JP2017147870A - Motor vibration evaluation testing method and motor vibration evaluation testing device - Google Patents

Motor vibration evaluation testing method and motor vibration evaluation testing device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress vibration of a PM motor without using an inverter performing a complex calculation or an acceleration sensor.SOLUTION: A motor vibration evaluation testing method is for outputting a torque command value Tref as 0 by a torque command value calculator 1, calculating a d-axis current command value Id0 and a q-axis current command value Iqfrom the torque command value Tref by a current command value calculator 2, variably setting a vibration frequency by a d-axis current command part 13 for vibrating, outputting a sinusoidal signal as a vibration d-axis current command value Idf having a predetermined fluctuation and an off-set on a negative side per vibration fluctuation, and adding the d-axis current command value Id0 and the vibration d-axis current command value Idf, and outputting a correction d-axial current command value Idby an accumulator 3. On the basis of the correction d-axial current command value Idand the q-axis current command value Iq, an electric power is supplied to a motor 7 by an inverter 6b, thereby searching frequency of which the fluctuation width becomes the maximum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、 インバータで永久磁石同期モータを運転するシステムに係り、振動最大となるモータ電流の周波数(機械的共振点)の探索方法に関する。   The present invention relates to a system for operating a permanent magnet synchronous motor with an inverter, and relates to a method for searching for a frequency (mechanical resonance point) of a motor current that maximizes vibration.

永久磁石同期モータ(以下、PMモータと称する)は、ステータコイルに電流を流すことによって、モータの半径方法に電磁加振力が生じ、振動が発生する。この電磁加振力は、ステータコイルに流れる電流の周波数に依存する。電磁加振力が最大となる周波数を、機械的共振周波数(または、機械的共振点)と呼ぶ。   In a permanent magnet synchronous motor (hereinafter referred to as PM motor), when an electric current is passed through a stator coil, an electromagnetic excitation force is generated in the radius method of the motor, and vibration is generated. This electromagnetic excitation force depends on the frequency of the current flowing through the stator coil. The frequency at which the electromagnetic excitation force is maximum is called a mechanical resonance frequency (or mechanical resonance point).

この電磁加振力を抑制することにより振動を抑制する先行技術として、特許文献1が開示されている。振動抑制機能を持つインバータによりPMモータを運転することで、PMモータの振動を抑制する技術である。   Patent document 1 is disclosed as a prior art which suppresses a vibration by suppressing this electromagnetic excitation force. This is a technology for suppressing the vibration of the PM motor by operating the PM motor with an inverter having a vibration suppressing function.

図8は、特許文献1に記載されているインバータ制御装置100を示すブロック図である。PMモータ150にインバータ140を接続し、インバータ140より給電する電力によって、PMモータ150を運転する。インバータ140は、PMモータ150に印加する交流電圧の振幅と周波数を可変にする機能を有する。   FIG. 8 is a block diagram showing the inverter control device 100 described in Patent Document 1. As shown in FIG. The inverter 140 is connected to the PM motor 150, and the PM motor 150 is operated by the electric power supplied from the inverter 140. The inverter 140 has a function of making the amplitude and frequency of the AC voltage applied to the PM motor 150 variable.

PMモータ150は、ステータ(箇体)の回転軸方向の厚さを薄くするほど強度が弱くなるため、半径方向の電磁加振力に起因する振動が大きくなる。そこで特許文献1では、PMモータ150内の磁束分布を考慮して半径方向に働く力(ラジアル力)をモデル化し、そのモデルに基づいてモータ電流制御部130の電流指令値を演算している。そして、モータ電流制御部130にて演算されたPWM信号を用いてインバータ140を制御することにより、ラジアル力に起因するPMモータ150の振動を抑制する。   Since the PM motor 150 is weaker as the thickness of the stator (body) in the direction of the rotation axis is reduced, vibration due to the electromagnetic excitation force in the radial direction is increased. Therefore, in Patent Document 1, a force acting in the radial direction (radial force) is modeled in consideration of the magnetic flux distribution in the PM motor 150, and the current command value of the motor current control unit 130 is calculated based on the model. Then, by controlling the inverter 140 using the PWM signal calculated by the motor current control unit 130, the vibration of the PM motor 150 due to the radial force is suppressed.

また、モータ電流制御部130の電流指令値の演算機能は、図8のベクトル電流指令部110、d軸電流補正部210などから成るインバータの制御部に搭載されている。   Further, the calculation function of the current command value of the motor current control unit 130 is mounted on an inverter control unit including the vector current command unit 110, the d-axis current correction unit 210, and the like in FIG.

図9は、特許文献1に記載されているPMモータの磁束密度を示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing the magnetic flux density of the PM motor described in Patent Document 1. In FIG.

特開2014−64400号公報JP 2014-64400 A 特開2012−175743号公報JP 2012-175743 A

特許文献1,2では、その特許文献1,2で示されたインバータ制御装置を用いないと、PMモータの運転周波数領域(機械的共振点を含む)で振動を抑制できないという問題点があった。   In Patent Documents 1 and 2, there is a problem that vibration cannot be suppressed in the operating frequency region (including the mechanical resonance point) of the PM motor unless the inverter control device shown in Patent Documents 1 and 2 is used. .

さらに、特許文献1,2のインバータの電流指令値の演算には、複雑な数式を用いる。そのため、高速な演算処理装置を必要とし、装置のコストアップにつながっていた。   Furthermore, complicated mathematical formulas are used for the calculation of the current command value of the inverters of Patent Documents 1 and 2. Therefore, a high-speed arithmetic processing device is required, leading to an increase in the cost of the device.

さらに、特許文献1では、図8に示す加速度センサ160を設ける必要がある。これらのことは、PMモータ150を運転するシステム全体のコストアップにつながるため、好ましくない。   Furthermore, in patent document 1, it is necessary to provide the acceleration sensor 160 shown in FIG. These are not preferable because they lead to an increase in the cost of the entire system that operates the PM motor 150.

以上示したようなことから、モータ振動評価試験装置において、機械的共振点を探索し、この機械的共振点を用いることで、複雑な演算を行うインバータや加速度センサを用いることなく、PMモータの振動を抑制することが課題となる。   As described above, in the motor vibration evaluation test apparatus, a mechanical resonance point is searched, and by using this mechanical resonance point, the PM motor of the PM motor can be used without using an inverter or an acceleration sensor for performing complicated calculations. The problem is to suppress vibration.

