JP2018109859A - Control device, power conversion equipment, motor driving device and refrigerator using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置、電力変換装置、モータ駆動装置、及び、それを用いた冷凍機器に関し、特に、コンバータやインバータ回路を有する電力変換装置やモータ駆動装置において、交流電圧の歪みやインバータ回路の非線形特性など、周期外乱に起因する電流歪みを低減する技術に関する。 The present invention relates to a control device, a power conversion device, a motor drive device, and a refrigeration apparatus using the same, and particularly in a power conversion device and a motor drive device having a converter and an inverter circuit, The present invention relates to a technique for reducing current distortion caused by periodic disturbance such as nonlinear characteristics.
制御対象の出力(電圧、電流、位置、速度、角度、流量など)を所定の指令と比較し、その偏差値を算出して、比例積分制御器(PI制御器)もしくは比例積分微分制御器(PID制御器)を用いて、制御対象の操作量を調整して、出力と指令の偏差が無くなるように動作する制御装置が、広く利用されている。 The output (voltage, current, position, speed, angle, flow rate, etc.) of the control target is compared with a predetermined command, the deviation value is calculated, and the proportional integral controller (PI controller) or proportional integral derivative controller ( 2. Description of the Related Art Control devices that use a PID controller) to adjust an operation amount to be controlled so that there is no deviation between an output and a command are widely used.
このような制御装置の具体的な例として、直流電圧を交流電圧に変換するコンバータやインバータ回路など電力変換装置が挙げられる。電力変換装置は、無停電電源装置、系統連結電力変換装置や交流モータ駆動装置において広く応用されている。 As a specific example of such a control device, there is a power conversion device such as a converter or an inverter circuit that converts a DC voltage into an AC voltage. Power converters are widely applied in uninterruptible power supplies, grid-connected power converters, and AC motor drive devices.
前記の制御対象に周期外乱が印加される場合、出力には周期外乱の影響が現れる。このような周期外乱の影響に対して、PI制御器もしくはPID制御器だけでは、抑制が困難である。 When a periodic disturbance is applied to the controlled object, the influence of the periodic disturbance appears in the output. It is difficult to suppress the influence of such a periodic disturbance only with the PI controller or the PID controller.
例えば、前記電力変換装置に使用されたインバータ回路は一般的に電圧形であり、出力電圧を調整して出力電流を制御している。故に、電源側もしくは負荷側の交流電圧(系統電圧やモータ誘起電圧)に歪み成分(周期外乱)があれば、交流電流にも同様な成分の歪みが発生する。更に、リアクトルやモータの磁気飽和(非線形)特性の影響で、交流電流のピーク付近には、歪みが発生しやすい。また、インバータ回路自身にも、デッドタイムの補正誤差や半導体パワー素子の電圧降下など非線形特性があり、電流歪みの起因になる。インバータ回路の出力電流の歪みが発生すると、リアクトルの損失増加、モータトルクの脈動発生、及び電源高調波増加などの課題がある。 For example, the inverter circuit used in the power converter is generally of a voltage type, and the output voltage is adjusted to control the output current. Therefore, if there is a distortion component (periodic disturbance) in the AC voltage (system voltage or motor induced voltage) on the power source side or load side, distortion of the same component occurs in the AC current. Furthermore, distortion is likely to occur near the peak of the alternating current due to the influence of the magnetic saturation (nonlinear) characteristics of the reactor and the motor. Also, the inverter circuit itself has non-linear characteristics such as a dead time correction error and a voltage drop of the semiconductor power element, which causes current distortion. When distortion of the output current of the inverter circuit occurs, there are problems such as an increase in reactor loss, pulsation of motor torque, and an increase in power harmonics.
負荷側の交流電圧の歪み(周期外乱)を検出して、適正な制御を採用すれば、交流電圧歪みに起因する電流歪みの改善が可能であるが、高精度な電圧検出手段が必要であり、コスト増加となる。また、一般的にモータ駆動中に誘起電圧を検出することは困難である。 By detecting distortion (periodic disturbance) of the AC voltage on the load side and adopting appropriate control, current distortion due to AC voltage distortion can be improved, but high-accuracy voltage detection means is required. This increases costs. In general, it is difficult to detect the induced voltage during motor driving.
