JP2017221001A - Control apparatus for synchronous motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、同期電動機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a synchronous motor.
永久磁石形同期電動機(以下、PMモータと称す)は、回転子の磁極位置に対して90度の位相差を持つ電流を流すことで、トルクを発生させて回転制御を行う。このためPMモータの制御には、回転子磁極位置を検出する必要がある。しかし回転子磁極位置を検出するセンサは、設置環境やコストの面で不利となるため、近年では、回転子磁極位置のセンサレス制御方法が提案されている。 A permanent magnet synchronous motor (hereinafter referred to as PM motor) controls rotation by generating torque by passing a current having a phase difference of 90 degrees with respect to the magnetic pole position of the rotor. For this reason, it is necessary to detect the rotor magnetic pole position in order to control the PM motor. However, since a sensor for detecting the rotor magnetic pole position is disadvantageous in terms of installation environment and cost, a sensorless control method for the rotor magnetic pole position has been proposed in recent years.
PMモータが高速回転する場合は、推定演算に必要な逆起電力が大きく回転子位置の推定演算が比較的容易で、実用的な精度によるセンサレス制御方法が確立されている。一方始動時を含む低速でのセンサレス制御は、逆起電力が小さいため、推定精度の誤差が大きくなる。特に始動時には回転子位置の誤差によって起動トルク不足や脱調によりPMモータが始動できないことがあった。 When the PM motor rotates at a high speed, the back electromotive force required for the estimation calculation is large and the rotor position estimation calculation is relatively easy, and a sensorless control method with practical accuracy has been established. On the other hand, in sensorless control at a low speed including at the time of start-up, an error in estimation accuracy increases because the back electromotive force is small. In particular, at the time of starting, the PM motor may not be able to start due to insufficient starting torque or out of step due to an error in the rotor position.
そこで、PMモータのセンサレス始動方法では高調波印加によるインダクタンス変化を利用した方法が提案されている(例えば特許文献1)。また、適当なd軸又はq軸の電流指令値を与えて、始動時に速度0のまま直流電流を流して特定の位置に回転子を引き込む同期引き込み方式が知られている(例えば特許文献2)。 Therefore, a method using an inductance change caused by applying a harmonic has been proposed as a sensorless starting method for a PM motor (for example, Patent Document 1). Further, there is known a synchronous pull-in method in which a suitable d-axis or q-axis current command value is given, a direct current is allowed to flow while starting at zero speed, and the rotor is pulled into a specific position (for example, Patent Document 2). .
しかしながら、特許文献1では、d軸インダクタンスとq軸インダクタンスの差(突極性)を利用するため、突極形のPMモータ(IPMモータ)でないと適用しづらいといった問題点があった。また、特許文献2では、非突極形PMモータ(SPMモータ)でも起動可能であるが、dq座標上での電流制御が必要になるため、検出電流の回転座標変換で位相推定誤差の影響を受けやすい問題があった。
However, in
本発明の目的は、従来技術の上記課題を解決し、モータパラメータや位相推定誤差に影響されずに高い精度で回転子の初期位相を確定して、センサレスで確実に始動させることができる同期電動機の制御装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, determine the initial phase of the rotor with high accuracy without being affected by motor parameters and phase estimation errors, and start synchronously without a sensor It is to provide a control device.
