other hand, when the magnitude Vm is larger than the minimum value of the DC voltage Vdc, the command correction unit 512 performs the correction based on the current waveform on the q-axis current command value iq ** as described above. The q-axis current command value iq * may be generated.

図10は、かかる指令補正部512の内部構成の一例を概略的に示す図である。指令補正部512は例えば比較部5121と補正部5122と選択部5123とを備えている。補正部5122は、上述の電流波形に基づく補正をq軸電流指令値iq**に対して行い、その結果(Wq・iq**)を選択部5123に出力する。選択部5123には、補正部5122を経由せずに直接にq軸電流指令値iq**も入力される。選択部5123は比較部5121によって制御されて、入力された一方を選択する。そして、選択した一方をq軸電流指令値iq*として出力する。つまり選択部5123は、q軸電流指令値iq**および結果(Wq・iq**)の一方を、比較部5121の比較結果に応じて選択し、これをq軸電流指令値iq*として出力するのである。   FIG. 10 is a diagram schematically illustrating an example of the internal configuration of the command correction unit 512. The command correction unit 512 includes, for example, a comparison unit 5121, a correction unit 5122, and a selection unit 5123. The correction unit 5122 performs correction based on the above-described current waveform on the q-axis current command value iq **, and outputs the result (Wq · iq **) to the selection unit 5123. The q-axis current command value iq ** is also directly input to the selection unit 5123 without passing through the correction unit 5122. The selection unit 5123 is controlled by the comparison unit 5121 and selects one input. Then, the selected one is output as the q-axis current command value iq *. That is, the selection unit 5123 selects one of the q-axis current command value iq ** and the result (Wq · iq **) according to the comparison result of the comparison unit 5121, and outputs this as the q-axis current command value iq *. To do.

比較部5121は大きさVmと直流電圧Vdcの最小値Vdc_bとの大小を比較する。この最小値Vdc_bは、検出された直流電圧Vdcに基づいて抽出される。比較部5121は、大きさVmが直流電圧Vdcの最小値Vdc_bよりも小さいときには、選択部5123に、q軸電流指令値iq**を選択させ、大きさVmが直流電圧Vdcの最小値Vdc_bよりも大きいときには、選択部5123に、結果(Wq・iq**)を選択させる。なお大きさVmが周期的に変動するときには、大きさVmの平均値(脈動周期における平均値)が比較部5121に入力されるとよい。つまり、大きさVmの平均値と直流電圧Vdcの最小値Vdc_cとの大小が比較されればよい。   The comparison unit 5121 compares the magnitude Vm with the minimum value Vdc_b of the DC voltage Vdc. This minimum value Vdc_b is extracted based on the detected DC voltage Vdc. When the magnitude Vm is smaller than the minimum value Vdc_b of the DC voltage Vdc, the comparison unit 5121 causes the selection unit 5123 to select the q-axis current command value iq ** and the magnitude Vm is greater than the minimum value Vdc_b of the DC voltage Vdc. Is larger, the selection unit 5123 is made to select the result (Wq · iq **). When the magnitude Vm varies periodically, an average value of the magnitude Vm (an average value in the pulsation cycle) may be input to the comparison unit 5121. That is, it is only necessary to compare the average value of the magnitude Vm and the minimum value Vdc_c of the DC voltage Vdc.

<結果>
図11は本制御を用いた場合の電気諸量の一例を示している。図11の例示では、交流電流iu,iv,iwと、入力電流Iinと、直流電圧Vdcとを示している。入力電流Iinはコンバータ2に入力する交流電流である。比較のために、図12は、略一定の大きさVmで出力交流電圧を出力する制御(以下、比較制御と呼ぶ)を用いた場合の電気諸量の一例を示している。図12でも、図11と同じ電気諸量が示されている。
<Result>
FIG. 11 shows an example of various electrical quantities when this control is used. In the illustration of FIG. 11, alternating currents iu, iv, iw, an input current Iin, and a direct current voltage Vdc are shown. The input current Iin is an alternating current input to the converter 2. For comparison, FIG. 12 shows an example of various electrical quantities in the case of using control (hereinafter referred to as comparison control) that outputs an output AC voltage with a substantially constant magnitude Vm. Also in FIG. 12, the same electrical quantities as in FIG. 11 are shown.

