JP2017175819A - Motor drive device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce vibrations in a radial direction without largely increasing d-axis current which contributes little to torque.SOLUTION: The motor drive device modulates a d-axis current, by using a frequency of 6 times of a drive current frequency of a motor 1, between a d-axis maximum current flow rate, which has a large absolute value as a maximum value in a magnetic field direction weaker than the d-axis current flow rate at which the motor efficiency gets maximum, and a d-axis current value smaller than the d-axis maximum current value as an actual d-axis current value. With this, the magnitude of the attraction force in a radial direction can be restricted by using a drive current, mean value or effective value of which is smaller than the d-axis maximum current value. Thus, vibrations in a radial direction can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電気エネルギを機械エネルギに変換して、所望の仕事を行う機械における、モータ駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a motor drive device in a machine that converts electrical energy into mechanical energy and performs desired work.

従来、この種のモータ駆動装置は、任意の回転速度を得るため、半導体回路により駆動制御するものであり、なかでも、回転子内に永久磁石を有するモータを用いることにより、小型で高効率なものが実現できる。特に、希土類元素を含む、より強力な永久磁石を採用することにより、高効率のモータを実現できる。   Conventionally, this type of motor drive device is driven and controlled by a semiconductor circuit in order to obtain an arbitrary rotation speed. Among these, a motor having a permanent magnet in a rotor is used, so that it is small and highly efficient. Things can be realized. In particular, a highly efficient motor can be realized by employing a stronger permanent magnet containing a rare earth element.

ところが、強力な永久磁石を用いると、永久磁石とステータ各相との間の吸引/反発力により回転トルクを得ることができる反面、ステータ各相と永久磁石が同じ角度にあるときには、回転方向ではなく、半径方向に吸引力を発生してしまう。この吸引力は極性に関係なく、磁力の大きいところで増大し、回転角度によって一様な値ではない。結果として、ステータの一点において、電気周波数の2倍の周波数(電気二次周波数)で半径方向の振動を引き起こす。これに対して、家庭電化機器や電気自動車などを念頭において、トルクに殆ど寄与しないd軸電流を意図的に流すことにより、半径方向の振動を低減する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   However, when a strong permanent magnet is used, rotational torque can be obtained by the attractive / repulsive force between the permanent magnet and each phase of the stator. On the other hand, when each stator phase and the permanent magnet are at the same angle, However, a suction force is generated in the radial direction. This attractive force increases regardless of polarity, and increases at a high magnetic force, and is not a uniform value depending on the rotation angle. As a result, at one point of the stator, radial vibration is caused at a frequency twice the electrical frequency (electrical secondary frequency). On the other hand, a technique for reducing radial vibration by intentionally flowing a d-axis current that hardly contributes to torque has been proposed in consideration of home appliances and electric vehicles (for example, Patent Documents). 1).

特開2015−211561号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-211561 特開2008−17642号公報JP 2008-17642 A

しかしながら、前記従来の技術では、トルクに殆ど寄与しないd軸電流を常に流す必要があるため、駆動電流が増加し、モータの銅損が増加するという課題を有している。これに対して、d軸電流を揺らがせることにより損失の増加を抑制する手法も提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、特許文献2に開示された技術は、変動周波数成分を実験的に求めるものであり、変調振幅や位相などの調整も含めると、その変調のパラメータを決定することに膨大な工数を要することになる。   However, the conventional technique has a problem that the d-axis current that hardly contributes to the torque needs to flow constantly, so that the drive current increases and the copper loss of the motor increases. On the other hand, a technique for suppressing an increase in loss by changing the d-axis current has been proposed (see, for example, Patent Document 2). However, the technique disclosed in Patent Document 2 experimentally obtains a variable frequency component, and when adjustments such as modulation amplitude and phase are included, it takes a lot of man-hours to determine parameters of the modulation. become.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、モータの銅損の増加を抑制しつつ、簡便に径方向の振動を抑制することができるとしたモータ駆動装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a motor driving device that can easily suppress radial vibration while suppressing increase in copper loss of the motor. .