本発明の同期電動機の制御装置は、同期電動機を駆動するインバータ回路を3相電圧指令値で制御する同期電動機の制御装置であって、相選択信号で選択された、前記同期電動機に流れるいずれか1相の電流をフィードバック電流として検出するフィードバック電流検出部と、相電流指令値と前記フィードバック電流とに基づいて相電圧指令値を演算する相電圧指令演算部と、前記相選択信号によって選択された相を前記相電圧指令値とする前記3相電圧指令値を演算する3相電圧指令値演算部と、前記相選択信号に応じて設定されている初期位相を出力する初期位相選択部とを具備することを特徴とする。
さらに、本発明の同期電動機の制御装置において、前記フィードバック電流検出部、前記相電圧指令演算部、前記3相電圧指令値演算部及び前記初期位相選択部による始動時相電流制御で、回転子位置を前記初期位相に固定した後、回転子磁極位置のセンサレス制御を実行しても良い。
さらに、本発明の同期電動機の制御装置において、前記3相電圧指令値演算部は、前記相選択信号によって選択されなかった相を、前記相電圧指令値を−1/2した値とする前記3相電圧指令値を演算しても良い。
さらに、本発明の同期電動機の制御装置において、U相巻線に電流を流したときに発生した磁束の向きを基準とすると、前記初期位相選択部は、前記相選択信号によってU相が選択されると前記初期位相として90degを、前記相選択信号によってV相が選択されると前記初期位相として210degを、前記相選択信号によってW相が選択されると前記初期位相として330degをそれぞれ出力しても良い。
The control apparatus for a synchronous motor according to the present invention is a control apparatus for a synchronous motor that controls an inverter circuit that drives the synchronous motor with a three-phase voltage command value, and that is selected by a phase selection signal and flows to the synchronous motor. A feedback current detection unit that detects a current of one phase as a feedback current, a phase voltage command calculation unit that calculates a phase voltage command value based on the phase current command value and the feedback current, and selected by the phase selection signal A three-phase voltage command value calculation unit that calculates the three-phase voltage command value having a phase as the phase voltage command value; and an initial phase selection unit that outputs an initial phase set according to the phase selection signal It is characterized by doing.
Further, in the synchronous motor control device of the present invention, in the starting phase current control by the feedback current detector, the phase voltage command calculator, the three-phase voltage command value calculator, and the initial phase selector, the rotor position After fixing the initial phase to the initial phase, sensorless control of the rotor magnetic pole position may be executed.
Furthermore, in the control apparatus for a synchronous motor according to the present invention, the three-phase voltage command value calculation unit sets the phase not selected by the phase selection signal as a value obtained by −½ the phase voltage command value. The phase voltage command value may be calculated.
Further, in the synchronous motor control device of the present invention, when the direction of the magnetic flux generated when a current is passed through the U-phase winding is used as a reference, the initial phase selection unit selects the U-phase by the phase selection signal. Then, 90 deg is output as the initial phase, 210 deg is output as the initial phase when the V phase is selected by the phase selection signal, and 330 deg is output as the initial phase when the W phase is selected by the phase selection signal. Also good.