図13〜図15は、本制御を用いた場合に回転機4に出力される電気諸量と、比較制御を用いた場合の当該電気諸量の一例を概略的に示している。図13は出力交流電圧の大きさVmの最大値と回転速度ωとの関係を示し、図14は回転機4に出力する交流電流の大きさの最大値と回転速度ωとの関係を示し、図15は回転機4に供給する電力と回転速度ωとの関係を示している。   FIGS. 13 to 15 schematically show examples of electrical quantities output to the rotating machine 4 when this control is used and electrical quantities when comparative control is used. 13 shows the relationship between the maximum value of the magnitude Vm of the output AC voltage and the rotational speed ω, FIG. 14 shows the relationship between the maximum value of the magnitude of the alternating current output to the rotating machine 4 and the rotational speed ω, FIG. 15 shows the relationship between the electric power supplied to the rotating machine 4 and the rotational speed ω.

図15から理解できるように、本制御における電力と、比較制御における電力とはほぼ等しい。一方で、図13から理解できるように、本制御における大きさVmの最大値は、特に回転速度ωが高い領域において、比較制御における大きさVmの最大値よりも高い。また図14から理解できるように、本制御における出力交流電流の最大値は、特に回転速度ωが高い領域において、比較例における出力交流電流の最大値よりも小さい。   As can be understood from FIG. 15, the power in this control and the power in comparison control are substantially equal. On the other hand, as can be understood from FIG. 13, the maximum value of the magnitude Vm in the present control is higher than the maximum value of the magnitude Vm in the comparison control, particularly in a region where the rotational speed ω is high. Further, as can be understood from FIG. 14, the maximum value of the output AC current in this control is smaller than the maximum value of the output AC current in the comparative example, particularly in the region where the rotational speed ω is high.

図11および図12は、回転速度ωが高い領域での電気諸量を示している。本制御にかかる交流電流iu,iv,iwの振幅は、回転速度ωが高いときに、比較制御にかかる交流電流iu,iv,iwの振幅よりも小さいことが分かる。   11 and 12 show various electrical quantities in a region where the rotational speed ω is high. It can be seen that the amplitudes of the alternating currents iu, iv, iw applied to the main control are smaller than the amplitudes of the alternating currents iu, iv, iw applied to the comparative control when the rotational speed ω is high.

これは次の理由によると考察される。即ち、図13に示すように、回転速度ωが低い領域では、回転速度ωが高まるにつれて、大きさVmの最大値は増大する。そして大きさVmが直流電圧Vdcの最小値まで増大すると、比較制御では弱め磁束制御を行って、回転速度ωを高める。この弱め磁束制御によって、図14に示すように、出力交流電流の最大値は回転速度ωの増大に応じて急峻に増大する。   This is considered for the following reason. That is, as shown in FIG. 13, in the region where the rotational speed ω is low, the maximum value of the magnitude Vm increases as the rotational speed ω increases. When the magnitude Vm increases to the minimum value of the DC voltage Vdc, the magnetic flux control is performed in the comparison control to increase the rotational speed ω. By this weakening magnetic flux control, as shown in FIG. 14, the maximum value of the output alternating current increases steeply as the rotational speed ω increases.