本技術分野における背景技術として、特許文献1に開示された電力変換制御装置がある。これには、インバータ回路のデッドタイム補正精度を向上して電流ひずみを低減する手法が開示されている。
As a background art in this technical field, there is a power conversion control device disclosed in
特許文献1に記載の電力変換制御装置では、専用の電圧検出回路と特定な半導体集積回路(マイコン)機能を利用して、高精度なデッドタイム補正を実現できるが、専用機能を備えるマイコン及び追加回路が必須であり、製造コストの増大を招いている。
In the power conversion control device described in
また、特許文献1では、出力電圧を検出して制御補正量を調整するような構成であるため、制御の遅延が生じる。特に、電力変換装置を制御する指令信号が急変したときに制御対象の出力に発生する電流歪みの抑制が不十分と考えられる。
Further, in
そこで本発明は、追加回路を不要として電流歪みを抑制するとともに、指令信号が急変したときの干渉現象を抑制できる、制御装置、電力変換装置、モータ駆動装置及びそれを用いた冷凍機器を提供することにある。 Therefore, the present invention provides a control device, a power conversion device, a motor drive device, and a refrigeration apparatus using the same that can suppress current distortion without using an additional circuit and can suppress an interference phenomenon when a command signal suddenly changes. There is.
上記課題を解決するために、本発明の制御装置は、外部から指令信号が入力され、制御信号を出力する制御器と、前記制御信号に基づいて制御される制御対象と、前記制御対象の出力を検出し、検出信号を出力する検出手段と、備えた制御装置であって、前記制御器は、前記制御信号と前記検出信号の偏差が入力され、該偏差に基づき前記制御対象の操作量を出力するPI制御器またはPID制御器と、前記制御信号が入力され、その急変を緩和するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力と前記検出信号の偏差が入力され、該偏差に含まれる特定周波数の信号を逆位相にして出力するS制御器と、前記PI制御器または前記PID制御器の出力と前記S制御器の出力を加算し、前記制御信号として出力する加算器と、からなる制御装置。 In order to solve the above problems, a control device of the present invention includes a controller that receives a command signal from the outside and outputs a control signal, a control object that is controlled based on the control signal, and an output of the control object And a detection device that outputs a detection signal, wherein the controller receives a deviation between the control signal and the detection signal, and determines an operation amount of the control object based on the deviation. An output PI controller or PID controller, the control signal is input, a low-pass filter that alleviates the sudden change, an output of the low-pass filter and a deviation of the detection signal are input, and a specific frequency included in the deviation A control comprising: an S controller that outputs a signal in reverse phase; and an adder that adds the output of the PI controller or the PID controller and the output of the S controller and outputs the result as the control signal Location.
また、発明の電力変換装置は、交流電源と、直流負荷または直流電源間が接続され、電力を変換するインバータ回路と、前記交流電源の交流電流を検出し、交流電流検出信号を出力する電流検出手段と、所定の電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記インバータ回路の指令電圧を生成する電圧制御器と、所定の電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記指令電圧を補正する補正信号を生成する補正部と、を備えた電力変換装置であって、前記補正部は、前記電流指令が入力され、その急変を緩和するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力と前記交流電流検出信号の偏差が入力され、該偏差に含まれる特定周波数の信号を逆位相にして、前記補正信号を生成するS制御器と、を有するものとした。 Moreover, the power converter of the invention includes an AC power source and an inverter circuit that is connected between a DC load or a DC power source and converts power, and a current detection that detects an AC current of the AC power source and outputs an AC current detection signal. Means, a predetermined current command and the alternating current detection signal are inputted, a voltage controller for generating a command voltage of the inverter circuit based on them, a predetermined current command and the alternating current detection signal are inputted, and And a correction unit that generates a correction signal for correcting the command voltage based on the low-pass filter that receives the current command and relaxes sudden change thereof, and the low-pass filter. And an S controller for generating the correction signal by inputting a deviation between the output of the AC current detection signal and the alternating current detection signal, and making a signal of a specific frequency included in the deviation an opposite phase It was the thing.