本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、トルク指令値演算器により、トルク指令値を0として出力し、電流指令値演算器により、前記トルク指令値からd軸電流指令値とq軸電流指令値とを演算し、加振用d軸電流指令部により、加振周波数を可変にし、所定の振幅を持ち、振幅分だけ負側にオフセットを持たせた正弦波信号を加振d軸電流指令値として出力し、加算器により、前記d軸電流指令値と前記加振d軸電流指令値とを加算して、補正d軸電流指令値を出力し、電流制御器により、前記補正d軸電流指令値と前記q軸電流指令値とd軸電流検出値とq軸電流検出値とモータ位相検出値とに基づいてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出し、二相三相変換器により、d軸電圧指令値とq軸電圧指令値とモータ位相検出値とに基づいて三相電圧指令値を算出し、PWM制御器により、前記三相電圧指令値とキャリア信号とに基づいてPWM信号を生成し、インバータにより、前記PWM信号に基づいてスイッチングデバイスをON/OFFし、モータに電力を供給することを特徴とする。   The present invention has been devised in view of the above-described conventional problems, and one aspect thereof is that a torque command value calculator outputs a torque command value as 0, and a current command value calculator calculates the torque command value. The d-axis current command value and the q-axis current command value are calculated from the above, and the excitation frequency is made variable by the vibration d-axis current command unit so as to have a predetermined amplitude and an offset on the negative side corresponding to the amplitude. The sine wave signal is output as an excitation d-axis current command value, and the adder adds the d-axis current command value and the excitation d-axis current command value to output a corrected d-axis current command value. A d-axis voltage command value and a q-axis voltage based on the corrected d-axis current command value, the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value by a current controller; Command value is calculated and d-axis voltage command value and q-axis voltage command value are calculated by two-phase three-phase converter. A three-phase voltage command value is calculated based on the motor phase detection value, a PWM controller generates a PWM signal based on the three-phase voltage command value and a carrier signal, and an inverter uses the PWM signal based on the PWM signal. The switching device is turned on / off to supply power to the motor.

また、その一態様として、モータの振動の振幅を計測する周波数/振幅検出部からの検出値を取り込む限界振動判定部により、モータの振動が闘値に到達したか否かを判定し、モータの振動が閾値に到達した場合、前記加算器において、前記加振d軸電流指令値を前記d軸電流指令値に加算することを停止し、前記電流制御器において、前記d軸電流指令値と前記q軸電流指令値と前記d軸電流検出値と前記q軸電流検出値と前記モータ位相検出値とに基づいてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出することを特徴とする。   Further, as one aspect thereof, a limit vibration determination unit that takes in a detection value from a frequency / amplitude detection unit that measures the vibration amplitude of the motor determines whether or not the motor vibration has reached a threshold value. When vibration reaches a threshold value, the adder stops adding the excitation d-axis current command value to the d-axis current command value, and the current controller determines the d-axis current command value and the The d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value are calculated based on the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value.

また、その一態様として、モータモデル部により、前記d軸電流指令値と、前記q軸電流指令値と、モータのモデルに従って、モータ端子電圧の理論実効値と、モータ端子電圧とPMモータの電機子電流との理論位相差と、を算出して出力し、Vθ演算器により、前記電流制御器が出力する前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値に基づいて、モータ端子電圧の実効値とモータの電圧とモータの電機子電流との位相差と、を推定演算して出力し、前記モータ端子電圧の理論実効値と前記モータ端子電圧の実効値との誤差と、前記理論位相差と前記モータ端子電圧と前記モータの電機子電流との位相差との誤差、のうち少なくとも何れか一方が閾値を超えた場合、前記加算器において、前記加振d軸電流指令値を前記d軸電流指令値に加算することを停止し、前記電流制御器において、前記d軸電流指令値と前記q軸電流指令値と前記d軸電流検出値と前記q軸電流検出値と前記モータ位相検出値とに基づいてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出することを特徴とする。   Further, as one aspect thereof, the motor model unit performs the theoretical effective value of the motor terminal voltage, the motor terminal voltage, and the electric motor of the PM motor according to the d-axis current command value, the q-axis current command value, and the motor model. The theoretical phase difference from the child current is calculated and output, and the effective motor terminal voltage is calculated based on the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value output from the current controller by the Vθ calculator. And a phase difference between the motor voltage and the armature current of the motor are estimated and output, and an error between the theoretical effective value of the motor terminal voltage and the effective value of the motor terminal voltage, and the theoretical phase difference And at least one of the errors between the motor terminal voltage and the phase difference between the motor armature current exceeds a threshold value, the adder adds the excitation d-axis current command value to the d-axis. Add to current command value In the current controller, based on the d-axis current command value, the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value, A voltage command value and a q-axis voltage command value are calculated.

また、他の態様として、トルク指令値を0として出力するトルク指令値演算器と、前記トルク指令値からd軸電流指令値とq軸電流指令値とを演算する電流指令演算器と、加振周波数を可変にし、所定の振幅を持ち、振幅分だけ負側にオフセットを持たせた正弦波信号を加振d軸電流指令値として出力する加振用d軸電流指令部と、前記d軸電流指令値と前記加振d軸電流指令値とを加算して、補正d軸電流指令値を出力する加算器と、前記補正d軸電流指令値と前記q軸電流指令値とd軸電流検出値とq軸電流検出値とモータ位相検出値とに基づいてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出する電流制御器と、前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値とモータ位相検出値とに基づいて三相電圧指令値を算出する二相三相変換器と、前記三相電圧指令値とキャリア信号とに基づいてPWM信号を生成するPWM制御器と、前記PWM信号に基づいてスイッチングデバイスをON/OFFし、モータに電力を供給するインバータと、を備えたことを特徴とする。   As another aspect, a torque command value calculator that outputs a torque command value as 0, a current command calculator that calculates a d-axis current command value and a q-axis current command value from the torque command value, and an excitation A vibration d-axis current command unit that outputs a sine wave signal having a variable amplitude, a predetermined amplitude, and an offset on the negative side corresponding to the amplitude as a vibration d-axis current command value; and the d-axis current An adder that adds the command value and the excitation d-axis current command value and outputs a corrected d-axis current command value; the corrected d-axis current command value; the q-axis current command value; and the d-axis current detection value A current controller that calculates a d-axis voltage command value and a q-axis voltage command value on the basis of the q-axis current detection value and the motor phase detection value, the d-axis voltage command value, the q-axis voltage command value, and the motor phase A two-phase three-phase converter for calculating a three-phase voltage command value based on the detected value; A PWM controller that generates a PWM signal based on a voltage command value and a carrier signal, and an inverter that turns on and off a switching device based on the PWM signal and supplies power to the motor. To do.

本発明によれば、モータ振動評価試験装置において、機械的共振点を探索し、この機械的共振点を用いることで、複雑な演算を行うインバータや加速度センサを用いることなく、PMモータの振動を抑制することが可能となる。   According to the present invention, in a motor vibration evaluation test apparatus, a mechanical resonance point is searched, and by using this mechanical resonance point, vibrations of the PM motor can be detected without using an inverter or an acceleration sensor that performs complicated calculations. It becomes possible to suppress.