一方で、本制御では、直流電圧Vdcと略同じ周波数かつ略同じ位相で大きさVmを脈動させることにより、より高い大きさVmで出力交流電圧を出力することができる。これにより、比較制御では弱め磁束制御を実行する回転速度ωであっても、本制御によれば弱め磁束制御を実行することなく、回転機4を制御することができる。あるいは、弱め磁束制御を実行したとしても、電流位相βの進み量を低減できる。ひいては出力交流電流の最大値を低減できる。   On the other hand, in this control, the output AC voltage can be output with a higher magnitude Vm by pulsating the magnitude Vm at substantially the same frequency and substantially the same phase as the DC voltage Vdc. Thereby, even if it is rotational speed (omega) which performs a weak flux control in comparison control, according to this control, the rotary machine 4 can be controlled, without performing a weak flux control. Alternatively, even if the flux-weakening control is executed, the advance amount of the current phase β can be reduced. As a result, the maximum value of the output alternating current can be reduced.

以上のように、本制御によれば、電機子巻線に流れる出力交流電流の最大値を低減することができる。したがって、回転機4の電機子巻線として、電流容量の小さい巻線を採用することができる。これは、回転機4の小型化または低コスト化に資する。   As described above, according to this control, the maximum value of the output alternating current flowing through the armature winding can be reduced. Therefore, a winding having a small current capacity can be adopted as the armature winding of the rotating machine 4. This contributes to downsizing or cost reduction of the rotating machine 4.

また上述したように、正規化波形Wqには、電源位相θ、回転機4の回転速度ω、および、d軸電流id(=−iq*・tanβ*)が変数に含まれる。よって、これらを変動させる外乱等が生じたとしても、その外乱に応じた正規化波形Wqが生成される。よって外乱に対するロバスト性を向上することができるのである。   As described above, the normalized waveform Wq includes the power source phase θ, the rotational speed ω of the rotating machine 4, and the d-axis current id (= −iq * · tan β *) as variables. Therefore, even if a disturbance or the like that fluctuates these occurs, a normalized waveform Wq corresponding to the disturbance is generated. Therefore, robustness against disturbance can be improved.

図16は、入力電流Iinに含まれる高調波成分の一例を示している。図16では、入力電流Iinの実効値に対する各高調波の大きさの比を示している。図16の例示では、白抜きの棒グラフが比較制御における高調波成分を示し、黒塗りの棒グラフが比較制御における高調波成分を示している。ここでは、回転速度ωとして110[rps]を採用し、交流電源1として、振幅200[V]、周波数50Hzの三相交流電源を採用した。回転機4の負荷としては圧縮機を採用し、その高圧は2.5[MPa]であり、低圧は0.6[MPa]である。   FIG. 16 shows an example of harmonic components included in the input current Iin. FIG. 16 shows the ratio of the magnitude of each harmonic to the effective value of the input current Iin. In the illustration of FIG. 16, the white bar graph indicates the harmonic component in the comparison control, and the black bar graph indicates the harmonic component in the comparison control. Here, 110 [rps] was employed as the rotational speed ω, and a three-phase alternating current power source having an amplitude of 200 [V] and a frequency of 50 Hz was employed as the alternating current power source 1. A compressor is employed as the load of the rotating machine 4, and the high pressure is 2.5 [MPa] and the low pressure is 0.6 [MPa].

図16では、IEC6100−3−12での規定ラインも示しており、本制御を採用しても、この規定ラインを満足していることが分かる。例えば本制御によれば、比較制御を採用した場合よりも7次成分を低減することができる。その一方で、5次成分は増大している。しかしながら、5次成分と7次成分とにおいて、許容値までのマージンの小さい方の値は、比較制御よりも本制御の方が大きく取れる。具体的には比較制御による7次成分の許容値までのマージンに比べて、本制御による5次成分の境地までのマージンの方が大きい。つまり比較制御と本制御との間には、5次成分と7次成分とについてトレードオフの関係があるものの、本制御ではそれらのマージンの最小値を改善することができる。   FIG. 16 also shows a prescribed line in IEC6100-3-12, and it can be seen that this prescribed line is satisfied even if this control is adopted. For example, according to this control, the seventh-order component can be reduced as compared with the case where comparison control is employed. On the other hand, the fifth order component is increasing. However, in the fifth-order component and the seventh-order component, the value with the smaller margin to the allowable value can be larger in this control than in the comparison control. Specifically, the margin to the boundary of the fifth component by this control is larger than the margin to the allowable value of the seventh component by the comparison control. That is, although there is a trade-off relationship between the fifth-order component and the seventh-order component between the comparison control and the main control, this control can improve the minimum value of these margins.