さらに、本発明のモータ駆動装置は、交流電源と、モータが接続され、前記交流電源が出力する交流電力を整流する整流回路と、該整流回路が出力する電力を平滑する平滑コンデンサと、該平滑コンデンサが出力する直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、前記インバータ回路が出力する交流電流を検出し、交流電流検出信号を出力する電流検出手段と、前記インバータ回路を制御する制御器と、を備えたモータ駆動装置であって、前記制御器は、モータトルク指令やモータ回転速度指令から算出された電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記インバータ回路の指令電圧を生成する電圧制御器と、前記電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記指令電圧を補正する補正信号を生成する補正部と、を備え、前記補正部は、前記電流指令が入力され、その急変を緩和するローパスフィルタと、該ローパスフィルタの出力と前記交流電流検出信号の偏差が入力され、該偏差に含まれる特定周波数の信号を逆位相にして、前記補正信号を生成するS制御器と、を有するものとした。 Furthermore, the motor driving device of the present invention includes an AC power supply, a rectifier circuit that rectifies AC power that is connected to the motor and that is output from the AC power supply, a smoothing capacitor that smoothes the power output from the rectifier circuit, and the smoothing circuit. An inverter circuit that converts a DC voltage output from a capacitor into an AC voltage; current detection means that detects an AC current output from the inverter circuit and outputs an AC current detection signal; and a controller that controls the inverter circuit; The controller is supplied with a current command calculated from a motor torque command or a motor rotation speed command and the AC current detection signal, and generates a command voltage for the inverter circuit based on them. Voltage controller, and the current command and the AC current detection signal are input, and a correction signal for correcting the command voltage is generated based on the input And a correction unit that receives the current command and receives a deviation of the low-pass filter that relaxes the sudden change, and an output of the low-pass filter and the AC current detection signal, and is included in the deviation. And an S controller that generates the correction signal by setting the specific frequency signal to be in reverse phase.
本発明によれば、周期外乱の影響を抑制するとともに、指令信号が急変したときの干渉現象を抑制できる、制御装置、電力変換装置、モータ駆動装置及びそれを用いた冷凍機器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a control device, a power conversion device, a motor drive device, and a refrigeration apparatus using the same that can suppress the influence of periodic disturbances and suppress an interference phenomenon when a command signal suddenly changes. it can.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1から図7を用いて、本発明の実施例1の制御装置を説明する。なお、本実施例の制御装置は、外部からの指令に基づいて、制御対象の出力(電圧、電流、位置、速度、角度、流量など)を制御するものであれば、具体的な制御対象は限定されない。 A control apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, if the control apparatus of a present Example controls the output (voltage, electric current, a position, speed, an angle, flow volume, etc.) of a control object based on the command from the outside, a specific control object will be It is not limited.
図1は、本実施例に係る制御装置100の全体構成図である。ここに示すように、制御装置100は、制御器1と、制御対象2の出力を検出する検出手段3と、を備えて構成されている。ここで、制御対象2には、周期外乱が印加されているものとする。また、検出手段3は、電圧センサ、電流センサ、位置センサ、温度センサ等各種の、物理量を信号に変換するセンサである。制御器1には、検出手段3が検出した検出信号8と、外部の上位装置からの指令信号11が入力され、周期外乱の影響を抑制するように制御対象2を制御する制御量を出力する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
図2は、制御器1の内部構成図である。制御器1は、主に、比例積分制御器(以下「PI制御器4」と称する)、正弦波伝達関数制御器(以下「S制御器5」と称する)とローパスフィルタ(以下「LPF6」と称する)を備える。PI制御器4の入力は、指令信号11と検出信号8の偏差である。S制御器5の入力は、指令信号11をLPF6で処理した後の出力と検出信号8の偏差である。PI制御器4の出力とS制御器5の出力は合算され、制御量として制御器1から出力される。
FIG. 2 is an internal configuration diagram of the
PI制御器4では、図2に示されないが、比例ゲインKpの増幅器と積分ゲインKiの積分器を用いて、入力信号をそれぞれ演算し、増幅器の出力と積分器の出力を合算して出力する。なお、制御対象2の特性及び制御目標に応じて、PI制御器4の他に、比例積分微分(PID)制御器、比例(P)制御器、積分(I)制御器の何れかを使用しても良い。
The
S制御器5は、制御対象2に印加された周期外乱の影響を抑制するための手段であり、式1のような伝達関数を利用する。
The S controller 5 is a means for suppressing the influence of the periodic disturbance applied to the controlled
ここで、s:ラプラス演算子、ω0:中心周波数、K1、K2、K3:制御ゲイン。 Here, s: Laplace operator, ω 0 : center frequency, K 1 , K 2 , K 3 : control gain.