実施形態1におけるモータ振動評価試験装置を示すブロック図。1 is a block diagram showing a motor vibration evaluation test apparatus in Embodiment 1. FIG. 実施形態1における加振d軸電流指令値を示す波形図。FIG. 4 is a waveform diagram showing an excitation d-axis current command value in the first embodiment. 実施形態2におけるモータ振動評価試験装置を示すブロック図。FIG. 6 is a block diagram illustrating a motor vibration evaluation test apparatus according to a second embodiment. PMモータの等価回路。Equivalent circuit of PM motor. PMモータ(回転中)のベクトル図。The vector diagram of PM motor (during rotation). PMモータ(加振中、機械的共振なし)のベクトル図。Vector diagram of PM motor (during vibration, no mechanical resonance). PMモータ(加振中、機械的共振あり)のベクトル図。Vector diagram of PM motor (during vibration, with mechanical resonance). 従来のモータ振動評価試験装置を示すブロック図。The block diagram which shows the conventional motor vibration evaluation test apparatus. PMモータの磁束密度を示す図。The figure which shows the magnetic flux density of PM motor.

本発明では、インバータのPMモータヘの電圧印加時に、電磁加振力による振動が最大になる印加電圧の周波数(機械的共振点)を探索する。ここで探索した機械的共振点を用いることによって、複雑な演算を行うインバータや加速度センサを用いることなく、PMモータの振動を抑制するシステムを提供することが、本発明の目的である。   In the present invention, when a voltage is applied to the PM motor of the inverter, the frequency (mechanical resonance point) of the applied voltage that maximizes the vibration due to the electromagnetic excitation force is searched. It is an object of the present invention to provide a system that suppresses vibrations of a PM motor without using an inverter or an acceleration sensor that performs complicated calculations by using the mechanical resonance point searched here.

以下、本願発明に係るモータ振動評価試験方法の実施形態1〜2を図1〜図7に基づいて詳述する。   Embodiments 1 and 2 of the motor vibration evaluation test method according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

[実施形態1]
本実施形態1におけるPMモータの機械的共振点を探索するモータ振動評価試験装置の構成を図1に示す。
[Embodiment 1]
FIG. 1 shows the configuration of a motor vibration evaluation test apparatus that searches for a mechanical resonance point of the PM motor according to the first embodiment.

図1に示すように、本実施形態1のモータ振動評価試験装置は、トルク指令値演算器1,電流指令値演算器2,加算器3,電流制御器4,二相三相変換器5,PWM制御器6a,インバータ6b,PMモータ7,三相二相変換器8,振動センサ9,周波数/振幅検出部10,周波数/振幅表示部11,限界振動判定部12,加振用d軸電流指令部13,スイッチ14を有する。スイッチ14は、通常下側に導通している。   As shown in FIG. 1, the motor vibration evaluation test apparatus of the first embodiment includes a torque command value calculator 1, a current command value calculator 2, an adder 3, a current controller 4, a two-phase three-phase converter 5, PWM controller 6a, inverter 6b, PM motor 7, three-phase two-phase converter 8, vibration sensor 9, frequency / amplitude detection unit 10, frequency / amplitude display unit 11, limit vibration determination unit 12, d-axis current for excitation A command unit 13 and a switch 14 are provided. The switch 14 is normally conductive downward.

なお、図1のトルク指令値演算器1,電流指令値演算器2,加算器3,電流制御器4,二相三相変換器5,PWM制御器6a,インバータ6b,PMモータ7,三相二相変換器8の構成は、PMモータ7を運転するシステムにおいて、特許文献1や特許文献2に記載されて いる一般的な公知技術である。   1, torque command value calculator 1, current command value calculator 2, adder 3, current controller 4, two-phase three-phase converter 5, PWM controller 6a, inverter 6b, PM motor 7, three-phase The configuration of the two-phase converter 8 is a general known technique described in Patent Document 1 and Patent Document 2 in a system for operating the PM motor 7.

PMモータ7は、ステータコイルに交流電流を流すことによってモータの半径方向に電磁加振力が発生する。電磁加振力とは、コイルから永久磁石を引き寄せる力とコイルから永久磁石を引き離す力とによって発生する力(ラジアル力)のことである。   The PM motor 7 generates an electromagnetic excitation force in the radial direction of the motor by passing an alternating current through the stator coil. The electromagnetic excitation force is a force (radial force) generated by a force that pulls the permanent magnet from the coil and a force that pulls the permanent magnet away from the coil.

PMモータ7はステータ筐体の強度が弱いほど、この電磁加振力によって振動や音が大きくなりやすい。 図9に示すPMモータにおいて、U相、V相、W相のティース151,152,153に働く電磁加振力(それぞれ、FrU,FrV,FrWと定義する)は、特許文献1に示すように、以下の(1)式で表される。   As the strength of the stator housing of the PM motor 7 is weaker, vibration and sound are likely to increase due to this electromagnetic excitation force. In the PM motor shown in FIG. 9, electromagnetic excitation forces (defined as FrU, FrV, and FrW, respectively) acting on the U-phase, V-phase, and W-phase teeth 151, 152, and 153 are as shown in Patent Document 1. It is expressed by the following equation (1).

Figure 2017147870
Figure 2017147870

なお、これらの(1)式の中の各パラメータの詳細は、特許文献1に記載されている。(1)式のパラメータの中で、インバータ6bの出力周波数(すなわち、PMモータ7に印加する電圧の周波数)によって変化するパラメータは、以下の3つである。
φm:ステータ位相角
γ:鎖交磁束面積係数
Id:d軸電流
ステータ位相角φmは、PMモータ7が停止している状態では定数となる。鎖交磁束面積係数γは、特許文献1に示されているように、ティースの形状,永久磁石の形状,ティースに対する永久磁石の傾きなどによって決まる係数である。したがって、PMモータ7が停止している状態における鎖交磁束面積係数γは、定数となる。
Details of each parameter in these equations (1) are described in Patent Document 1. Among the parameters of the equation (1), the following three parameters change depending on the output frequency of the inverter 6b (that is, the frequency of the voltage applied to the PM motor 7).
φ m : stator phase angle γ: interlinkage magnetic flux area coefficient Id: d-axis current The stator phase angle φ m is a constant when the PM motor 7 is stopped. The interlinkage magnetic flux area coefficient γ is a coefficient determined by the shape of the teeth, the shape of the permanent magnet, the inclination of the permanent magnet with respect to the teeth, etc., as disclosed in Patent Document 1. Therefore, the interlinkage magnetic flux area coefficient γ when the PM motor 7 is stopped is a constant.