比較制御では、基準電流Irefに対する総高調波電流THCの比TCH/Irefは、28.8[%]であり、基準電流Irefに対する部分加重高調波ひずみPWHDの比PWHD/Irefは59.2[%]であった。本制御にかかる比THC/Irefは30.0[%]であり、部分加重高調波ひずみPWHDは51.7[%]であった。よって本制御によれば、比THC/Irecを顕著に増大させることなく、比PWHD/Irecを7.5[%]低減することができる。   In the comparison control, the ratio TCH / Iref of the total harmonic current THC to the reference current Iref is 28.8 [%], and the ratio PWHD / Iref of the partially weighted harmonic distortion PWHD to the reference current Iref is 59.2 [%. ]Met. The ratio THC / Iref according to this control was 30.0 [%], and the partially weighted harmonic distortion PWHD was 51.7 [%]. Therefore, according to this control, the ratio PWHD / Irec can be reduced by 7.5 [%] without significantly increasing the ratio THC / Irec.

<q軸電流指令値>
上述の例では、正規化波形Wqは、電流波形をその最大値で正規化して算出されるものの、例えば最小値以上かつ最大値以下の値で電流波形を正規化してもよい。応答性という観点では、電流波形の平均値に近い値で正規化を行うことが望ましい。以下に詳述する。
<Q-axis current command value>
In the above example, the normalized waveform Wq is calculated by normalizing the current waveform with the maximum value, but the current waveform may be normalized with a value not less than the minimum value and not more than the maximum value, for example. From the viewpoint of responsiveness, it is desirable to perform normalization with a value close to the average value of the current waveform. This will be described in detail below.

図8には、q軸電流指令値iq*,iq**の一例が概略的に示されている。ここでは一例として、正規化波形Wqの最大値は1に設定されているので、q軸電流指令値iq*はq軸電流指令値iq**よりも小さくなる。よって、電流波形に基づく補正を行わない状態から当該補正を行うと、回転速度ωは過渡的には回転速度指令値ω*から遠ざかり得る。   FIG. 8 schematically shows an example of q-axis current command values iq * and iq **. Here, as an example, since the maximum value of the normalized waveform Wq is set to 1, the q-axis current command value iq * is smaller than the q-axis current command value iq **. Therefore, when the correction is performed from the state where the correction based on the current waveform is not performed, the rotational speed ω can be transiently moved away from the rotational speed command value ω *.

しかしながら、回転速度指令値ω*と回転速度ωとの偏差Δωが大きくなると、次のループの比例積分制御部51cによって算出される補正前のq軸電流指令値iq**は増大する。これに伴って、q軸電流指令値iq*も増大する。結果として、回転速度ωが回転速度指令値ω*に近づくようなq軸電流指令値iq*が生成されることになる。   However, when the deviation Δω between the rotational speed command value ω * and the rotational speed ω increases, the q-axis current command value iq ** before correction calculated by the proportional integration control unit 51c of the next loop increases. Along with this, the q-axis current command value iq * also increases. As a result, a q-axis current command value iq * is generated so that the rotation speed ω approaches the rotation speed command value ω *.

図17は、上述のq軸電流指令値iq**,iq*の過渡的な変化の一例を概略的に示す図である。例えば時点t1の前では、q軸電流指令値iq*として略一定値が採用されている。つまり時点t1よりも前では、電流波形に基づく補正が行われず、q軸電流指令値iq*はq軸電流指令値iq**と一致している。時点t1にて、q軸電流指令値iq**に対する補正が開始される。なお簡単のために、時点t1の前後において回転速度指令値ω*はほぼ等しいと仮定する。   FIG. 17 is a diagram schematically showing an example of a transient change in the q-axis current command values iq ** and iq *. For example, a substantially constant value is adopted as the q-axis current command value iq * before the time point t1. That is, the correction based on the current waveform is not performed before the time point t1, and the q-axis current command value iq * matches the q-axis current command value iq **. At time t1, correction for the q-axis current command value iq ** is started. For simplicity, it is assumed that the rotational speed command value ω * is approximately equal before and after time t1.