式1の伝達関数には、三つのゲイン(K1、K2、K3)を設けている。これらのゲインの調整により、特定の中心周波数(ω0)に対応するゲインの大きさと帯域幅及び位相特性の調整ができる。
The transfer function of
図3には、S制御器5のゲイン特性7aと位相特性7bを示す。ここから分かるように、特定の中心周波数(ω0)において大きなゲインを持つことがS制御器5の特徴である。言い換えると、S制御器5の出力には、式1の伝達関数に設定された中心周波数(ω0)の成分のみが現れる。特に、中心周波数(ω0)付近では、図3の下段グラフに示すように、位相特性7bの位相が90°から−90°に急変するため、S制御器5の出力が入力信号の位相に依存しない特徴もある。
In FIG. 3, the gain characteristic 7a and the phase characteristic 7b of the S controller 5 are shown. As can be seen from this, the S controller 5 is characterized by having a large gain at a specific center frequency (ω 0 ). In other words, only the component of the center frequency (ω 0 ) set in the transfer function of
また、制御対象2に印加される周期外乱には、複数の周波数成分が存在する場合、図4に示すように、それぞれの周波数に対応した、複数のS制御器5(5a、5b、…)を並列に設けることで、それぞれの周波数成分の周期外乱を抑制できる。
Further, when a plurality of frequency components are present in the periodic disturbance applied to the controlled
LPF6は、指令信号11の急変時にPI制御器4とS制御器5の間に発生する干渉現象を抑制するために設けられたものであり、簡単な一次ローパスフィルタでも良い。LPF6の遮断周波数は、PI制御器4の応答周波数と同等程度に設定すれば良い。なお、干渉現象の抑制については、図6を用いて後述する。
The
先ず、図5を用いて、S制御器5による周期外乱の抑制効果を説明する。時間軸の最初(時間軸の0.2s〜0.3s)では、中段グラフのように、制御対象2に周期外乱が印加されていなかったので、上段グラフのように、検出手段3が検出した検出信号8は指令信号11の値「1」に追従していたが、時間軸の0.3s以降で、制御対象2に固定周波数(=50Hz)の周期外乱波形9を印加すると、検出信号8には固定周波数の周期外乱成分が現れた。そこで、下段グラフのように、時間軸の0.4s以降で、S制御器5を動作させ、式1の伝達関数に応じて抽出された周期外乱波形9と逆位相のS制御器出力波形10を生成し、これを用いて制御対象2を制御することで、上段グラフの0.4s以降に示すように、検出信号8の周期外乱成分が抑制される。
First, the effect of suppressing the periodic disturbance by the S controller 5 will be described with reference to FIG. At the beginning of the time axis (0.2 s to 0.3 s of the time axis), no periodic disturbance was applied to the controlled
次に、LPF6を有する本実施例の制御器1に係る図7と、LPFを省略した制御器に係る図6を比較しながら、LPF6による干渉現象の抑制効果を説明する。
Next, the effect of suppressing the interference phenomenon by the
図6は、図2の制御器1からLPF6を省略した制御器に入力される指令信号11が急変した時に、PI制御器4とS制御器5の出力間に干渉現象が発生し、検出信号8が乱れる現象を説明する波形図である。
6 shows that when the
図6でも、制御対象2には周期外乱が印加されているが、図5で説明した作用により、検出信号8から周期外乱成分が除去されている。しかしながら、上段グラフのように、指令信号11が「1」から「2」に急変したときや、「2」から「1」に急変したとき(時間軸の0.6sと0.8s)には、中段グラフのように、指令信号11と検出信号8の偏差であるS制御器入力波形12には大きな瞬時変化が現れ、下段グラフのように、S制御器入力波形12を処理したS制御器出力波形10にも大きな瞬時変化が現れる。この結果、上段グラフのように、検出信号8には、指令信号11の急変直後にリンギング現象(干渉現象)が現れてしまう。なお、S制御器入力波形12に大きな瞬時変化が現れた原因は、PI制御器4の制御遅れである。
In FIG. 6, the periodic disturbance is applied to the controlled
これに対し、図7は、LPF6を備えた図2の制御器1に入力される指令信号11が急変した時に、PI制御器4とS制御器5の出力間の干渉現象が抑制され、検出信号8の乱れが抑制された効果を説明する波形図である。上段グラフのように、指令信号11が急変したとき(時間軸の0.6sと0.8s)であっても、中段グラフのように、LPF6で処理した指令信号11を用いて生成されるS制御器入力波形12には大きな変化が無いため、下段グラフのように、S制御器出力波形10にも大きな変化が現れない。この結果、本実施例の制御器1を用いた場合には、上段グラフに示すように、検出信号8から周期外乱を除去しつつ、指令信号11の急変時のリンギング現象(干渉現象)もほぼ除去することができる。
On the other hand, in FIG. 7, when the
以上で説明したように、本実施例の制御装置100によれば、制御器1が備えるS制御器5を用いて、周期外乱の周波数成分に対応する制御量を出力することにより、制御対象に印加された周期外乱の影響を抑制でき、また、LPF6を用いて指令信号11を処理することにより、指令信号11が急変時に制御対象の出力に現れる干渉現象を抑制することができる。
As described above, according to the
次に、図8から図11を用いて、本発明の実施例2の電力変換装置を説明する。 Next, the power converter of Example 2 of this invention is demonstrated using FIGS. 8-11.
