JP2018007492A - 制御装置、制御方法および制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
[非特許文献1]Takashi Aihara, Akio Toba, Takao Yanase, Akihide Mashimo, and Kenji Endo「Sensorless Torque Control of Salient-Pole Synchronous Motor at Zero-Speed Operation」 IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 14, NO.1, JANUARY 1999
[特許文献1]特許第3411878号公報
[特許文献2]特開2001−190093号公報
[特許文献3]特許第5277724号公報
図1は、本実施形態に係る制御装置1の概略構成を示す。制御装置1は、電動機9を、回転子の磁極位置検出器を使用しないで制御するものである。ここで、電動機9は回転子(図示せず)を備える。電動機9は、例えば同期電動機であってよく、本実施形態においては一例として永久磁石同期電動機である。但し、電動機9はシンクロナスリラクタンスモータであってもよい。
続いて、制御装置1の概略的な動作について説明する。図2は、本実施形態に係る制御装置の概略的な動作を示す。
図3は、通常の速度低下時の動作を示す。回転制御部2がセンサレスベクトル制御モードに切り換えられた後に(S7)、加速度制限部101からの速度指令値が第2基準速度V2より大きい場合(S9:No)には、センサレスベクトル制御モードにより電動機9が制御される(図中の期間T1)。
図4は、異常な速度低下状態が検出される場合の動作を示す。回転制御部2がセンサレスベクトル制御モードに切り換えられた後に(S7)、回転子の回転速度が第1基準速度V1以下となって速度低下状態が検出されたと判定された場合(S13;Yes、図中のタイミングt1)には、再始動部5がモード切換部6により回転制御部2の制御モードを電流引込制御モードに切り換え(S15)、電流引込制御モードにより電動機9が再始動される(S1、図中の期間T4)。
図5は、後述の制御演算に使用するγ軸およびδ軸を示す。永久磁石同期電動機は、回転子のd軸(回転子の磁極方向)と、このd軸から位相が90度進んだq軸とに従って電流制御を行うことにより、高精度なトルク制御を実現可能である。しかし、磁極位置検出器を持たない場合にはdq軸を直接検出できないので、制御装置1は、dq軸に対応して電気角速度ω1で回転する直交回転座標系のγδ軸を推定して制御演算を行う。
図6は、本実施形態に係る制御装置1を示す。制御装置1は、上述の加速度制限部101および再始動部5に加え、減算器103、速度調節器105、電流指令演算部107、電流指令演算部109、切換スイッチ111、113、減算器115、117、電流調節器119、電圧座標変換器121、PWM回路123、電力変換器131、整流回路133、u相電流検出器135、w相電流検出器137、電流座標変換器139、拡張誘起電圧演算器141、角度演算器143、速度推定器145、切換スイッチ151、電気角演算器153、速度低下検出部161および脱調検出部163などを備える。
入力電圧検出回路125は、整流回路133から電力変換器131への入力電圧Edcを検出する。入力電圧検出回路125は、入力電圧EdcをPWM回路123に供給してよい。
次に、制御装置1の動作について説明する。上述のS1で実行される電流引込制御モードでは、モード切換部6は切換スイッチ151および切換スイッチ111、113の入力をそれぞれ「S1」に設定する。
上述した拡張誘起電圧演算器141、角度演算器143、速度推定器145及び電気角演算器153により、γδ軸とdq軸との角度差θerrを零に収束させることができ、これによって磁極位置θ1及び速度ω1を正確に推定することが可能になる。これより、電動機9のトルク及び速度を正確に制御することができる。
速度低下検出部161は、回転子の回転速度が第1基準速度V1以下となったことに応じて速度低下状態を検出する。例えば、速度低下検出部161は、速度推定値ω1が第1基準速度V1以下となったことに応じて速度低下状態を検出してよい。速度低下検出部161は、速度推定値ω1が第1基準速度V1以下となったことに応じて速度低下検出信号を「H」にし、そうでない場合には「L」にしてよい。
脱調検出部163は、γδ軸拡張誘起電圧演算値eexγest、eexδestを用いて脱調を検出してよい。脱調検出部163は、脱調を検出したことに応じて脱調検出信号を「H」にし、そうでない場合は「L」にしてよい。なお、脱調検出部163については、詳細を後述する。
図7は、拡張誘起電圧と角度差(磁極位置推定誤差)との関係を示す。拡張誘起電圧eexは、回転子と直交方向であるq軸方向に発生する。この図から明らかなように、γδ軸で観測した拡張誘起電圧の角度δeexはdq軸とγδ軸との角度差(=磁極位置推定誤差)θerrと等しい。これにより、上述の式(3)、(4)を用いて角度差(=磁極位置推定誤差)θerrを演算することができる。
次に、脱調検出部163について説明する。上述の式(2)に示したように、電流引込制御において電流をγ軸方向に制御する場合には、モータのトルクτと、γδ軸およびdq軸の角度差θerrとは、次の式(7)の関係を満たす。式中、「Ψm」は永久磁石磁束である。