この補正により、時点t1以後において、脈動するq軸電流指令値iq*が採用されている。また時点t1の直後のq軸電流指令値iq**は、時点t1よりも前のq軸電流指令値iq**と等しい。補正後のq軸電流指令値iq*はq軸電流指令値iq**よりも小さくなるので、時点t1の直後では、回転速度ωは過渡的には回転速度指令値ω*から遠ざかり得る。しかるに、上述のように偏差Δωが増大すると、q軸電流指令値iq**が増大する。よって時点t2におけるq軸電流指令値iq**は時点t1におけるq軸電流指令値iq**よりも高くなっている。これに伴って、q軸電流指令値iq*も増大する。   By this correction, the pulsating q-axis current command value iq * is adopted after time t1. Further, the q-axis current command value iq ** immediately after the time point t1 is equal to the q-axis current command value iq ** before the time point t1. Since the corrected q-axis current command value iq * is smaller than the q-axis current command value iq **, the rotational speed ω can transiently move away from the rotational speed command value ω * immediately after time t1. However, as the deviation Δω increases as described above, the q-axis current command value iq ** increases. Therefore, the q-axis current command value iq ** at time t2 is higher than the q-axis current command value iq ** at time t1. Along with this, the q-axis current command value iq * also increases.

図17では例えば時点t2以降において回転速度ωが定常するものとする。また、ここでは時点t1の前後において回転速度ωはほぼ等しいと仮定しているので、定常状態では、q軸電流指令値iq*の平均値(脈動周期における平均値)が、時点t1よりも前(つまり補正前)のq軸電流指令値iq*とほぼ等しくなっている。   In FIG. 17, for example, the rotational speed ω is assumed to be steady after time t2. Here, since it is assumed that the rotational speeds ω are substantially equal before and after the time point t1, in the steady state, the average value of the q-axis current command value iq * (the average value in the pulsation cycle) is earlier than the time point t1. That is, it is substantially equal to the q-axis current command value iq * (before correction).

なお図17の例示では、概略的に時点t1の直後のq軸電流指令値iq**を一定値で示しているものの、実際には時間の経過と共に徐々に、或いは変動を伴って、増大する。   In the example of FIG. 17, the q-axis current command value iq ** immediately after the time point t1 is schematically shown as a constant value, but actually increases gradually or with fluctuations with time. .

上述の観点に鑑みると、過渡期間を短縮して応答性を高めるためには、q軸電流指令値iq*を予め大きく算出するとよい。つまり、予め時点t2におけるq軸電流指令値iq*に近いq軸電流指令値iq*を、時点t1の直後から算出すればよいのである。   In view of the above viewpoint, in order to shorten the transition period and increase the responsiveness, the q-axis current command value iq * may be calculated to be large in advance. That is, the q-axis current command value iq * close to the q-axis current command value iq * at the time point t2 may be calculated immediately after the time point t1.

そこで、式(5)の電流波形の最大値と最小値との間の値で電流波形を正規化して、正規化波形Wqを算出してもよい。これにより、正規化波形Wqの最大値は1よりも大きくなる。これにより、q軸電流指令値iq*を、より大きく算出することができる。つまり、時点t2以降のq軸電流指令値iq*により近いq軸電流指令値iq*を、時点t1の直後から算出することができる。例えば図18は、式(5)の電流波形の平均値で、電流波形を正規化したときの正規化波形Wqの一例を概略的に示し、図19は、図18の正規化波形Wqを採用したときの、q軸電流指令値iq**,iq*の一例を概略的に示している。   Therefore, the normalized waveform Wq may be calculated by normalizing the current waveform with a value between the maximum value and the minimum value of the current waveform in Expression (5). As a result, the maximum value of the normalized waveform Wq becomes larger than 1. Thereby, the q-axis current command value iq * can be calculated larger. That is, the q-axis current command value iq * closer to the q-axis current command value iq * after time t2 can be calculated immediately after time t1. For example, FIG. 18 schematically shows an example of the normalized waveform Wq when the current waveform is normalized by the average value of the current waveform of Equation (5), and FIG. 19 adopts the normalized waveform Wq of FIG. An example of q-axis current command values iq ** and iq * is shown schematically.