図8は、実施例3の電力変換装置101の全体構成図である。ここに示すように、電力変換装置101は、交流電源21に直列に接続されたノイズフィルタ22と、リアクトル23と、半導体スイッチング素子からなるインバータ回路24と、インバータ回路24の直流側の正極/負極間に接続された平滑コンデンサ25と、交流電圧を検出する電圧検出回路26と、直流電圧を検出する分圧抵抗(電圧検出回路)27と、インバータ回路24のPWM(Pulse width modulation)制御を行う制御器28と、交流電流を検出する電流検出回路29と、を備えて構成されている。なお、電力変換装置101の交流側は交流電源21に接続され、直流側は直流負荷又は直流電源(以下「直流負荷/直流電源20」と称する)に接続されている。
FIG. 8 is an overall configuration diagram of the
次にインバータ回路24の動作モードについて説明する。インバータ回路24の動作モードには、交流電源21から交流電力を受電して直流負荷/直流電源20に直流電力を供給する整流モード(交流/直流変換モード)と、直流負荷/直流電源20からの直流電力を逆変換して交流電源21へ交流電力を出力する回生モード(直流/交流変換モード)とがある。両動作モードの切り替えは、制御器28からの制御信号によって実現される。なお、直流負荷/直流電源20に用いられる直流電源としては、例えば、太陽光発電設備や蓄電池などがある。
Next, the operation mode of the
インバータ回路24は、6個の半導体スイッチング素子(本実施例ではIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor))と各半導体スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードとによって3相ブリッジ回路が構成されている。この3相ブリッジ回路は、3相の交流電源21に対応している。なお、各半導体スイッチング素子に逆並列に接続されたダイオードは、それぞれの半導体スイッチング素子のオフ時の転流用ダイオードであり、周知のものであるため、詳細な説明は省略する。
In the
平滑コンデンサ25は、インバータ回路24の直流側の直流電圧のリップルとサージ電圧を抑制するための要素である。
The smoothing
制御器28としては、マイクロコンピュータ、DSP(Digital Signal Processor)等の演算処理装置が用いられる。制御器28に内蔵されるサンプリングホールド回路とA/D(Analog/Digital)変換部などにより、入力される各電圧・電流の検出信号がデジタル信号に変換される。
As the
次に、図9の機能ブロック図を用いて、制御器28の制御構成を説明する。この制御器28は、演算処理装置が所定のプログラムを実行することで、インバータ回路24の電圧指令を演算し、インバータ回路24の各半導体スイッチング素子をスイッチング(オン/オフ)制御するためのPWM制御信号を生成するように動作する。
Next, the control configuration of the
詳しく述べると、制御器28は、図9に示すように、電源位相演算器31と、電圧制御器32と、3相/2軸変換器33と、2軸/3相変換器34と、高調波抑制器35と、PWM制御器36とを備えて構成されている。
More specifically, as shown in FIG. 9, the
電源位相演算器31は、電圧検出回路26が検出した交流電圧検出信号が入力され、電源電圧位相(θs)を演算して、3相/2軸変換器33及び2軸/3相変換器34へそれぞれ出力する。
The power
3相/2軸変換器33は、電流検出回路29が検出した3相交流系統の2相分の交流電流検出信号(Iu,Iv)と、電源位相演算器31で演算された電源電圧位相(θs)を用い、下記の式2と式3に基づいて、d軸電流Idとq軸電流Iqを演算する。なお、式2は、3相/2軸変換の演算式を表し、式3は固定座標系から回転座標系への変換の演算式を表している。
The three-phase / two-axis converter 33 includes two-phase AC current detection signals (I u , I v ) detected by the
電圧制御器32は、d軸電流指令値Id *及びq軸電流指令値Iq *と、3相/2軸変換器33で求められたd軸電流検出値Id及びq軸電流検出値Iqの誤差を無くすように、PI制御器4などを用いて、d軸電圧指令値Vd及びq軸電圧指令値Vqを演算する。
The
図10は、電圧制御器32の内部構成の一例を示す。ここに示されるように、電圧制御器32の内部では、電流誤差をPI制御器4で処理して電圧指令を生成する。また、制御応答性と安定性を改善するために、フィードフォーワッド項(2π×fs×L×Id *、2π×fs×L×Iq *、Es)をそれぞれの電圧指令に加(減)算する。ここで、fsは電源周波数、Lはリアクトル23のインダクタンス値、Esは交流電源電圧の実効値である。
FIG. 10 shows an example of the internal configuration of the