本発明によれば、3相のうち1相の電流を制御することで、PMモータの回転子位置を所定の位置に固定することが可能となる。その結果、既知の回転子位置から起動することができるため、回転子位置検出器を設置しなくても確実かつ円滑にPMモータを始動させることができるという効果を奏する。 According to the present invention, the rotor position of the PM motor can be fixed at a predetermined position by controlling the current of one phase among the three phases. As a result, since it can be started from a known rotor position, there is an effect that the PM motor can be started reliably and smoothly without installing a rotor position detector.
次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
本実施の形態は、同期電動機として永久磁石形同期電動機(以下、PMモータ1と称す)を駆動制御する制御装置であり、図1を参照すると、インバータ回路2と、U相電流センサ3u,W相電流センサ3wと、制御部10とを備えている。電源は、3相交流+ダイオード整流による直流電源であり、3相交流電源5をダイオードブリッジ回路6により整流し、平滑コンデンサ7によりリップルを除去した直流電圧Vdcがインバータ回路2に供給され、インバータ回路2で可変電圧、可変周波数の3相交流を出力してPMモータ1に印加するように構成されている。
Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
The present embodiment is a control device that drives and controls a permanent magnet type synchronous motor (hereinafter referred to as PM motor 1) as a synchronous motor. Referring to FIG. 1, an
インバータ回路2は、ブリッジ接続されたスイッチ素子Q1〜Q6から構成されている。スイッチ素子Q1〜Q6としては、NPNバイポーラトランジスタや、FET(Field Effect Transistor)を用いることもでき、また、トランジスタの代わりにIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)や、サイリスタを用いることもできる。
The
U相電流センサ3uは、PMモータ1のU相巻線に流れる電流の電流値を、W相電流センサ3wは、PMモータ1のW相巻線に流れる電流の電流値をそれぞれ検出するモータ電流検出手段である。なお、U相電流センサ3uとW相電流センサ3wとしては、コイルとホール素子とによって構成された電流センサや、シャント抵抗を用いることができる。
The U-phase current sensor 3u detects the current value of the current flowing in the U-phase winding of the
制御部10は、速度指令値ωm *を目標に、ベクトル制御に基づいてU相、V相、W相の3相電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *を生成し、生成した3相電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *をインバータ回路2に供給する電圧指令値供給手段である。なお、いかに示す制御部10の各機能は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成されたコンピュータと、ROM、RAM等に格納されたプログラムとによって実現される。
The
制御部10は、d軸電流偏差演算部11と、d軸電流PI演算部12と、速度偏差演算部13と、速度PI演算部14と、q軸電流偏差演算部15と、q軸電流PI演算部16と、dq軸/2相座標変換部17と、3相電圧指令値選択部18と、V相電流演算部19と、3相/2相座標変換部20と、2相/dq軸座標変換部21と、回転子位置推定部22と、PWMゲート信号生成器23と、フィードバック電流選択部24と、相電流偏差演算部25と、相電流PI演算部26と、初期位相選択部27とを備えている。
The
制御部10は、PMモータ1の始動時に、3相電圧指令値選択部18と、PWMゲート信号生成器23と、フィードバック電流選択部24と、相電流偏差演算部25と、相電流PI演算部26と、初期位相選択部27とを動作させる始動時相電流制御を実行することで、PMモータ1の回転子位置を所定の位置に固定し、既知の回転子位置から始動させる。
When the
d軸電流偏差演算部11は、ユーザーによって設定されたd軸電流設定値Id *と、2相/dq軸座標変換部21から出力されたd軸電流値Idとの差分をd軸電流偏差として演算する減算器である。
d-axis current
d軸電流PI演算部12は、d軸電流偏差演算部11によって演算されたd軸電流偏差にPI演算(比例積分演算)を施し、2相/dq軸座標変換部21から出力されるd軸電流値Idが、d軸電流設定値Id *に一致するような電圧を指示するd軸電圧指令値Vd *を演算する。