前記従来の課題を解決するために、本発明のモータ駆動装置は、d軸電流を電気周波数の6倍の周波数で揺らがせるものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the motor driving device of the present invention swings the d-axis current at a frequency that is six times the electrical frequency.

これによって、全ての相のステータにおいて、半径方向の吸引力が最大となる回転位相において、大きなd軸電流により吸引力を弱める効果を大きくし、それ以外のところではd軸電流を少なくして、必ずしも吸引力を弱めるとは限らないようにできるので、吸引力の変化の振幅を小さくすることができ、径方向振動を弱めることができる。   This increases the effect of weakening the attractive force with a large d-axis current in the rotational phase where the radial attractive force is maximum in all phases of the stator, and reduces the d-axis current in other areas, Since the suction force cannot necessarily be weakened, the amplitude of the change in the suction force can be reduced, and the radial vibration can be weakened.

本発明のモータ駆動装置は、損失増加を抑制しつつ、径方向の振動を抑制することができる。   The motor drive device of the present invention can suppress radial vibration while suppressing an increase in loss.

本発明の実施の形態1におけるモータ駆動装置の制御ブロック図Control block diagram of motor drive device in Embodiment 1 of the present invention 同制御ブロックにおける、波形図Waveform diagram in the same control block

第1の発明は、可変周波数と可変電流の交流を出力可能な電力変換器と、当該電力変換器に接続された同期モータを任意の回転数で駆動制御する制御器とを備えるモータ駆動装置であって、
前記制御器は、その駆動電流周波数の6倍の周波数で、モータ効率が最大となるd軸電流量よりも弱め界磁方向で絶対値の大きい値を最大値とするd軸最大電流量と、当該d軸最大電流値よりも小さいd軸電流値との間の実d軸電流値として変調するものである。
1st invention is a motor drive device provided with the power converter which can output the alternating current of variable frequency and variable current, and the controller which carries out drive control of the synchronous motor connected to the said power converter at arbitrary rotation speeds There,
The controller has a d-axis maximum current amount having a maximum absolute value in the field-weakening direction than the d-axis current amount at which the motor efficiency is maximum at a frequency six times the drive current frequency; This is modulated as an actual d-axis current value between the d-axis current value smaller than the d-axis maximum current value.

これによって、径方向吸引力の大きい期間での吸引力を弱め、逆に径方向吸引力が小さくなる期間では吸引力を弱めないので、吸引力の変化振幅が小さくなり、常に弱めるためのd軸電流を増加させる手法よりも電流による損失増加を少なく保ちつつ、径方向の振動を低減することができる。   As a result, the suction force is weakened in the period in which the radial suction force is large, and conversely, the suction force is not weakened in the period in which the radial suction force is small. The vibration in the radial direction can be reduced while keeping the increase in loss due to the current smaller than the method of increasing the current.

第2の発明は、特に第1の発明において、前記変調される実d軸電流がd軸電流最大値となる位相は、前記同期モータが有する少なくとも一つの相のコイルにおいて、径方向の磁気吸引力が最大となる位相であるものである。   According to a second aspect of the invention, in particular, in the first aspect of the invention, the phase at which the modulated actual d-axis current becomes the maximum d-axis current is a radial magnetic attraction in at least one phase coil of the synchronous motor. The phase where the force is maximum.

半径方向の磁気吸引力は、当該相においてトルクを発生しない位相にあるときに最大になり、トルクを発生できる位相にあるときには小さくなる。   The magnetic attractive force in the radial direction becomes maximum when the phase is in a phase where no torque is generated, and becomes small when the phase is in a phase where torque can be generated.

第3の発明は、特に第1または第2の発明において、前記電力変換器の電力とモータ回転数より、前記同期モータのトルクを算出し、算出したトルクに応じて、実d軸電流の変調振幅および変調情報の位相を定めるものである。   In a third aspect of the invention, particularly in the first or second aspect of the invention, the torque of the synchronous motor is calculated from the power of the power converter and the motor rotation speed, and the actual d-axis current is modulated according to the calculated torque. It defines the amplitude and phase of the modulation information.