しかし、図10に示す制御構成では、制御系の安定性を保つために、PI制御器4として応答周波数が数十Hz程度のものを使用しており、数百Hzの高い周波数の外乱成分に対して、抑制効果が不十分である。例えば、3相電源の場合、主な電源電圧の歪みは5次成分(周波数は250Hz(50Hz電源)/300Hz(60Hz電源))と7次成分(周波数は350Hz(50Hz電源)/420Hz(60Hz電源))であるため、図10に示す電圧制御器32だけは、5次と7次の電流ひずみを抑制することが困難である。そこで、本実施例の制御器28では、交流電流の高次高調波成分を抑制するために、図9に示す、高調波抑制器35を追加している。
However, in the control configuration shown in FIG. 10, in order to maintain the stability of the control system, a
図11を用いて、高調波抑制器35の詳細構成を説明する。高調波抑制器35は、d軸電流検出値Id及びq軸電流検出値Iqの特定周波数の交流成分を抑制するためのものであり、主に、LPF6と複数のS制御器5(5a、5b、…)から構成される。これらのS制御器5は、実施例1で説明したものと同一構成である。また、各S制御器5の中心周波数は、電流検出回路29で検出された交流電流信号の高次成分(歪み)に基づいて設定する。
The detailed configuration of the
実施例1の図7でも説明したように、図11でも、電流指令値(Id *とIq *)が急変した時のPI制御器4とS制御器5の干渉現象を抑制するために、電流指令値(Id *とIq *)をLPF6を用いて処理している。このため、各S制御器5には、LPF6の出力と電流検出値(Id及びIq)との差分が入力されることになる。各S制御器5の出力には、図4に示すゲイン特性7aにより、各S制御器5の伝達関数に設定された中心周波数(ω0)の成分のみが逆位相で現れる。そのため、周期外乱の位相を含む電圧制御器32の出力(d軸電圧指令値Vd、q軸電圧指令値Vq)に、周期外乱の逆位相となる高調波抑制器35の出力(高調波成分Vdh、Vqh)を補正信号として加算することで、電流の高調波成分をキャンセルすることができる。
As described in FIG. 7 of the first embodiment, also in FIG. 11, in order to suppress the interference phenomenon between the
3相交流系統では、電源周波数の5次と7次成分が交流電流ひずみの主要成分であるため、3相/2軸変換器33により変換されたd軸電流検出値Id及びq軸電流検出値Iqには、6次成分が現れる。故に、高調波抑制器35には、電源周波数の6次に対応する周波数(ω0=2π×fs×6)のS制御器5を設ければ、交流電流の6次成分を通過させるとともに、5次と7次成分を抑制することができる。
In the three-phase AC system, the fifth and seventh components of the power supply frequency are the main components of the AC current distortion, so the d-axis current detection value I d and q-axis current detection converted by the three-phase / two-axis converter 33 are used. A sixth-order component appears in the value Iq . Therefore, if the
電流ひずみの改善効果を更に向上するためには、11次と13次の周波数成分に対して、同様に電源周波数の12次に対応する周波数(ω0=2π×fs×12)のS制御器5を追加すれば良い。このように、電流検出回路29で検出した交流電流信号に複数の高次成分が存在する場合、複数のS制御器5を併用すれば各々の周期外乱を除去することができる。また、直流負荷/直流電源20の直流電圧のリップルに起因する電流歪みに対しても、前記直流電圧のリップルの周波数に対応するS制御器5を追加すれば、同様に電流歪み改善が図られる。
To enhance the effect of improving the current distortion further, 11 th and against 13-order frequency components, as well as S control of the power supply frequency of 12 then the corresponding frequency (ω 0 = 2π × f s × 12) A vessel 5 may be added. As described above, when a plurality of higher-order components exist in the alternating current signal detected by the