図9は、本実施形態に係るコンピュータ1900の構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ1900は、制御装置1として機能する。
Claims (20)
- 電動機が備える回転子の速度推定値を算出する速度推定部と、
前記回転子の回転を制御する回転制御部と、
前記回転子の回転速度が第1基準速度以下となったことに応じて速度低下状態を検出する速度低下検出部と、
前記回転制御部が前記速度推定値を速度指令値に近付けるように前記回転子の回転を制御する第1制御モードで動作している間に前記速度低下状態が検出されたことに応じて、前記回転制御部を、前記速度推定値を用いずに前記速度指令値を用いて前記回転子の回転を制御する第2制御モードでの動作に切り換えて前記電動機を再始動する再始動部と、
を備える制御装置。 - 前記速度低下検出部は、前記速度推定値が前記第1基準速度以下となったことに応じて前記速度低下状態を検出する請求項1に記載の制御装置。
- 前記速度推定部は、前記電動機に供給する電圧および前記電動機に流れる電流から拡張誘起電圧を演算する拡張誘起電圧演算器を有し、
前記速度低下検出部は、前記拡張誘起電圧を用いて前記速度低下状態を検出する
請求項1または2に記載の制御装置。 - 前記速度低下検出部は、前記回転子の目標角度に沿った軸を有する制御座標系において、前記目標角度に沿った軸とは垂直な軸方向における前記拡張誘起電圧の大きさが基準値以下であることを条件として、前記速度低下状態を検出する請求項3に記載の制御装置。
- 前記速度低下検出部は、前記電動機に供給する電圧および前記電動機に流れる電流から演算される誘起電圧を用いて前記速度低下状態を検出する請求項1から4のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記回転制御部が前記第1制御モードで動作している間に前記速度指令値が第2基準速度以下となったことに応じて、前記電動機を再始動せずに前記回転制御部を前記第2制御モードでの動作に切り換えるモード切換部を更に備える請求項1から5のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記第2基準速度は、前記第1基準速度よりも高い請求項6に記載の制御装置。
- 前記電動機の脱調を検出する脱調検出部を更に備え、
前記再始動部は、前記回転制御部を前記第1制御モードでの動作に切り換える前に、前記第2制御モードでの動作において前記脱調が検出されたことに応じて、前記電動機を再始動する
請求項1から7のいずれか一項に記載の制御装置。 - 電動機が備える回転子の速度推定値を算出する速度推定部と、
前記回転子の回転を制御する回転制御部と、
前記電動機の脱調を検出する脱調検出部と、
前記回転制御部を、前記速度推定値を速度指令値に近付けるように前記回転子の回転を制御する第1制御モードでの動作に切り換える前に、前記速度推定値を用いずに前記速度指令値を用いて前記回転子の回転を制御する第2制御モードでの動作において前記脱調が検出されたことに応じて、前記電動機を再始動する再始動部と、
を備える制御装置。 - 前記回転制御部が前記第2制御モードで動作している間に前記速度指令値が第3基準速度を超え、かつ前記脱調が検出されていないことに応じて、前記回転制御部を前記第1制御モードでの動作に切り換えるモード切換部を更に備え、
前記再始動部は、前記回転制御部が前記第2制御モードで動作している間に前記速度指令値が前記第3基準速度を超えた場合において前記脱調が検出されたことに応じて、前記電動機を再起動する
請求項9に記載の制御装置。 - 前記速度推定部は、前記電動機に供給する電圧および前記電動機に流れる電流から拡張誘起電圧を演算する拡張誘起電圧演算器を有し、
前記脱調検出部は、前記拡張誘起電圧を用いて前記脱調を検出する請求項9または10に記載の制御装置。 - 前記脱調検出部は、前記回転子の目標角度に沿った軸を有する制御座標系において前記拡張誘起電圧がなす角度を用いて前記脱調を検出する請求項11に記載の制御装置。
- 前記脱調検出部は、前記制御座標系において前記拡張誘起電圧がなす角度が基準角度以上となったことを条件として、前記脱調を検出する請求項12に記載の制御装置。
- 前記脱調検出部は、前記回転子の目標角度に沿った軸を有する制御座標系における前記拡張誘起電圧の大きさを用いて前記脱調を検出する請求項11から13のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記脱調検出部は、前記制御座標系における前記拡張誘起電圧の大きさが基準値以下となったことを条件として、前記脱調を検出する請求項14に記載の制御装置。
- 前記回転制御部は、前記速度指令値の変化率を制限する加速度制限部を有し、
前記再始動部は、前記加速度制限部における制限後の前記速度指令値を初期化することにより前記電動機を再始動する
請求項1から15のいずれか一項に記載の制御装置。 - 電動機が備える回転子の速度推定値を算出する速度推定段階と、
前記回転子の回転を制御する回転制御段階と、
前記回転子の回転速度が第1基準速度以下となったことに応じて速度低下状態を検出する速度低下検出段階と、