ロータの内部に永久磁石を内蔵させた、いわゆるIPMモータでは、リラクタンストルクにより径方向吸引力の変動位相や大きさが変化するので、それぞれのトルクにおける位相変動量や大きさの変化を予め求めておき、トルクを検出することにより、d軸電流の変調位相や変調幅を調整することで、常に最適な振動低減効果を得ることができる。   In a so-called IPM motor with a permanent magnet built into the rotor, the fluctuation phase and magnitude of the radial attractive force change due to the reluctance torque, so the phase fluctuation amount and magnitude change in each torque are obtained in advance. In addition, by detecting the torque and adjusting the modulation phase and modulation width of the d-axis current, it is possible to always obtain the optimum vibration reduction effect.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態におけるモータ駆動装置の回路ブロック構成を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit block configuration of a motor drive device according to an embodiment of the present invention.

図1において、モータ駆動装置は、可変周波数と可変電流の交流を出力可能な電力変換器と、電力変換器に接続されたモータ1と、モータ1を任意の回転数で駆動制御する制御器とを備えている。モータ1は、3つのコイルを備えた、三相の永久磁石同期モータである。   In FIG. 1, a motor drive device includes a power converter capable of outputting an alternating current of variable frequency and variable current, a motor 1 connected to the power converter, and a controller for driving and controlling the motor 1 at an arbitrary rotation number. It has. The motor 1 is a three-phase permanent magnet synchronous motor having three coils.

モータ1の回転状況を電流センサ3u、3v、3wにて検出し、回転位相θの情報あるいは推定情報θ^を用いて座標変換手段4にて座標変換し、d軸電流情報Id、q軸電流
情報Iqに変換する。ここでd軸電流は、励磁的な電流であり、モータトルクには殆ど寄与しない電流であり、逆にq軸電流は、モータトルクに大きく寄与する電流である。
The rotation status of the motor 1 is detected by the current sensors 3u, 3v, 3w, and coordinate conversion is performed by the coordinate conversion means 4 using the information of the rotation phase θ or the estimation information θ ^, and d-axis current information Id, q-axis current Convert to information Iq. Here, the d-axis current is an exciting current and hardly contributes to the motor torque. Conversely, the q-axis current is a current that greatly contributes to the motor torque.

d軸電流Idは、比較器12に入力されて、d軸電流指令値Id*と比較して、その誤差を電流補償手段14に入力して、等価的に電圧情報化したd軸電圧指令情報Vd*を得る。   The d-axis current Id is input to the comparator 12, compared with the d-axis current command value Id *, and the error is input to the current compensation means 14 to equivalently convert the d-axis voltage command information into voltage information. Obtain Vd *.

同様に、q軸電流Iqは、比較器10に入力されて、q軸電流指令値Iq*と比較して、その誤差を電流補償手段13に入力して、等価的に電圧情報化したq軸電圧指令情報Vq*を得る。   Similarly, the q-axis current Iq is input to the comparator 10, compared with the q-axis current command value Iq *, the error is input to the current compensation means 13, and the q-axis is converted into voltage information equivalently. Voltage command information Vq * is obtained.

電流補償手段13、14は、それぞれの電流制御が高速かつ安定に動作させるための手段であり、例えば、良く知られたPI(比例・積分)制御などが用いられる。このようにして得られた、d軸電圧指令情報Vd*とq軸電圧指令情報Vq*とは、座標変換手段5に送られて、回転位相情報θの情報あるいは、推定情報θ^を用いて、三相電圧指令情報Vu*、Vv*、Vw*に変換される。   The current compensation means 13 and 14 are means for causing each current control to operate stably at high speed. For example, well-known PI (proportional / integral) control is used. The d-axis voltage command information Vd * and the q-axis voltage command information Vq * obtained in this way are sent to the coordinate conversion means 5, and the rotational phase information θ information or the estimation information θ ^ is used. , Converted into three-phase voltage command information Vu *, Vv *, Vw *.