また、図9の2軸/3相変換器34は、電圧制御器32と高調波抑制器35で求められたd軸とq軸の電圧指令値の和(つまり、d軸電圧指令値Vd *及びq軸電圧指令値Vq *)と、電源位相演算器31で求められた電源電圧位相(θs)とを用い、下記の式4、及び、式5に基づいて、電圧指令逆変換を行い、3相電圧指令値(Vu *,Vv *,Vw *)を算出してPWM制御器36へ出力する。なお、式4は、回転座標系から固定座標系への変換の演算式を表す。また、式5は、2軸/3相変換の演算式を表す。
The 2-axis / 3-
PWM制御器36は、2軸/3相変換器34からの3相電圧指令値(Vu *,Vv *,Vw *)と直流電圧信号Edc、及び、三角波又は鋸歯状波のキャリア波とに基づいてPWM制御信号を生成し、インバータ回路24の各半導体スイッチング素子をスイッチング動作させ、該インバータ回路24の出力電圧を制御する。
The
以上で説明したように、本実施例では、インバータ回路の電流制御系に、指定の周波数成分に対して大きなゲインを持つ伝達関数を利用する制御手段を追加して、特定の高次成分に対して指令電圧を補正することにより、追加回路を不要としながら、電流歪みを抑制できる電力変換装置を提供することができ、また、LPFを用いて電流指令を処理することにより、PI制御器とS制御器の間の干渉現象を抑制し、電力変換装置の応答特性を保つことができる。 As described above, in this embodiment, a control means that uses a transfer function having a large gain with respect to a specified frequency component is added to the current control system of the inverter circuit, so that a specific high-order component is detected. By correcting the command voltage, it is possible to provide a power converter that can suppress current distortion while eliminating the need for an additional circuit, and by processing the current command using the LPF, the PI controller and the S The interference phenomenon between the controllers can be suppressed and the response characteristics of the power conversion device can be maintained.
次に、図12から図15を用いて、本発明の実施例3のモータ駆動装置について説明する。 Next, a motor drive device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図12は、本実施例のモータ駆動装置102の全体構成を示す図である。ここに示すように、モータ駆動装置102は、交流電源41とモータ45が接続され、主に、整流回路42、平滑コンデンサ43、インバータ回路44、制御器46、電流検出回路47、直流電圧検出回路48を備えている。整流回路42は、交流電源41に接続され、交流電源41からの交流電圧を直流電圧に変換する。平滑コンデンサ43は、整流回路42の直流出力端子に接続され、整流回路42の出力である直流電圧を平滑する。インバータ回路44は、制御器46から入力されたPWM信号に従って、IGBTやパワーMOSなどの半導体スイッチング素子をオン・オフ動作させ、平滑コンデンサ43の出力である直流電圧を交流電圧に変換して出力し、モータ45の回転数を制御する。なお、交流電源41に代え、蓄電池などの直流電源から給電する場合は、整流回路42を省略し、直流電源の出力をそのままインバータ回路44に入力する構成としても良い。
FIG. 12 is a diagram illustrating an overall configuration of the
また、電流検出回路47は、平滑コンデンサ43とインバータ回路44の間に設けられたシャント抵抗により、インバータ回路44の直流電流(母線電流)を検出する。直流電圧検出回路48は、平滑コンデンサ43の両端の直流電圧を検出する。制御器46は、各検出回路の出力に基づいてインバータ回路44を制御するPWM信号を生成する。なお、制御器46はマイクロコンピュータもしくはDSP(デジタルシグナルプロセッサ)等の半導体演算素子を用いている。
The