前記回転制御段階により前記速度推定値を速度指令値に近付けるように前記回転子の回転を第1制御モードで制御している間に前記速度低下状態が検出されたことに応じて、前記回転制御段階による制御を、前記速度推定値を用いずに前記速度指令値を用いて前記回転子の回転を制御する第2制御モードに切り換えて前記電動機を再始動する再始動段階と、
を備える制御方法。 - 電動機が備える回転子の速度推定値を算出する速度推定段階と、
前記回転子の回転を制御する回転制御段階と、
前記電動機の脱調を検出する脱調検出段階と、
前記回転制御段階による制御を、前記速度推定値を速度指令値に近付けるように前記回転子の回転を制御する第1制御モードに切り換える前に、前記速度推定値を用いずに前記速度指令値を用いて前記回転子の回転を制御する第2制御モードにおいて前記脱調が検出されたことに応じて、前記電動機を再始動する再始動段階と、
を備える制御方法。 - コンピュータを、
電動機が備える回転子の速度推定値を算出する速度推定部と、
前記回転子の回転を制御する回転制御部と、
前記回転子の回転速度が第1基準速度以下となったことに応じて速度低下状態を検出する速度低下検出部と、
前記回転制御部が前記速度推定値を速度指令値に近付けるように前記回転子の回転を制御する第1制御モードで動作している間に前記速度低下状態が検出されたことに応じて、前記回転制御部を、前記速度推定値を用いずに前記速度指令値を用いて前記回転子の回転を制御する第2制御モードでの動作に切り換えて前記電動機を再始動する再始動部
として機能させる制御プログラム。 - コンピュータを、
電動機が備える回転子の速度推定値を算出する速度推定部と、
前記回転子の回転を制御する回転制御部と、
前記電動機の脱調を検出する脱調検出部と、
前記回転制御部を、前記速度推定値を速度指令値に近付けるように前記回転子の回転を制御する第1制御モードでの動作に切り換える前に、前記速度推定値を用いずに前記速度指令値を用いて前記回転子の回転を制御する第2制御モードでの動作において前記脱調が検出されたことに応じて、前記電動機を再始動する再始動部
として機能させる制御プログラム。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11122964A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-04-30 | Toshiba Corp | 抄紙機用電動機駆動装置 |
JP2003319698A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Toshiba Corp | センサレスベクトル制御用インバータ装置及び回転駆動装置 |
JP2005110473A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
JP2009284694A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
US20110156619A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-06-30 | Thk Co., Ltd. | Linear synchronous motor control method and control apparatus |
JP2016067081A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ブラシレスdcモータの駆動装置およびそれを搭載した換気送風装置 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11122964A (ja) * | 1997-10-13 | 1999-04-30 | Toshiba Corp | 抄紙機用電動機駆動装置 |
JP2003319698A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Toshiba Corp | センサレスベクトル制御用インバータ装置及び回転駆動装置 |
JP2005110473A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
JP2009284694A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
US20110156619A1 (en) * | 2008-08-28 | 2011-06-30 | Thk Co., Ltd. | Linear synchronous motor control method and control apparatus |
JP2016067081A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ブラシレスdcモータの駆動装置およびそれを搭載した換気送風装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019159629A1 (ja) * | 2018-02-13 | 2019-08-22 | 日本電産株式会社 | モータ制御回路、モータシステムおよび脱調検出方法 |
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