得られた三相電圧指令情報Vu*、Vv*、Vw*は、三相交流電源2に送られて,電力を出現できる電圧に変換され、モータ1を駆動する。このようにして、モータ1に対して、所望の電流Id*、Iq*で駆動する制御系が構成される。   The obtained three-phase voltage command information Vu *, Vv *, Vw * is sent to the three-phase AC power supply 2 and converted into a voltage at which power can appear to drive the motor 1. Thus, a control system for driving the motor 1 with desired currents Id * and Iq * is configured.

次に、モータ1の回転位相の推定情報θ^について説明する。回転位相推定手段6は、モータ1の電流情報Id、Iqおよび駆動電圧情報Vd*、Vq*からモータ1の回転位相の推定を行うものである。モータ1のインダクタンスや巻き線抵抗が既知であれば、これらを用いて、回転位相θおよび回転速度ωを推定することが可能である。例えば、モータ1の永久磁石同期モータであれば、モータパラメータのRa、Ld、Lq、Ψaを用いて、下記式(1)で示される電圧方程式が成立する。   Next, the rotational phase estimation information θ ^ of the motor 1 will be described. The rotational phase estimation means 6 estimates the rotational phase of the motor 1 from the current information Id and Iq of the motor 1 and the drive voltage information Vd * and Vq *. If the inductance and winding resistance of the motor 1 are known, the rotational phase θ and the rotational speed ω can be estimated using these. For example, if it is a permanent magnet synchronous motor of the motor 1, the voltage equation shown by the following formula (1) is established using the motor parameters Ra, Ld, Lq, and Ψa.

この回転位相推定に若干の誤差「Δθ」があるとすると、下記式(2)のように、電圧方程式のd軸電圧成分に誤差「Δθ」に略比例した誤差が出現する。   If there is a slight error “Δθ” in this rotational phase estimation, an error substantially proportional to the error “Δθ” appears in the d-axis voltage component of the voltage equation, as shown in the following equation (2).

したがって、電流制御によりVd、VqとId、Iqとを安定させながら、d軸成分に誤差「Δθ」が出現しないように、回転位相推定を修正してやれば、推定位相が正しい位
相になっていることになる。また、推定速度ωはその位相の微分情報として得ることができる。なお、回転位相推定の方法は、この方法に限定されるものではない。
Therefore, if the rotational phase estimation is corrected so that the error “Δθ” does not appear in the d-axis component while stabilizing Vd, Vq and Id, Iq by current control, the estimated phase is correct. become. The estimated speed ω can be obtained as differential information of the phase. Note that the method of rotational phase estimation is not limited to this method.

このようにして得られた推定位相情報θ^を座標変換手段4、5や6逓倍手段19に送り、また、推定速度情報ω^は、速度比較手段7に送り、回転速度制御を実現する。   The estimated phase information θ ^ obtained in this way is sent to the coordinate conversion means 4, 5 and the 6-times multiplication means 19, and the estimated speed information ω ^ is sent to the speed comparison means 7 to realize rotational speed control.

一方、速度比較手段7では、モータ駆動装置が実現しようとする目標回転速度ω*と推定回転速度情報ω^とを比較し、その差を速度補償手段8に入力する。速度補償手段8は速度制御が高速かつ安定に動作させるための手段であり、電流制御系と同様に、良く知られたPI制御などの手法が用いられる。   On the other hand, the speed comparison means 7 compares the target rotational speed ω * to be realized by the motor drive device with the estimated rotational speed information ω ^ and inputs the difference to the speed compensation means 8. The speed compensation means 8 is a means for operating the speed control stably at high speed, and a well-known technique such as PI control is used as in the current control system.