本実施形態1は、最初にPMモータ7の磁極をU相軸(d軸上)まで回転させて、その後、PMモータ7を停止させた状態でPMモータ7の半径方向の電磁加振力による機械的共振点を探索する。すなわち、トルク指令値Tref=0とする。電流指令値演算器2はトルク指令値Trefに基づいてd軸電流指令値Id0とq軸電流指令値Iq*を出力する。 In the first embodiment, the magnetic pole of the PM motor 7 is first rotated to the U-phase axis (on the d-axis), and then the PM motor 7 is stopped. Search for mechanical resonance points. That is, the torque command value Tref = 0. The current command value calculator 2 outputs a d-axis current command value Id0 and a q-axis current command value Iq * based on the torque command value Tref.

一方、上記のPMモータ7の停止状態では、ステータ位相角φmと鎖交磁束面積係数γの値は定数となる。この場合、d軸電流Idを一定にすると、電磁加振力Fru,Frv,Frwも一定値になり、機械的共振点の探索ができない。 On the other hand, when the PM motor 7 is stopped, the values of the stator phase angle φ m and the flux linkage area coefficient γ are constants. In this case, if the d-axis current Id is made constant, the electromagnetic excitation forces Fru, Frv, Frw also take a constant value, and the mechanical resonance point cannot be searched.

そこで、図2に示すように、d軸電流Idを負側で周期的に変化させ、電磁加振力Fru,Frv,Frwにも周期性を持たせる。この周期性を持たせたd軸電流Idを生成するために、図1に示す加振用d軸電流指令部13は所定の振幅を持ち、振幅分だけ負側にオフセットを持たせた正弦波信号(以下、加振d軸電流指令値と称する)Idfを出力する。   Therefore, as shown in FIG. 2, the d-axis current Id is periodically changed on the negative side, and the electromagnetic excitation forces Fru, Frv, Frw are also given periodicity. In order to generate the d-axis current Id having the periodicity, the vibration d-axis current command unit 13 shown in FIG. 1 has a predetermined amplitude, and a sine wave having an offset on the negative side corresponding to the amplitude. A signal (hereinafter referred to as a vibration d-axis current command value) Idf is output.

さらに、加振用d軸電流指令部13に加振d軸電流指令値Idfの加振周波数fkを設定する。加振周波数fkを変化させることによって、d軸電流Idの周波数は変化する。また、スイッチ14が下側に導通しているため、スイッチ14の出力Id1=加振d軸電流指令値Idfとなる。   Further, the vibration frequency fk of the vibration d-axis current command value Idf is set in the vibration d-axis current command unit 13. By changing the excitation frequency fk, the frequency of the d-axis current Id changes. Further, since the switch 14 is conductive downward, the output Id1 of the switch 14 = the vibration d-axis current command value Idf.

さらに、加算器3によりスイッチ14の出力Id1とトルク指令値Tref=0の信号に基づいて電流指令値演算器2が出力するd軸電流指令値Id0を加算することにより、電流制御器4に入力する補正d軸電流指令値Id*を生成する。 Further, the adder 3 adds the d-axis current command value Id0 output from the current command value calculator 2 based on the output Id1 of the switch 14 and the signal of the torque command value Tref = 0. A corrected d-axis current command value Id * is generated.

電流制御器4は、補正d軸電流指令値Id*とq軸電流指令値Iq*とd軸電流検出値Id_detとq軸電流検出値Iq_detとモータ位相検出値θmに基づいてd軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*を出力する。二相三相変換器5は、PMモータ7のモータ位相検出値θmに基づいてd軸電圧指令値Vd*,q軸電圧指令値Vq*を三相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*に変換する。 The current controller 4 generates a d-axis voltage command value based on the corrected d-axis current command value Id * , the q-axis current command value Iq * , the d-axis current detection value Id_det, the q-axis current detection value Iq_det, and the motor phase detection value θm. Vd * and q-axis voltage command value Vq * are output. The two-phase three-phase converter 5 converts the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * into the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * based on the motor phase detection value θm of the PM motor 7 . Convert to

PWM制御器6aは、三相電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*とキャリア信号とを比較するPWM制御を行い、その結果であるPWM信号をインバータ6bに出力する。インバータ6bは前記PWM信号に基づいてスイッチングデバイスをON/OFFし、PMモータ7に電力を供給する。 The PWM controller 6a performs PWM control for comparing the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * and the carrier signal, and outputs the resulting PWM signal to the inverter 6b. The inverter 6b turns on / off the switching device based on the PWM signal, and supplies power to the PM motor 7.

補正d軸電流指令値Id*には周波数fkのスイッチ14の出力Id1(=加振d軸電流指令値Idf)が重畳されているため、電磁加振力Fru,Frv,Frwが変動し、PMモータ7は停止したまま振動する。この振動の大きさは、上記の周波数fkによって変化する。 Since the output Id1 (= excitation d-axis current command value Idf) of the switch 14 having the frequency fk is superimposed on the corrected d-axis current command value Id * , the electromagnetic excitation forces Fru, Frv, Frw fluctuate and PM The motor 7 vibrates while being stopped. The magnitude of this vibration varies with the frequency fk.

強制加振させたときの振動の振幅を振動センサ9,周波数/振幅検出部10で計測し、周波数/振幅特性を周波数/振幅表示部11でトレンド表示し、周波数と振動の振幅との関係と振幅が最大になる周波数(機械的共振点)を確認する。   The vibration amplitude at the time of forced excitation is measured by the vibration sensor 9 and the frequency / amplitude detection unit 10, and the frequency / amplitude characteristics are trend-displayed by the frequency / amplitude display unit 11, and the relationship between the frequency and the vibration amplitude Check the frequency (mechanical resonance point) that maximizes the amplitude.

また、本実施形態1の構成に含まれる限界振動判定部12は、PMモータ7の破損に至る前に振動レベルを閾値として持っており、PMモータ7の強制加振中に周波数/振幅検出部10からの検出値を取り込み、その検出値がPMモータ7が破損に至る恐れのある振動レベルに達した場合は強制加振を停止させる。   Further, the limit vibration determination unit 12 included in the configuration of the first embodiment has a vibration level as a threshold before the PM motor 7 is damaged, and the frequency / amplitude detection unit during the forced excitation of the PM motor 7. The detected value from 10 is taken in, and when the detected value reaches a vibration level at which the PM motor 7 may be damaged, the forced excitation is stopped.

この場合、図1のスイッチ14が上側に切り替ってスイッチ14の出力Id1が0となり、補正d軸電流指令値Id*は周波数成分をもつ加振d軸電流指令値Idfが重畳されない一定値となる。そのため、PMモータ7は振動が起こらない停止状態になる。このPMモータ破損に対する保護機能が働く場合は上記の機械的共振点の確認ができないため、振動が低くなるようにPMモータ7を再製作して、再評価試験を行うことになる。 In this case, the switch 14 of FIG. 1 is switched to the upper side, the output Id1 of the switch 14 becomes 0, and the corrected d-axis current command value Id * is a constant value on which the excitation d-axis current command value Idf having a frequency component is not superimposed. Become. Therefore, the PM motor 7 is in a stopped state where no vibration occurs. When this PM motor damage protection function works, the mechanical resonance point cannot be confirmed. Therefore, the PM motor 7 is remanufactured so as to reduce the vibration, and a re-evaluation test is performed.