The d-axis current
速度偏差演算部13は、外部から供給されたモータ速度指令値ωm *と、回転子位置推定部22によって推定された速度推定値ωmとの差分をモータ速度偏差として演算する減算器である。
The speed
速度PI演算部14と、速度偏差演算部13によって演算されたモータ速度偏差にPI演算(比例積分演算)を施し、ゲイン調整を行うことで、q軸電流指令値Iq *を演算し、求めたq軸電流指令値Iq *をq軸電流偏差演算部15に出力する。
The PI calculation (proportional integration calculation) is performed on the motor speed deviation calculated by the speed
q軸電流偏差演算部15は、q軸電流換算ゲイン調整部16から出力されたq軸電流指令値Iq *と、2相/dq軸座標変換部20から出力されたq軸電流値Iqとの差分をq軸電流偏差として演算する減算器である。
q-axis current
q軸電流PI演算部16は、q軸電流偏差演算部15によって演算されたq軸電流偏差にPI演算(比例積分演算)を施し、2相/dq軸座標変換部21から出力されたq軸電流値Iqが、q軸電流換算ゲイン調整部16から出力されたq軸電流指令値Iq *に一致するような電圧を指示するq軸電圧指令値Vq *を演算する。
The q-axis current
dq軸/2相座標変換部17は、d軸電流PI演算部12によって演算されたd軸電圧指令Vd *と、q軸電流PI演算部16によって演算されたq軸電圧指令値Vq *とを、回転子位置推定部22によって推定された位相角θeに基づいてα軸、β軸の2相電圧指令値Vα *、Vβ *に変換する。
The dq-axis / 2-phase
3相電圧指令値選択部18は、図2を参照すると、変換テーブル181と、3相電圧指令値演算部182と、2相/3相座標変換部183と、選択スイッチ184とからなる。
As shown in FIG. 2, the three-phase voltage command
変換テーブル181は、図3を参照すると、相電流PI演算部26から出力される相電圧指令値V*と、U相とV相とW相とのいずれかを選択する相選択信号sとに対応する3相電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *が設定されている。なお、相選択信号sは、始動時相電流制御と、通常の回転制御である回転子磁極位置のセンサレス制御とを選択する機能を有すると共に、始動時相電流制御において電流を制御する相を選択する機能とを有している。本実施の形態では、相選択信号sは「0〜3」までの値で変化し、相選択信号sが「0」に設定された場合、通常の回転制御が実行され、相選択信号sが「1〜3」のいずれかの値に設定された場合、始動時相電流制御が実行される。また、相選択信号sが「1」に設定された場合、U相の電流で始動時相電流制御が実行され、相選択信号sが「2」に設定された場合、V相の電流で始動時相電流制御が実行され、相選択信号sが「3」に設定された場合、W相の電流で始動時相電流制御が実行される。
Referring to FIG. 3, the conversion table 181 includes a phase voltage command value V * output from the phase current
3相電圧指令値演算部182は、変換テーブル181を用いて、相電流PI演算部26から出力される相電圧指令値V*と、U相とV相とW相とのいずれかを選択する相選択信号sとに基づいて、U相の電圧指令値Vu *、V相の電圧指令値Vv *、W相の電圧指令値Vw *をそれぞれ演算する。
The three-phase voltage command
2相/3相座標変換部183は、dq軸/2相座標変換部17によって変換されたα軸、β軸の2相電圧指令値Vα *、Vβ *に基づいて、U相の電圧指令値Vu *、V相の電圧指令値Vv *、W相の電圧指令値Vw *をそれぞれ演算し、求めたU相の電圧指令値Vu *、V相の電圧指令値Vv *、W相の電圧指令値Vw *を出力する。
The two-phase / three-phase coordinate
選択スイッチ184は、相選択信号sが「1〜3」のいずれかの値に設定されると、3相電圧指令値演算部182から出力されるU相の電圧指令値Vu*、V相の電圧指令値Vv*、W相の電圧指令値Vw*をPWMゲート信号生成器23に出力し、相選択信号sが「0」に設定されると、2相/3相座標変換部183から出力されるU相の電圧指令値Vu*、V相の電圧指令値Vv*、W相の電圧指令値Vw*をPWMゲート信号生成器23に出力する。なお、相選択信号sは、始動時相電流制御において、3相電圧指令値選択部18と共に、フィードバック電流選択部24と、初期位相選択部27とに入力される。
When the phase selection signal s is set to one of “1 to 3”, the
V相電流演算部19は、3相平衡条件の下で、U相電流センサ3uによって求められたU相の電流値Iuと、W相電流センサ3wよって求められたW相の電流値Iwとに基づいて、V相の電流値Ivを演算する減算器である。
The V-phase
3相/2相座標変換部20は、U相電流センサ3uによって検出されたU相の電流値Iuと、W相電流センサ3wによって検出されたW相の電流値Iwと、V相電流演算部19によって求められたV相の電流値Ivとを、α軸、β軸の2相電圧指令値Vα、Vβに変換する。
The three-phase / two-phase coordinate
2相/dq軸座標変換部21は、3相/2相座標変換部20によって変換された2相電圧指令値Vα、Vβを、回転子位置推定部22によって求められた電気角θeに基づいて、PMモータ1の回転子と同期して回る回転座標系のd軸上のd軸電流値Id、q軸上のq軸電流値Iqに変換し、求めたd軸電流値Idをd軸電流偏差演算部11に、求めたq軸電流値Iqをq軸電流偏差演算部15にそれぞれ出力する。