速度補償手段8の出力は等価的にトルクに相当する電流の指令Ia*になる。トルク相当電流指令Ia*は分配手段9にて、q軸電流指令Iq*とd軸電流仮指令Id0*を得る。q軸電流指令Iq*は、電流検出の結果得られたq軸電流Iqと比較器10で比較されることにより、q軸電流の制御系を構成する。なお、分配手段9におけるd軸とq軸の電流の分配比は、三相交流電源2から得られる電力情報を動力情報と見なして回転数指令ω*で割った値、すなわちトルクに相当する量により最適になるように決定される。   The output of the speed compensation means 8 is equivalent to a current command Ia * corresponding to torque. The torque equivalent current command Ia * is obtained by the distribution means 9 as a q-axis current command Iq * and a d-axis current provisional command Id0 *. The q-axis current command Iq * is compared with the q-axis current Iq obtained as a result of the current detection by the comparator 10 to constitute a q-axis current control system. The distribution ratio of the d-axis and q-axis currents in the distribution means 9 is a value obtained by dividing power information obtained from the three-phase AC power source 2 as power information and dividing by the rotational speed command ω *, that is, an amount corresponding to torque. To be optimal.

一方、d軸電流の仮指令Id0*は、加算手段11で乗算手段18からの情報δId*と加算されて、d軸電流指令Id*とした後、比較器12にて、実際のd軸電流Idと比較されることによりd軸電流の制御系を構成する。   On the other hand, the provisional command Id0 * for the d-axis current is added to the information δId * from the multiplication unit 18 by the adding unit 11 to obtain the d-axis current command Id *. A d-axis current control system is configured by comparing with Id.

次に、乗算手段18からの情報δId*を得る工程について説明する。回転位相推定手段6の推定位相情報θ^は、6逓倍手段19を経由して、6倍の推定位相情報6θ^を得る。6倍の推定位相情報θ^は、加算手段20に送られて、第二の変換テーブル17から得られた、変調用位相オフセット情報「Δ」と加算されて、推定位相情報θ^に対する6倍の推定位相情報「6θ^+Δ」となる。   Next, the process of obtaining information δId * from the multiplication means 18 will be described. The estimated phase information θ ^ of the rotational phase estimation means 6 is obtained via the 6-times multiplication means 19 as 6-fold estimated phase information 6θ ^. The 6-fold estimated phase information θ ^ is sent to the adding means 20 and added to the modulation phase offset information “Δ” obtained from the second conversion table 17 to be 6 times the estimated phase information θ ^. Is estimated phase information “6θ ^ + Δ”.

この情報を正弦波演算手段21に入力し、「sin(6θ^+Δ)」を算出して、乗算手段18に入力して、第一の変換テーブル16から得られた、変調量情報と乗算して、d軸電流指令の変調量δId*を得る。ここで、第一の変換テーブル16、第二の変換テーブル17への入力情報は、ブロック15の出力、すなわちトルクに相当する量であり、トルクに応じて、第一の値である変調量、第二の値である変調用位相オフセットを読み出すものであり、モータ1のトルクによって生じる非線形特性に対応するものである。   This information is input to the sine wave calculation means 21, “sin (6θ ^ + Δ)” is calculated, input to the multiplication means 18, and multiplied by the modulation amount information obtained from the first conversion table 16. Thus, the modulation amount δId * of the d-axis current command is obtained. Here, the input information to the first conversion table 16 and the second conversion table 17 is the output of the block 15, that is, the amount corresponding to the torque, and the modulation amount which is the first value according to the torque, The modulation phase offset which is the second value is read and corresponds to the non-linear characteristic generated by the torque of the motor 1.

図1の構成により、d軸電流を電気周波数の6倍の周波数でゆらがせることができる。   With the configuration of FIG. 1, the d-axis current can be fluctuated at a frequency six times the electrical frequency.