以上によって、PMモータ7の機械的共振点を探索することができる。その後、図1に示す評価試験システムではない、実運用を行うPMモータ7の運転システムで振動の評価試験を行うことになる。この評価試験時にインバータ6bからPMモータ7ヘ印加する電圧の周波数を可変にさせて、PMモータ7を回転運転させる。この時は、トルク指令値Tref=0としない。   As described above, the mechanical resonance point of the PM motor 7 can be searched. After that, the vibration evaluation test is performed by the operation system of the PM motor 7 that is actually operated, which is not the evaluation test system shown in FIG. During this evaluation test, the frequency of the voltage applied from the inverter 6b to the PM motor 7 is varied, and the PM motor 7 is rotated. At this time, the torque command value Tref = 0 is not set.

この実運用のシステムに適用するモータ制御装置は、既に機械的共振点の探索が終了しているため、加振用d軸電流指令部13を有するものでなくともよい。さらに、特許文献1に記載の技術を搭載していないモータ制御装置でよい。   Since the motor control device applied to this actual operation system has already searched for the mechanical resonance point, it does not have to have the vibration d-axis current command unit 13. Furthermore, the motor control apparatus which does not mount the technique of patent document 1 may be sufficient.

図1に示すモータ振動評価試験装置で求めた機械的共振点の周波数でのPMモータ7の振動が許容値以下であれば、このシステムの耐振動の評価試験は合格となり完了する。   If the vibration of the PM motor 7 at the frequency of the mechanical resonance point obtained by the motor vibration evaluation test apparatus shown in FIG. 1 is less than the allowable value, the vibration resistance evaluation test of this system is passed and completed.

また、この評価試験の結果、振動が合格条件より大きいようであればPMモータ7のステータ箇体構造の改善を図り、最終的には振動が合格条件となるPMモータ7を製作する。   Further, as a result of the evaluation test, if the vibration is larger than the acceptable condition, the structure of the stator body of the PM motor 7 is improved, and finally the PM motor 7 having the acceptable vibration condition is manufactured.

以上示したように、本実施形態1におけるモータ制御装置は、機械的共振点探索の評価試験用に1台あればよい。   As described above, only one motor control device according to the first embodiment is required for the evaluation test of the mechanical resonance point search.

また、本実施形態1によれば、特許文献1のような複雑な演算を行うモータ制御装置を用いることなく、PMモータ7を振動で破壊させることのないシステムを構築することができる。これにより、システムのコストの低減につながる。   Further, according to the first embodiment, it is possible to construct a system that does not cause the PM motor 7 to be destroyed by vibration without using a motor control device that performs complicated calculations as in Patent Document 1. This leads to a reduction in system cost.

さらに、実運用のシステムでのPMモータ更新時において、既存のモータ制御装置を更新することなくそのまま適用できるため、システムの更新時に交換するのはPMモータ7のみでよい。   Furthermore, since the existing motor control device can be applied as it is without updating when updating the PM motor in the actual operation system, only the PM motor 7 needs to be replaced when the system is updated.

[実施形態2]
実施形態1では、電磁加振力によるPMモータ7の機械的共振点および振動の大きさを探索することを目的とした振動評価試験装置について説明した。実施形態1では、PMモータ7に振動センサ9を取り付けてPMモータ7の振動を計測するシステム構成になっている。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the vibration evaluation test apparatus for the purpose of searching for the mechanical resonance point and the magnitude of vibration of the PM motor 7 by the electromagnetic excitation force has been described. In the first embodiment, the vibration sensor 9 is attached to the PM motor 7 to measure the vibration of the PM motor 7.

本実施形態2は、この振動センサ9を省略して簡素化したシステム構成により、実施形態1と同じ目的を実現するものである。   The second embodiment achieves the same object as that of the first embodiment with a simplified system configuration by omitting the vibration sensor 9.

図3は、本実施形態2のモータ振動評価試験装置の構成を示すブロック図である。図3に示すように、本実施形態2は、実施形態1の振動センサ9,周波数/振幅検出部10,周波数/振幅表示部11,限界振動判定部12の代わりに、モータモデル部15,Vθ演算器16,減算器17,18,共振周波数判定部19が設けられている。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the motor vibration evaluation test apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the second embodiment is different from the vibration sensor 9, the frequency / amplitude detection unit 10, the frequency / amplitude display unit 11, and the limit vibration determination unit 12 of the first embodiment in that a motor model unit 15, Vθ is used. An arithmetic unit 16, subtractors 17 and 18, and a resonance frequency determination unit 19 are provided.

モータモデル部15は、補正d軸電流指令値Id*とq軸電流指令値Iq*(=0)の入力と、図4,図5に示すPMモータ7のモデルに従って、理論的に算出されるモータ端子電圧の理論実効値Vmdlと、モータ端子電圧VとPMモータ7の電機子電流Iaとの理論位相差θmdlを算出して出力する。 The motor model unit 15 is theoretically calculated according to the input of the corrected d-axis current command value Id * and the q-axis current command value Iq * (= 0) and the model of the PM motor 7 shown in FIGS. The theoretical effective value Vmdl of the motor terminal voltage and the theoretical phase difference θmdl between the motor terminal voltage V and the armature current Ia of the PM motor 7 are calculated and output.

Vθ演算器16は、電流制御器4が出力するd軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*より、インバータ6bがPMモータ7へ印加する電圧(PMモータ端子電圧V(ωk))の実効値と、PMモータ7の電圧とモータの電機子電流Iaとの位相差θを推定演算して出力する。 The Vθ calculator 16 determines the voltage (PM motor terminal voltage V (ω k ) applied by the inverter 6b to the PM motor 7 from the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * output from the current controller 4. ) And the phase difference θ between the PM motor 7 voltage and the motor armature current Ia are estimated and output.