The two-phase / dq-axis coordinate
回転子位置推定部22は、dq軸/2相座標変換器17から出力される2相電圧指令値Vα *、Vβ *と、3相/2相座標変換器20から出力される2相電流iα、iβとに基づいて速度推定値ωmを生成し、生成した速度推定値ωmを速度偏差演算部13に出力する。また、回転子位置推定部22は、また、回転子位置推定部22は、生成した速度推定値ωmと、d軸電流設定値Id *と、速度PI演算部14で演算されたq軸電流指令値Iq *とに基づいて電気角θeを生成し、生成した電気角θeをdq軸/2相座標変換部17と2相/dq軸座標変換部21とに出力する。なお、電気角θeは、固定子の巻線軸、例えば、U相の巻線軸を基準軸として、その基準軸と回転子の回転子軸との回転角を表す。また、速度推定値ωmは、PMモータ1の回転軸の推定された回転角速度である。
The
PWMゲート信号生成器23は、3相電圧指令値選択部18から出力されたU相の電圧指令値Vu *、V相の電圧指令値Vv *、W相の電圧指令値Vw *に基づいて、インバータ回路2のスイッチ素子Q1〜Q6をオン/オフするインバータゲート信号を生成して、インバータ回路2を駆動する。
The PWM
フィードバック電流選択部24は、相選択信号sが「1〜3」のいずれかの値に設定された場合、相選択信号sによって選択された、U相電流センサ3uによって求められたU相の電流値Iuと、W相電流センサ3wよって求められたW相の電流値Iwと、V相電流演算部19によって演算されたV相の電流値Ivとのいずれかをフィードバック電流Ifbとして設定し、設定したフィードバック電流Ifbを相電流偏差演算部25に出力する。相選択信号sが「1」に設定された場合、U相の電流値Iuが、相選択信号sが「2」に設定された場合、V相の電流値Ivが、相選択信号sが「3」に設定された場合、W相の電流値Iwがそれぞれ選択される。始動時相電流制御では、相選択信号sで選択した1相の電流に直流を流すよう制御する。なお、一般に汎用インバータでは出力の電流センサは2相分(U相電流センサ3u、W相電流センサ3w)あるので、相選択信号sによって電流センサが付けられている相(U相、W相)を選択し、相電流を制御するのが望ましいが、残りの相(W相)の電流も3相平衡の条件で計算することが可能なため、3相あるうちのどの相を選択しても構わない。
When the phase selection signal s is set to any one of “1 to 3”, the feedback
相電流偏差演算部25は、設定された相電流指令値I*と、フィードバック電流Ifbとの差分を相電流偏差として演算する減算器である。なお、相電流指令値I*は、PMモータ1の定格電流範囲内であれば、任意に設定可能である。特に大きな慣性を有し、起動トルクが必要となる場合は、相電流指令値I*を定格電流ぎりぎりまで設定することで、大きい起動トルクを得られる。
The phase current
相電流PI演算部26は、相電流偏差によって演算された相電流偏差にPI演算(比例積分演算)を施すことで相電圧指令値V*を演算し、演算した相電圧指令値V*を3相電圧指令値選択部18の3相電圧指令値演算部182に出力する。
The phase current
初期位相選択部27は、相選択信号sに応じて設定されている初期位相θ0を回転子位置推定部22に出力する。
The initial
次に、制御部10による始動時相電流制御について図4乃至図6を参照して説明する。
PMモータ1の始動時には、相選択信号sが「1〜3」のいずれかの値に設定されると共に、制御部10に相電流指令値I*が入力され、制御部10は、相選択信号sと相電流指令値I*とに基づいて始動時相電流制御を実行し、PMモータ1の回転子位置を所定の位置に固定する。なお、相電流指令値I*とd軸電流設定値Id *とに共通の値を用いるようにしても良い。また、制御部10による始動時相電流制御の継続時間は、PMモータ1の回転子位置が所定の位置に固定されるまでに要する時間以上に設定される。例えば、慣性が大きい場合、所定の位置に回転子位置固定されるまで時間を要する場合があるが、始動時相電流制御の継続時間を長く設定することで慣性の大きいモータにも対応可能である。
Next, the starting phase current control by the
At the start of the
相選択信号sが「1〜3」のいずれかの値に設定されると、選択スイッチ184は、3相電圧指令値演算部182から出力されるU相の電圧指令値Vu *、V相の電圧指令値Vv *、W相の電圧指令値Vw *をPWMゲート信号生成器23に出力する。
When the phase selection signal s is set to any value between “1” to “3”, the
3相電圧指令値演算部182は、図3に示す変換テーブル181を用いて、相選択信号sによって選択された相の電圧指令値を相電圧指令値V*とし、相選択信号sによって選択されなかった相の電圧指令値を相電圧指令値V*を−1/2した値とする。
The three-phase voltage command
これにより、相選択信号sによって選択された相には相電圧指令値V*に対応する電流Iが、相選択信号sによって選択されなかった相には相電圧指令値V*を−1/2した値に対応する電流−I/2が流れる。 Thus, the current I corresponding to the phase voltage command value V * is set to the phase selected by the phase selection signal s, and the phase voltage command value V * is set to −1/2 for the phase not selected by the phase selection signal s. A current -I / 2 corresponding to the measured value flows.