図18の正規化波形Wqを採用すれば、時点t1の直後において、その平均値がq軸電流指令値iq**と等しいq軸電流指令値iq*を算出することができる。言い換えれば、時点t1の直後において、時点t2以降のq軸電流指令値iq*を算出できる。よって、過渡期間を最も短くできる。言い換えれば、応答性を最も向上することができる。   If the normalized waveform Wq of FIG. 18 is employed, the q-axis current command value iq * whose average value is equal to the q-axis current command value iq ** can be calculated immediately after the time point t1. In other words, immediately after the time point t1, the q-axis current command value iq * after the time point t2 can be calculated. Therefore, the transition period can be minimized. In other words, the responsiveness can be improved most.

<補正対象>
上述の例では、q軸電流指令値iq**に対して補正を実行しているものの、d軸電流指令値id*に対して補正を実行してもよい。即ち、式(5)からd軸電流idを求め、その波形を電流波形として把握する。そして、この電流波形に基づく補正を、d軸電流指令値id*に対して行って、補正後のd軸電流指令値を生成してもよい。この場合、q軸電流指令値iq*としては略一定値を採用してもよい。
<Correction target>
In the above example, although correction is performed on the q-axis current command value iq **, correction may be performed on the d-axis current command value id *. That is, the d-axis current id is obtained from the equation (5), and the waveform is grasped as a current waveform. Then, correction based on the current waveform may be performed on the d-axis current command value id * to generate a corrected d-axis current command value. In this case, a substantially constant value may be adopted as the q-axis current command value iq *.

しかしながら、d軸電流idは負の値を有する(図8参照)ことから、補正後のd軸電流指令値は、そのピークにおいて尖った波形を有することとなる。簡単に説明すれば、このd軸電流指令値は、図8のq軸電流指令値iq*の上下を反転させて得られる波形と相似な波形を有することとなる。かかる波形は、入力電流Iinの高調波成分の増大を招く。よってこの観点では、q軸電流指令値を補正することが望ましい。   However, since the d-axis current id has a negative value (see FIG. 8), the corrected d-axis current command value has a sharp waveform at the peak. If it demonstrates simply, this d-axis current command value will have a waveform similar to the waveform obtained by reversing the q-axis current command value iq * of FIG. Such a waveform causes an increase in the harmonic component of the input current Iin. Therefore, from this viewpoint, it is desirable to correct the q-axis current command value.

また上述の例では、d−q軸回転座標系における電流指令値を補正したが、必ずしもこれに限らない。例えば出力交流電圧のベクトルと同相の軸を有する回転座標系を採用してもよく、或いは、回転機4の総磁束と同相の軸を有する回転座標系を採用してもよい。   In the above example, the current command value in the dq axis rotation coordinate system is corrected, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, a rotating coordinate system having an axis in phase with the vector of the output AC voltage may be adopted, or a rotating coordinate system having an axis in phase with the total magnetic flux of the rotating machine 4 may be adopted.