PMモータ7の等価回路を図4に示す。また、PMモータ7が有負荷で回転しているときのベクトル図を図5に示す。図4および図5中の各記号の意味を以下に示す。
V:モータ端子電圧[V]
0:モータ端子電圧Vから電機子巻線抵抗Rによる電圧降下分RIaを除いた電圧[V]
a:電機子電流[A]
d:d軸電機子電流[A]
q:q軸電機子電流[A]
R:電機子巻線抵抗[Ω]
s:電機子巻線同期リアクタンス[Ω]
d:d軸電機子巻線同期リアクタンス[Ω]
q:q軸電機子巻線同期リアクタンス[Ω]
ωe:電気角速度[red/s]
a:誘導起電力[V]
ψm:永久磁石の磁束[Wb]
ψa:鎖交磁束[Wb]
ψ0:総合磁束[Wb]
次に、PMモータ7を停止(トルク指令値Tref=0,q軸電流Iq=0,電気角速度ωe=0)させたまま、d軸電流Idを負方向に所定の周波数fk(加振周波数)で流し、PMモータ7の半径方向に電磁加振力を発生させて加振させた場合のベクトル図を図6と図7に示す。
An equivalent circuit of the PM motor 7 is shown in FIG. FIG. 5 shows a vector diagram when the PM motor 7 is rotating with a load. The meaning of each symbol in FIGS. 4 and 5 is shown below.
V: Motor terminal voltage [V]
V 0 : voltage obtained by removing the voltage drop RI a due to the armature winding resistance R from the motor terminal voltage V [V]
I a : Armature current [A]
I d : d-axis armature current [A]
I q : q-axis armature current [A]
R: Armature winding resistance [Ω]
L s : Armature winding synchronous reactance [Ω]
L d : d-axis armature winding synchronous reactance [Ω]
L q : q-axis armature winding synchronous reactance [Ω]
ω e : electrical angular velocity [red / s]
E a : induced electromotive force [V]
ψ m : Magnetic flux [Wb] of the permanent magnet
ψ a : flux linkage [Wb]
ψ 0 : Total magnetic flux [Wb]
Next, while the PM motor 7 is stopped (torque command value Tref = 0, q-axis current I q = 0, electrical angular velocity ω e = 0), the d-axis current I d is changed to a predetermined frequency f k (in the negative direction). FIG. 6 and FIG. 7 show vector diagrams in the case where an electromagnetic excitation force is generated in the radial direction of the PM motor 7 and is excited.

図6で新たに定義された記号の意味を以下に示す。
ωk:加振角速度(=2πfk)[rad/s]
θ:モータ端子電圧V(ωk)と電機子電流Ia(ωk)の位相差[rad]
ここで、|V(ωk)|はモータモデルから算出したモータ端子電圧の理論実効値Vmdlと同じ値になる。また、θはモータモデルから算出した理論位相差θmdlと一致する。
The meanings of the symbols newly defined in FIG. 6 are shown below.
ω k : excitation angular velocity (= 2πf k ) [rad / s]
θ: phase difference between motor terminal voltage V (ω k ) and armature current I ak ) [rad]
Here, | V (ω k ) | becomes the same value as the theoretical effective value Vmdl of the motor terminal voltage calculated from the motor model. Further, θ coincides with the theoretical phase difference θmdl calculated from the motor model.

図7で新たに定義された記号の意味を以下に示す。
K(ωk):加振周波数fkにおける比例係数(ステータとロータのギャップの変化がないときはゼロとなり、ギャップの変化が大きいほど値が大きくなる。)
ここで、|V(ωk)|はモータモデルから算出したモータ端子電圧の理論実効値Vmdlと一致しない。また、θはモータモデルから算出した理論位相差θmdlと一致しない。K(ωk)dψa/dtはモータ半径方向の機械的共振によりステータとロータのギャップが発生したことによる起電力である。起電力K(ωk)dψa/dtは磁束ψaを微分して算出する。その磁束ψaはd軸電流Idに比例するため、起電力の位相はIdに対して90°ずれる。(q軸上に乗る)
機械的共振点ではない加振周波数fkの場合、図6に示すようにモータ端子電圧V(ωk)とモータモデル部15から算出したモータ端子電圧の理論実効値Vmdl(ωk)は一致する。また、モータ端子電圧V(ωk)と電機子電流Iaの位相差θもモータモデル部15から算出した理論位相差θmdlと一致する。
The meanings of the symbols newly defined in FIG. 7 are shown below.
K (ω k ): Proportional coefficient at the excitation frequency f k (zero when there is no change in the gap between the stator and the rotor, and the value increases as the change in the gap increases)
Here, | V (ω k ) | does not coincide with the theoretical effective value Vmdl of the motor terminal voltage calculated from the motor model. Further, θ does not coincide with the theoretical phase difference θmdl calculated from the motor model. K (ω k ) dψa / dt is an electromotive force due to the occurrence of a gap between the stator and the rotor due to mechanical resonance in the motor radial direction. The electromotive force K (ωk) dψa / dt is calculated by differentiating the magnetic flux ψa. Since the magnetic flux ψa is proportional to the d-axis current Id, the phase of the electromotive force is shifted by 90 ° with respect to Id. (Get on the q-axis)
In the case of an excitation frequency f k that is not a mechanical resonance point, the motor terminal voltage V (ω k ) and the theoretical effective value Vmdl (ω k ) of the motor terminal voltage calculated from the motor model unit 15 match as shown in FIG. To do. In addition, the phase difference θ between the motor terminal voltage V (ω k ) and the armature current I a also matches the theoretical phase difference θmdl calculated from the motor model unit 15.

一方で、加振周波数fkが共振周波数fk’に近づくにつれ、ロータとステータのギャップ変化が徐々に大きくなり、それによりステータコイルに徐々に起電力K(ωk)dψa/dtが生じる。そのため、図7に示すようにモータ端子電圧V(ωk)とモータモデル部15から算出したモータ端子電圧の理論実効値Vmdl(ωk)は一致しなくなる。また、モータ端子電圧V(ωk)と電機子電流Iaの位相差θもモータモデル部15から算出した理論位相差θmdlとも一致しなくなる。 On the other hand, as the excitation frequency f k approaches the resonance frequency f k ′, the change in the gap between the rotor and the stator gradually increases, thereby gradually generating an electromotive force K (ω k ) dψa / dt in the stator coil. Therefore, as shown in FIG. 7, the motor terminal voltage V (ω k ) and the theoretical effective value Vmdl (ω k ) of the motor terminal voltage calculated from the motor model unit 15 do not match. Further, the phase difference θ between the motor terminal voltage V (ω k ) and the armature current I a also does not match the theoretical phase difference θmdl calculated from the motor model unit 15.

まとめると、下記(1)〜(3)となる。
(1)加振周波数fkが共振周波数fk’に近づくにつれ、ロータとステータのギャップの変化が大きくなる。
(2)ギャップの変化によりステータとコイルに起電力が発生する。
(3)モータ端子電圧V(ωk)およびモータ端子電圧と電機子電流の位相差θが、モータモデル部15から算出したモータ端子電圧の理論実効値Vmdl(ωk),理論位相差θmdlと一致しなくなる。すなわち、モータ端子電圧V(ωk)とモータ端子電圧と電機子電流の位相差θのそれぞれについて誤差が発生する。
In summary, the following (1) to (3) are obtained.
(1) As the excitation frequency f k approaches the resonance frequency f k ′, the change in the gap between the rotor and the stator increases.
(2) An electromotive force is generated in the stator and the coil due to the change in the gap.
(3) The motor terminal voltage V (ω k ) and the phase difference θ between the motor terminal voltage and the armature current are the theoretical effective value Vmdl (ω k ) and the theoretical phase difference θ mdl of the motor terminal voltage calculated from the motor model unit 15. Will not match. That is, an error occurs for each of the motor terminal voltage V (ω k ), the motor terminal voltage, and the phase difference θ of the armature current.