図4には、相選択信号sが「1」に設定されてU相が選択された場合に始動時相電流制御でPMモータ1に流れる電流が示されている。相選択信号sによってU相が選択されると、U相巻線には、相電圧指令値V*に対応する電流Iが、V相、W相には相電圧指令値V*を−1/2した値に対応する電流−I/2がそれぞれ流れる。これにより、PMモータ1の固定子巻線には、図4に矢印で示す方向に磁束が発生する。なお、一般的に、U相巻線に電流を流したときに発生した磁束の向きが0degとして定義される。従って、PMモータ1の回転子位置は、相選択信号sによってU相が選択されると、90degに固定される。
FIG. 4 shows the current flowing through the
図5には、相選択信号sが「2」に設定されてV相が選択された場合に始動時相電流制御でPMモータ1に流れる電流が示されている。相選択信号sによってV相が選択されると、V相巻線には、相電圧指令値V*に対応する電流Iが、U相、W相には相電圧指令値V*を−1/2した値に対応する電流−I/2がそれぞれ流れる。これにより、PMモータ1の固定子巻線には、図5に矢印で示す方向に磁束が発生する。従って、PMモータ1の回転子位置は、相選択信号sによってV相が選択されると、210degに固定される。
FIG. 5 shows a current that flows to the
図6には、相選択信号sが「3」に設定されてW相が選択された場合に始動時相電流制御でPMモータ1に流れる電流が示されている。相選択信号sによってW相が選択されると、W相巻線には、相電圧指令値V*に対応する電流Iが、U相、V相には相電圧指令値V*を−1/2した値に対応する電流−I/2がそれぞれ流れる。これにより、PMモータ1の固定子巻線には、図6に矢印で示す方向に磁束が発生する。従って、PMモータ1の回転子位置は、相選択信号sによってW相が選択されると、330degに固定される。
FIG. 6 shows the current that flows to the
初期位相選択部27には、U相、V相、W相に対応する初期位相θ0として90deg、210deg、330degがそれぞれ設定されている。そして、初期位相選択部27は、相選択信号sによってU相が選択されると、初期位相θ0として90degを、相選択信号sによってV相が選択されると、初期位相θ0として210degを、相選択信号sによってW相が選択されると、初期位相θ0として330degをそれぞれ回転子位置推定部22に出力する。
In the initial
その後、相選択信号sが「0」に設定されると、3相電圧指令値選択部18の選択スイッチ184は、2相/3相座標変換部183から出力されるU相の電圧指令値Vu*、V相の電圧指令値Vv*、W相の電圧指令値Vw*をPWMゲート信号生成器23に出力する。これにより、所定の位置に回転子位置が固定された状態を初期位相θ0として、入力される速度指令値ωm *とd軸電流設定値Id *とに基づく、通常の回転制御である回転子磁極位置のセンサレス制御が開始される。
Thereafter, when the phase selection signal s is set to “0”, the
なお、始動時相電流制御から通常の回転制御への切り替えは、制御部10に始動時相電流制御を継続する継続時間を設定しておき、制御部10に設定された継続時間が経過したタイミングを行うようにしても良く、相選択信号s以外の外部信号に基づくタイミングで行うようにしても良い。
In addition, the switching from the starting phase current control to the normal rotation control is performed by setting a duration for continuing the starting phase current control in the
以上のように、本実施の形態によれば、同期電動機であるPMモータ1を駆動するインバータ回路2を3相電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *で制御する同期電動機の制御部10であって、相選択信号sで選択された、PMモータ1に流れるいずれか1相の電流をフィードバック電流Ifbとして検出するフィードバック電流検出部(U相電流センサ3u、W相電流センサ3w、V相電流演算部19、フィードバック電流選択部24)と、相電流指令値I*とフィードバック電流Ifbとに基づいて相電圧指令値V*を演算する相電圧指令演算部(相電流偏差演算部25、相電流PI演算部26)と、相選択信号sによって選択された相を相電圧指令値V*とする3相電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *を演算する3相電圧指令値演算部182と、前記相選択信号に応じて設定されている初期位相θ0を出力する初期位相選択部27とを備えている。
As described above, according to the present embodiment, the control of the synchronous motor that controls the
さらに、本実施の形態によれば、始動時相電流制御で回転子位置を初期位相θ0に固定した後、回転子磁極位置のセンサレス制御を実行する。 Furthermore, according to the present embodiment, after the rotor position is fixed to the initial phase θ 0 by the starting phase current control, the sensorless control of the rotor magnetic pole position is executed.