また上述の例では回転座標系における電流指令値を補正したが、必ずしもこれに限らない。三相の交流電流についての電流指令値を導入し、回転座標系の第1軸成分(第1軸電流)が、出力交流電圧の大きさVmを直流電圧Vdcに一致させるための第1軸電流の電流波形と同じ周期かつ同じ位相で周期的に変動するように、当該電流波形に基づく補正を当該電流指令値に対して行えばよい。   In the above example, the current command value in the rotating coordinate system is corrected, but the present invention is not necessarily limited thereto. A current command value for a three-phase AC current is introduced, and the first axis current for causing the first axis component (first axis current) of the rotating coordinate system to match the magnitude Vm of the output AC voltage with the DC voltage Vdc. The current command value may be corrected based on the current waveform so that the current waveform periodically fluctuates in the same cycle and in the same phase.

また、本回転機駆動装置および制御装置5では、その発明の範囲内において、相互に矛盾しない限り、上記の種々の実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   Further, in the rotating machine drive device and the control device 5, the above-described various embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention as long as there is no contradiction.

2 コンバータ
3 インバータ
4 回転機
5 制御装置
52 制御信号生成部
511 指令生成部
512 指令補正部
2 Converter 3 Inverter 4 Rotating Machine 5 Control Device 52 Control Signal Generation Unit 511 Command Generation Unit 512 Command Correction Unit

Claims (4)

N(Nは自然数)相交流電圧を全波整流して、第1直流線(LH)と第2直流線(LL)との間に整流電圧を出力するコンバータ(2)と、
前記第1直流線と前記第2直流線との間に接続され、前記N相交流電圧の周波数の2N倍で脈動する直流電圧(Vdc)を支持するコンデンサ(C1)と、
制御信号に基づいて前記直流電圧を交流電圧へと変換し、前記交流電圧を回転機(4)へと出力して前記回転機へと交流電流を流すインバータ(3)と
を備える回転機駆動装置を制御する装置(5)であって、
前記交流電流の指令値を生成する指令生成部(511)と、
前記指令値を補正して補正後指令値を生成する指令補正部(512)と、
前記補正後指令値に基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成部(52)と
を備え、
互いに異なる第1軸および第2軸を含み前記回転機の回転に応じて回転する回転座標系において、前記交流電流の、前記第1軸および前記第2軸の成分をそれぞれ第1軸電流(iq)および第2軸電流(id)と定義すると、
前記指令補正部は、
前記回転座標系の回転速度(ω)と前記第2軸電流と前記N相交流電圧の電源位相と前記回転機の機器定数に基づいて、前記交流電圧の大きさを前記直流電圧に一致させるための前記第1軸電流の電流波形を求め、
前記第1軸電流が前記電流波形と同じ周期かつ同じ位相で周期的に変動するように、前記電流波形に基づく補正を前記指令値に対して行う、回転機駆動装置の制御装置。
A converter (2) for full-wave rectifying the N (N is a natural number) phase AC voltage and outputting a rectified voltage between the first DC line (LH) and the second DC line (LL);
A capacitor (C1) connected between the first DC line and the second DC line and supporting a DC voltage (Vdc) pulsating at 2N times the frequency of the N-phase AC voltage;
A rotating machine drive device comprising: an inverter (3) that converts the DC voltage into an AC voltage based on a control signal, outputs the AC voltage to the rotating machine (4), and flows an AC current to the rotating machine. A device (5) for controlling
A command generator (511) for generating a command value of the alternating current;
A command correction unit (512) for correcting the command value and generating a corrected command value;
A control signal generation unit (52) for generating the control signal based on the corrected command value;
In a rotating coordinate system including a first axis and a second axis that are different from each other and rotating in accordance with the rotation of the rotating machine, the components of the first axis and the second axis of the alternating current are expressed as a first axis current (iq ) And second axis current (id)
The command correction unit is
Based on the rotational speed (ω) of the rotating coordinate system, the second axis current, the power supply phase of the N-phase AC voltage, and the device constant of the rotating machine, to make the magnitude of the AC voltage coincide with the DC voltage A current waveform of the first axis current of
A control device for a rotating machine drive device, wherein correction based on the current waveform is performed on the command value so that the first axis current fluctuates periodically with the same cycle and the same phase as the current waveform.
前記指令補正部(512)は、前記交流電圧の大きさの平均値が前記直流電圧(Vdc)の最小値よりも大きいときに、前記補正を行う、請求項1に記載の回転機駆動装置の制御装置。   2. The rotating machine drive device according to claim 1, wherein the command correction unit (512) performs the correction when an average value of the magnitude of the AC voltage is larger than a minimum value of the DC voltage (Vdc). 3. Control device. 前記指令生成部(511)は、前記第1軸電流についての第1軸電流指令値を前記指令値として生成し、
前記指令補正部(512)は、前記電流波形の最小値以上で、かつ前記電流波形の最大値以下の値で前記電流波形を正規化して得られる正規化波形(Wq)を、前記第1軸電流指令値に乗算して、前記補正を行う、請求項1または請求項2に記載の回転機駆動装置の制御装置。
The command generation unit (511) generates a first axis current command value for the first axis current as the command value,
The command correction unit (512) generates a normalized waveform (Wq) obtained by normalizing the current waveform with a value not less than the minimum value of the current waveform and not more than the maximum value of the current waveform. The control device for a rotating machine drive device according to claim 1, wherein the correction is performed by multiplying a current command value.
前記指令補正部は、前記電流波形の平均値で正規化して前記正規化波形を求める、請求項3に記載の回転機駆動装置の制御装置。   The control device for a rotating machine drive device according to claim 3, wherein the command correction unit obtains the normalized waveform by normalizing with an average value of the current waveform.
JP2015134249A 2015-07-03 2015-07-03 Control apparatus of rotating machine driving device Pending JP2017017918A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015134249A JP2017017918A (en) 2015-07-03 2015-07-03 Control apparatus of rotating machine driving device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015134249A JP2017017918A (en) 2015-07-03 2015-07-03 Control apparatus of rotating machine driving device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017017918A true JP2017017918A (en) 2017-01-19