図3では、減算器17,18において、モータ端子電圧の誤差Verr,電圧電流位相差の誤差θerrを演算する。   In FIG. 3, the subtracters 17 and 18 calculate the motor terminal voltage error Verr and the voltage-current phase difference error θerr.

本実施形態2は共振周波数判定部19において、(3)の現象で発生するモータ端子電圧の誤差Verr(ωk)、または、電圧電流位相差の誤差θerrの少なくともいずれか一方を特徴量とし、その誤差があらかじめ設定した基準値を超過した場合に、そのときの加振周波数fkをモータの半径方向に発生する機械的共振の共振周波数と判断する。 In the second embodiment, the resonance frequency determination unit 19 uses at least one of the error Verr (ω k ) of the motor terminal voltage generated by the phenomenon of (3) or the error θerr of the voltage / current phase difference as a feature amount, When the error exceeds a preset reference value, the vibration frequency f k at that time is determined as the resonance frequency of mechanical resonance generated in the radial direction of the motor.

この場合、図3のスイッチ14が上側に切り替り、d軸電流指令値Id*は周波数成分をもつ加振d軸電流指令値Idfが重畳されない一定値となるため、PMモータ7は振動が起こらない停止状態になる。このPMモータ破損に対する保護機能が働く場合は上記の機械的共振点の確認ができないため、振動が低くなるようにPMモータ7を再製作して、再評価試験を行うことになる。 In this case, the switch 14 in FIG. 3 is switched to the upper side, and the d-axis current command value Id * becomes a constant value in which the excitation d-axis current command value Idf having a frequency component is not superimposed, so that the PM motor 7 does not vibrate. There will be no stop. When this PM motor damage protection function works, the mechanical resonance point cannot be confirmed. Therefore, the PM motor 7 is remanufactured so as to reduce the vibration, and a re-evaluation test is performed.

以上によって、PMモータ7の機械的共振点を探索することができる。その後、図3の評価試験システムではない、実運用を行うPMモータ運転システムで振動の評価試験を行うことになる。この評価試験時にインバータ6bからPMモータ7へ印加する電圧の周波数を可変にさせて、PMモータ7を回転運転させる。この時は、トルク指令値Tref=0としない。このシステムに適用するモータ制御装置は、既に機械的共振点の探索が終了しているため、加振用d軸電流指令部13を有する図3の機能を持つモータ制御装置でなくともよい。さらに、特許文献1に記載の技術を搭載していないモータ制御装置でよい。   As described above, the mechanical resonance point of the PM motor 7 can be searched. Thereafter, the vibration evaluation test is performed by a PM motor operation system that performs actual operation, which is not the evaluation test system of FIG. In this evaluation test, the frequency of the voltage applied from the inverter 6b to the PM motor 7 is made variable, and the PM motor 7 is rotated. At this time, the torque command value Tref = 0 is not set. Since the search for the mechanical resonance point has already been completed, the motor control device applied to this system may not be a motor control device having the function of FIG. 3 having the excitation d-axis current command unit 13. Furthermore, the motor control apparatus which does not mount the technique of patent document 1 may be sufficient.

図3のモータ振動評価試験装置で求めた機械的共振点の周波数でのPMモータ7の振動が許容値以下であれば、このシステムの耐振動の評価試験は合格となり完了する。また、この評価試験の結果、振動が合格条件より大きいようであればPMモータ7のステータ箇体構造の改善を図り、最終的には振動が合格条件となるPMモータ7を製作する。   If the vibration of the PM motor 7 at the frequency of the mechanical resonance point determined by the motor vibration evaluation test apparatus of FIG. 3 is less than the allowable value, the vibration resistance evaluation test of this system is passed and completed. Further, as a result of the evaluation test, if the vibration is larger than the acceptable condition, the structure of the stator body of the PM motor 7 is improved, and finally the PM motor 7 having the acceptable vibration condition is manufactured.

本実施形態2では、図3の機能をもつモータ制御装置は機械的共振点探索の評価試験用に1台あればよい。   In the second embodiment, only one motor control device having the function of FIG. 3 may be used for the evaluation test of the mechanical resonance point search.

本実施形態2 を用いることによって、特許文献1のような複雑な演算を行うインバータを用いることなく、PMモータ7を振動で破壊させることのないシステムを構築することができる。さらに、特許文献1に必要な加速度センサを設けなくともよい。このことは、このシステムのコストの低減につながる。   By using the second embodiment, it is possible to construct a system that does not cause the PM motor 7 to be destroyed by vibration without using an inverter that performs complicated calculations as in Patent Document 1. Furthermore, it is not necessary to provide the acceleration sensor required in Patent Document 1. This leads to a reduction in the cost of this system.

さらに、実運用のシステムでのPMモータ更新時において、既存のモータ制御装置を更新することなくそのまま適用できるため、システムの更新時に交換するのはPMモータ7のみでよい。   Furthermore, since the existing motor control device can be applied as it is without updating when updating the PM motor in the actual operation system, only the PM motor 7 needs to be replaced when the system is updated.

また、実施形態1の振動評価試験装置ではPMモータ7の半径方向の機械共振点を探索するため振動センサ9が必要であったが、本実施形態2は、その振動センサ9を省略しながらも、機械的共振点を探索することが可能となる。   Further, in the vibration evaluation test apparatus of the first embodiment, the vibration sensor 9 is necessary to search for the mechanical resonance point in the radial direction of the PM motor 7, but in the second embodiment, the vibration sensor 9 is omitted. It becomes possible to search for a mechanical resonance point.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。   Although the present invention has been described in detail only for the specific examples described above, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention. Such variations and modifications are naturally within the scope of the claims.