さらに、本実施の形態によれば、始動時相電流制御において、3相電圧指令値演算部182は、相選択信号sによって選択されなかった相を、相電圧指令値V*を−1/2した値とする3相電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *を演算する。
Furthermore, according to the present embodiment, in the starting phase current control, the three-phase voltage command
さらに、本実施の形態によれば、U相巻線に電流を流したときに発生した磁束の向きを基準とすると、初期位相選択部27は、相選択信号sによってU相が選択されると初期位相θ0として90degを、相選択信号sによってV相が選択されると初期位相θ0として210degを、相選択信号sによってW相が選択されると初期位相θ0として330degをそれぞれ出力する。
Furthermore, according to the present embodiment, when the direction of the magnetic flux generated when a current is passed through the U-phase winding is used as a reference, the initial
これらの構成により、3相のうち1相の電流を制御することで、PMモータ1の回転子位置を所定の位置に固定することが可能となる。その結果、既知の回転子位置から起動することができるため、回転子位置検出器を設置しなくても確実かつ円滑にPMモータ1を始動することができる。また相電流を直接制御することから、モータパラメータや推定位相の誤差の影響を受けないといった特徴を有する。
With these configurations, the rotor position of the
以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は一例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by specific embodiment, the said embodiment is an example and it cannot be overemphasized that it can change and implement in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
1 PMモータ
2 インバータ回路
3u U相電流センサ
3w W相電流センサ
5 3相交流電源
6 ダイオードブリッジ回路
7 平滑コンデンサ
10 制御部
11 d軸電流偏差演算部
12 d軸電流PI演算部
13 速度偏差演算部
14 速度PI演算部
15 q軸電流偏差演算部
16 q軸電流PI演算部
17 dq軸/2相座標変換部
18 3相電圧指令値選択部
19 V相電流演算部
20 3相/2相座標変換部
21 2相/dq軸座標変換部
22 回転子位置推定部
23 PWMゲート信号生成器
24 フィードバック電流選択部
25 相電流偏差演算部
26 相電流PI演算部
27 初期位相選択部
181 変換テーブル
182 3相電圧指令値演算部
183 2相/3相座標変換部
184 選択スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
相選択信号で選択された、前記同期電動機に流れるいずれか1相の電流をフィードバック電流として検出するフィードバック電流検出部と、
相電流指令値と前記フィードバック電流とに基づいて相電圧指令値を演算する相電圧指令演算部と、
前記相選択信号によって選択された相を前記相電圧指令値とする前記3相電圧指令値を演算する3相電圧指令値演算部と、
前記相選択信号に応じて設定されている初期位相を出力する初期位相選択部とを具備することを特徴とする同期電動機の制御装置。 A control device for a synchronous motor that controls an inverter circuit that drives the synchronous motor with a three-phase voltage command value,
A feedback current detection unit that detects any one-phase current flowing through the synchronous motor selected by a phase selection signal as a feedback current;
A phase voltage command calculator that calculates a phase voltage command value based on the phase current command value and the feedback current;
A three-phase voltage command value calculation unit for calculating the three-phase voltage command value using the phase selected by the phase selection signal as the phase voltage command value;
An apparatus for controlling a synchronous motor, comprising: an initial phase selection unit that outputs an initial phase set in accordance with the phase selection signal.
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