図2は、回転位相における誘起電圧、d軸電流、径方向吸引力の関係を示す波形図である。図2(a)は、従来例と同じ、d軸電流を常にかつ一定に流すことによる吸引力変化を示しており、図2(b)は、本実施の形態のd軸電流の大きさを電気周波数の6倍で変調させるようにするものである。下段の吸引力波形において、d軸電流を殆ど流さない一般の駆動の場合は、破線のように、径方向吸引力は電気周波数の2倍周波数で大きく変動しており、この変動が径方向の加振力となり、振動騒音を引き起こす。図2(a)では、大きなd軸電流を常に一定に流すため、すべての位相において吸引力を弱める作用が働き、結果として、吸引力の変化も小さくなり、加振力が小さくなって、振動騒音を低減することができるものである。   FIG. 2 is a waveform diagram showing the relationship between the induced voltage, d-axis current, and radial attractive force in the rotational phase. FIG. 2 (a) shows the change in attractive force caused by constantly and constantly flowing the d-axis current as in the conventional example. FIG. 2 (b) shows the magnitude of the d-axis current in the present embodiment. Modulation is performed at 6 times the electrical frequency. In the case of general driving in which the d-axis current hardly flows in the lower suction force waveform, the radial suction force fluctuates greatly at twice the electrical frequency as shown by the broken line. It becomes an excitation force and causes vibration noise. In FIG. 2 (a), since a large d-axis current always flows constantly, the action of weakening the attractive force works in all phases. As a result, the change of the attractive force is reduced, the excitation force is reduced, and the vibration is reduced. Noise can be reduced.

一方、図2(b)では、d軸電流の大きさを揺らがせる。そのポイントは、径方向吸引力がもっとも大きくなるところである(T0、T6)でd軸電流を大きくし、径方向吸引力がもっとも小さくなるところである(T3、T9)で、d軸電流を少なくなるようにす
るものである。
On the other hand, in FIG. 2B, the magnitude of the d-axis current is fluctuated. The point is that the d-axis current is increased when the radial attractive force is the largest (T0, T6), and the d-axis current is decreased when the radial attractive force is the smallest (T3, T9). It is what you want to do.

これは1つの相における吸引力変化に着目して事例であるが、一般のモータは三相交流で駆動されるため、吸引力変化は互いに120度ずつずれて出現する。このため、他の相での径方向吸引力がもっとも大きくなるところである(T2,T4,T8、T10)でもd軸電流を大きくし、吸引力がもっとも小さくなるところである(T1,T5,T7)でもd軸電流を少なくなるようにする。すなわち、吸引力変化の周波数の3倍の周波数、すなわち電気周波数の6倍の周波数でd軸電流の大きさを変調する。   This is an example focusing on the suction force change in one phase, but since a general motor is driven by a three-phase alternating current, the suction force changes appear to be shifted from each other by 120 degrees. For this reason, even if the radial attractive force in the other phase is the largest (T2, T4, T8, T10), the d-axis current is increased and the attractive force is the smallest (T1, T5, T7). However, the d-axis current is reduced. That is, the magnitude of the d-axis current is modulated at a frequency three times the frequency of the attractive force change, that is, a frequency six times the electrical frequency.

このときの吸引力波形を図2(b)の下段に実線で示す。すなわち、吸引力がもっとも大きい位相においては、大きな抑制がなされ、吸引力がもっとも小さい位相においては、殆ど抑制がなされない。このため、吸引力変化の振幅は小さくなり、加振力が小さくなって、振動騒音を低減することができる。しかも、吸引力抑制に用いるd軸電流の平均値や実効値が下がるため、銅損の増大を低減することもできる。また、電気周波数の6倍周波数で変調することにより、三相すべてのコイルで同じ効果が得られる。   The suction force waveform at this time is shown by a solid line in the lower part of FIG. That is, large suppression is performed in the phase with the largest suction force, and almost no suppression is performed in the phase with the smallest suction force. For this reason, the amplitude of the suction force change is reduced, the excitation force is reduced, and vibration noise can be reduced. In addition, since the average value or effective value of the d-axis current used for suppressing the attractive force decreases, the increase in copper loss can also be reduced. Moreover, the same effect can be obtained in all three-phase coils by modulating at a frequency six times the electrical frequency.

なお、回転子内部に磁石を内蔵する形式のいわゆるIPMモータの場合、トルクに応じてd軸電流も流すほうが、効率が改善することが知られており、この場合、吸引力が最大になる位相や吸引力変化を小さくするための最適な電流量もずれるが、図1の第一の変換テーブル16や第二の変換テーブル17により補正することができ、しかもモータ緒元を用いて解析や予備実験を行えば、予め求めておくことができる。   In the case of a so-called IPM motor having a magnet built in the rotor, it is known that the d-axis current also flows according to the torque to improve the efficiency. In this case, the phase at which the attractive force is maximized The optimum current amount for reducing the suction force change is also shifted, but it can be corrected by the first conversion table 16 and the second conversion table 17 in FIG. If an experiment is performed, it can be obtained in advance.