1…トルク指令値演算器
2…電流指令値演算器
3…加算器
4…電流制御器
5…二相三相変換器
6a…PWM制御器
6b…インバータ
7…PMモータ
8…三相二相変換器
13…加振用d軸電流指令部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Torque command value calculator 2 ... Current command value calculator 3 ... Adder 4 ... Current controller 5 ... Two phase three phase converter 6a ... PWM controller 6b ... Inverter 7 ... PM motor 8 ... Three phase two phase conversion 13 ... D-axis current command for vibration

Claims (4)

トルク指令値演算器により、トルク指令値を0として出力し、
電流指令値演算器により、前記トルク指令値からd軸電流指令値とq軸電流指令値とを演算し、
加振用d軸電流指令部により、加振周波数を可変にし、所定の振幅を持ち、振幅分だけ負側にオフセットを持たせた正弦波信号を加振d軸電流指令値として出力し、
加算器により、前記d軸電流指令値と前記加振d軸電流指令値とを加算して、補正d軸電流指令値を出力し、
電流制御器により、前記補正d軸電流指令値と前記q軸電流指令値とd軸電流検出値とq軸電流検出値とモータ位相検出値とに基づいてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出し、
二相三相変換器により、前記d軸電圧指令値とq軸電圧指令値とモータ位相検出値とに基づいて三相電圧指令値を算出し、
PWM制御器により、前記三相電圧指令値とキャリア信号とに基づいてPWM信号を生成し、
インバータにより、前記PWM信号に基づいてスイッチングデバイスをON/OFFし、モータに電力を供給することを特徴とするモータ振動評価試験方法。
The torque command value calculator outputs the torque command value as 0,
A current command value calculator calculates a d-axis current command value and a q-axis current command value from the torque command value,
The oscillating d-axis current command unit outputs a sine wave signal with a variable amplitude, a predetermined amplitude, and an offset on the negative side corresponding to the amplitude, as an oscillating d-axis current command value.
The adder adds the d-axis current command value and the excitation d-axis current command value to output a corrected d-axis current command value;
Based on the corrected d-axis current command value, the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value, a current controller controls the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command. Calculate the value,
A two-phase three-phase converter calculates a three-phase voltage command value based on the d-axis voltage command value, the q-axis voltage command value, and the motor phase detection value,
A PWM controller generates a PWM signal based on the three-phase voltage command value and the carrier signal,
A motor vibration evaluation test method, wherein an inverter is used to turn on / off a switching device based on the PWM signal and supply electric power to the motor.
モータの振動の振幅を計測する周波数/振幅検出部からの検出値を取り込む限界振動判定部により、モータの振動が闘値に到達したか否かを判定し、
モータの振動が閾値に到達した場合、
前記加算器において、前記加振d軸電流指令値を前記d軸電流指令値に加算することを停止し、
前記電流制御器において、前記d軸電流指令値と前記q軸電流指令値と前記d軸電流検出値と前記q軸電流検出値と前記モータ位相検出値とに基づいて前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値を算出することを特徴とする請求項1記載のモータ振動評価試験方法。
The limit vibration determination unit that takes in the detection value from the frequency / amplitude detection unit that measures the amplitude of the vibration of the motor determines whether or not the motor vibration has reached the threshold value,
When the motor vibration reaches the threshold,
Stopping adding the excitation d-axis current command value to the d-axis current command value in the adder;
In the current controller, based on the d-axis current command value, the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value, The motor vibration evaluation test method according to claim 1, wherein the q-axis voltage command value is calculated.
モータモデル部により、前記d軸電流指令値と、前記q軸電流指令値と、前記モータのモデルに従って、モータ端子電圧の理論実効値と、モータ端子電圧とPMモータの電機子電流との理論位相差と、を算出して出力し、
Vθ演算器により、前記電流制御器が出力する前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値に基づいて、モータ端子電圧の実効値と前記モータの電圧と前記モータの電機子電流との位相差と、を推定演算して出力し、
前記モータ端子電圧の理論実効値と前記モータ端子電圧の実効値との誤差と、前記理論位相差と前記モータ端子電圧と前記モータの電機子電流との位相差との誤差、のうち少なくとも何れか一方が閾値を超えた場合、
前記加算器において、前記加振d軸電流指令値を前記d軸電流指令値に加算することを停止し、
前記電流制御器において、前記d軸電流指令値と前記q軸電流指令値と前記d軸電流検出値と前記q軸電流検出値と前記モータ位相検出値とに基づいて前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値を算出することを特徴とする請求項1記載のモータ振動評価試験方法。
According to the motor model unit, according to the d-axis current command value, the q-axis current command value, and the motor model, the theoretical effective value of the motor terminal voltage, and the theoretical position of the motor terminal voltage and the armature current of the PM motor. Calculate and output the phase difference,
Based on the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value output from the current controller by the Vθ calculator, the effective value of the motor terminal voltage, the voltage of the motor, and the armature current of the motor are compared. Estimate and output the phase difference,
At least one of an error between the theoretical effective value of the motor terminal voltage and the effective value of the motor terminal voltage and an error between the theoretical phase difference and the phase difference between the motor terminal voltage and the armature current of the motor. If one exceeds the threshold,
Stopping adding the excitation d-axis current command value to the d-axis current command value in the adder;
In the current controller, based on the d-axis current command value, the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value, The motor vibration evaluation test method according to claim 1, wherein the q-axis voltage command value is calculated.
トルク指令値を0として出力するトルク指令値演算器と、
前記トルク指令値からd軸電流指令値とq軸電流指令値とを演算する電流指令演算器と、
加振周波数を可変にし、所定の振幅を持ち、振幅分だけ負側にオフセットを持たせた正弦波信号を加振d軸電流指令値として出力する加振用d軸電流指令部と、
前記d軸電流指令値と前記加振d軸電流指令値とを加算して、補正d軸電流指令値を出力する加算器と、
前記補正d軸電流指令値と前記q軸電流指令値とd軸電流検出値とq軸電流検出値とモータ位相検出値とに基づいてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出する電流制御器と、
前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値とモータ位相検出値とに基づいて三相電圧指令値を算出する二相三相変換器と、
前記三相電圧指令値とキャリア信号とに基づいてPWM信号を生成するPWM制御器と、
前記PWM信号に基づいてスイッチングデバイスをON/OFFし、モータに電力を供給するインバータと、
を備えたことを特徴とするモータ振動評価試験装置。
A torque command value calculator for outputting the torque command value as 0;
A current command calculator for calculating a d-axis current command value and a q-axis current command value from the torque command value;
A vibration d-axis current command unit that outputs a sine wave signal having a variable excitation frequency, a predetermined amplitude, and an offset on the negative side by the amplitude, as a vibration d-axis current command value;
An adder that adds the d-axis current command value and the excitation d-axis current command value and outputs a corrected d-axis current command value;
Current for calculating a d-axis voltage command value and a q-axis voltage command value based on the corrected d-axis current command value, the q-axis current command value, the d-axis current detection value, the q-axis current detection value, and the motor phase detection value A controller;
A two-phase three-phase converter that calculates a three-phase voltage command value based on the d-axis voltage command value, the q-axis voltage command value, and the motor phase detection value;
A PWM controller that generates a PWM signal based on the three-phase voltage command value and the carrier signal;
An inverter for turning ON / OFF the switching device based on the PWM signal and supplying electric power to the motor;
A motor vibration evaluation test apparatus comprising:
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