Family

ID=57831416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015134249A Pending JP2017017918A (en) 2015-07-03 2015-07-03 Control apparatus of rotating machine driving device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017017918A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10811997B2 (en) 2017-09-29 2020-10-20 Daikin Industries, Ltd. Power conversion device
CN114244225A (en) * 2021-12-03 2022-03-25 淮安威灵电机制造有限公司 Weak magnetic control method and device of motor, motor controller and motor control system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10811997B2 (en) 2017-09-29 2020-10-20 Daikin Industries, Ltd. Power conversion device
CN114244225A (en) * 2021-12-03 2022-03-25 淮安威灵电机制造有限公司 Weak magnetic control method and device of motor, motor controller and motor control system
CN114244225B (en) * 2021-12-03 2024-04-12 淮安威灵电机制造有限公司 Weak magnetic control method and device for motor, motor controller and motor control system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5964391B2 (en) Motor control device for controlling current phase of dq three-phase coordinate
JP4693904B2 (en) Electric motor drive device and compressor drive device
US9257931B2 (en) Power conversion apparatus
CN111149287B (en) Power conversion device
JP5712987B2 (en) Power converter control method
WO2017033508A1 (en) Drive system and inverter device
US11218107B2 (en) Control device for power converter
JP6079094B2 (en) Inverter control device
JP5359245B2 (en) Motor drive device
JP6035976B2 (en) Control device for power converter
JP5813934B2 (en) Power converter
JP5888074B2 (en) Power converter
JP5196269B2 (en) Electric motor control device
JP2017017918A (en) Control apparatus of rotating machine driving device
JP2017188968A (en) Motor drive device
WO2021079919A1 (en) Power conversion device
JP5862690B2 (en) Control device for motor drive device and motor drive system
JP6590196B2 (en) Power converter
JP6601343B2 (en) Control device
JP6729249B2 (en) Power converter controller
JP5862691B2 (en) Control device for motor drive device and motor drive system
US11909341B2 (en) Power conversion device and method for controlling same
JP2005102385A (en) Motor controller
JP6729250B2 (en) Power converter controller
JP2024022201A (en) Inverter device and motor drive device