以上のように、本実施の形態においては、電気周波数の6倍周波数でd軸電流の大きさを変調することにより、吸引力の変化振幅が低減できるので、加振力が低減され、銅損の増加量を低減しつつ、径方向振動騒音を抑制することができる。   As described above, in the present embodiment, the amplitude of change in attractive force can be reduced by modulating the magnitude of the d-axis current at a frequency six times the electrical frequency, so that the excitation force is reduced and the copper loss is reduced. It is possible to suppress radial vibration noise while reducing the amount of increase.

なお、実施例においては、モータの回転位相を推定する場合での例で示したが、回転位相検出器を設ける場合でも本発明を使用できることは明白である。   In the embodiment, an example in which the rotational phase of the motor is estimated is shown. However, it is apparent that the present invention can be used even when a rotational phase detector is provided.

以上のように、本発明にかかるモータ駆動装置は、損失の増加を抑制しながら、径方向の振動騒音を低減でき、さらに、d軸電流の変調周波数と回転数との関係が固定されているので、関連パラメータの決定も簡略化されるので、家庭電化製品や冷凍空調機器の電動圧縮機や、電気自動車のモータ駆動などの用途に容易に適用できる。   As described above, the motor drive device according to the present invention can reduce the vibration noise in the radial direction while suppressing an increase in loss, and the relationship between the modulation frequency of the d-axis current and the rotation speed is fixed. Therefore, since the determination of related parameters is also simplified, it can be easily applied to uses such as household appliances, electric compressors for refrigeration and air-conditioning equipment, and motor driving of electric vehicles.

1 モータ
2 三相交流電源
3u、3v、3w 電流センサ
4 座標変換手段
5 座標変換手段
6 回転位相推定手段
19 6逓倍手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor 2 Three-phase alternating current power supply 3u, 3v, 3w Current sensor 4 Coordinate conversion means 5 Coordinate conversion means 6 Rotation phase estimation means 19 6 Multiplication means

Claims (3)

可変周波数と可変電流の交流を出力可能な電力変換器と、
当該電力変換器に接続された同期モータを任意の回転数で駆動制御する制御器とを備えるモータ駆動装置であって、
前記制御器は、その駆動電流周波数の6倍の周波数で、モータ効率が最大となるd軸電流量よりも弱め界磁方向で絶対値の大きい値を最大値とするd軸最大電流量と、当該d軸最大電流値よりも小さいd軸電流値との間の実d軸電流値として変調する、モータ駆動装置。
A power converter capable of outputting AC of variable frequency and variable current;
A motor driving device comprising a controller that controls driving of the synchronous motor connected to the power converter at an arbitrary rotational speed;
The controller has a d-axis maximum current amount having a maximum absolute value in the field-weakening direction than the d-axis current amount at which the motor efficiency is maximum at a frequency six times the drive current frequency; A motor drive device that modulates an actual d-axis current value between a d-axis current value smaller than the d-axis maximum current value.
前記変調される実d軸電流がd軸電流最大値となる位相は、前記同期モータが有する少なくとも一つの相のコイルにおいて、径方向の磁気吸引力が最大となる位相である、請求項1に記載のモータ駆動装置。 The phase where the actual d-axis current to be modulated becomes the maximum value of the d-axis current is a phase where the magnetic attractive force in the radial direction is maximum in at least one phase coil of the synchronous motor. The motor drive device described. 前記電力変換器の電力とモータ回転数より、前記同期モータのトルクを算出し、算出したトルクに応じて、実d軸電流の変調振幅および変調情報の位相を定める、請求項1または2に記載のモータ駆動装置。
The torque of the synchronous motor is calculated from the power of the power converter and the motor rotation speed, and the modulation amplitude of the actual d-axis current and the phase of the modulation information are determined according to the calculated torque. Motor drive device.
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