図13は、モータ45に印加する電圧指令信号を演算し、インバータ回路44を制御するPWM制御信号を生成する制御器46の機能ブロック図であり、各機能はCPU(コンピュータ)及び演算プログラムにより実現される。ここに示すように、制御器46は、dqベクトル制御により、モータ45に印加する電圧指令信号(Vu *,Vv *,Vw *)を演算し、インバータ回路44の制御信号であるPWM信号を生成するものであり、図13に示すように、速度制御器50と、d軸電流指令発生器51と、電圧制御器52と、2軸/3相変換器53と、速度&位相推定器54と、3相/2軸変換器55と、電流再現演算器56と、高調波抑制器57と、PWM制御器58とを備える。
FIG. 13 is a functional block diagram of a
これらのうち、電流再現演算器56は、電流検出回路47が出力する母線電流信号Ishと、2軸/3相変換器53が出力する3相電圧指令値Vu *,Vv *,Vw *を用いて、インバータ回路44の出力電流Iu、Iv、Iwを再現する。なお、図13では、コスト低減のために、母線電流信号Ishから3相電流を再現する方式を採用しているが、電流センサなどの電流検出手段を用いてインバータ回路44の出力である交流電流を検出しても良く、この場合は、その電流検出手段が検出した3相電流を3相/2軸変換器55に入力すれば良い。
Among these, the current
図14は、本実施例のモータ駆動装置102の制御軸と、モータ回転軸を示す図である。同図において、dc−qc軸は制御系の推定軸、d−q軸はモータ回転軸であり、d−q軸とdc−qc軸との軸誤差をΔθcと定義する。このとき、3相/2軸変換器55は、電流再現演算器56で再現された3相の出力電流Iu、Iv、Iwと、速度&位相推定器54により推定された位相情報θdcとを用い、式6と式7に基づいて、dc軸電流検出値Idcと、qc軸電流検出値Iqcを演算する。
FIG. 14 is a diagram illustrating a control shaft and a motor rotation shaft of the
速度制御器50は、外部からの速度指令値ω*とモータ回転速度推定値ω1の偏差に従って、q軸電流指令値Iq *を出力する。また、d軸電流指令発生器51は、モータ電流を最小化するd軸電流指令値Id *を出力する。
The
電圧制御器52では、上述したd軸電流指令値Id *とq軸電流指令値Iq *と、dc軸電流検出値Idcと、qc軸電流検出値Iqcと、速度指令値ω1 *、および、予め登録された、巻き線抵抗rやd−q軸インダクタンスLdとLq等のモータ定数を用いて、モータ45の制御に用いるdc軸電圧指令値Vdcと、qc軸電圧指令値Vqcを演算する。電圧制御器52での電圧制御は周知のものであるため、詳細な説明を省略する。
In the
続いて、モータ位置センサレス制御を実現するための速度&位相推定方法について、詳細に説明する。 Next, a speed & phase estimation method for realizing motor position sensorless control will be described in detail.
図15は、図13の速度&位相推定器54の詳細な機能ブロック図である。この速度&位相推定器54は、モータ回転子位置センサレス制御法により、回転子位置と回転速度とを推定するものであり、具体的には、モータ軸(d−q軸)と制御系軸(dc−qc軸)との軸誤差Δθcを演算する軸誤差演算器61と、モータ回転速度推定値ω1を推定する速度推定器62と、制御系の位相情報θdcを演算する位相演算器63とを備えるとともに、軸誤差Δθcを指令値「0」に保持している。
FIG. 15 is a detailed functional block diagram of the speed &
軸誤差演算器61は、上述した、dc軸電圧指令値Vdc、qc軸指令電圧値Vqc、dc軸電流値Idc、qc軸電流値Iqc、モータ定数64、および、後述する、モータ回転速度推定値ω1から、以下の式8を用いて、軸誤差Δθcを演算する。
The
速度推定器62は、軸誤差演算器61が出力する軸誤差Δθcを、所謂、PI制御器4を用いて処理し、モータ回転速度推定値ω1を出力するものである。ここで、PI制御器4は、軸誤差演算器61で推定される軸誤差ΔθcをなくすようにPLL(Phase-Locked Loop)制御するものである。また、位相演算器63では、モータ回転速度の推定値ω1を積分して、制御系の位相情報θdcを演算し、出力する。
The
以上で説明した速度&位相推定器54を用いることによって、モータ回転速度推定値ω1と位相情報θdcが得られるので、モータ45の回転子位置センサを省略することができ、システム全体としてのコスト低減が可能である。もちろん、エンコーダなど回転子位置センサを採用して常に回転子の速度と位置情報を検出しても良い。
By using the speed &
また、図13の高調波抑制器57は、モータ電流の高調波成分を抑制するためのものである。この高調波抑制器57は、実施例2の図11に示す高調波抑制器35と同じく、S制御器5とLPF6を内蔵する構成であり、その詳細な説明は省略するが、dc軸電流検出値Idc及びqc軸電流検出値Iqcの特定周波数の交流成分を抑制するためのものであり、複数のS制御器5を並列にして構成される。各S制御器5の中心周波数は、モータ回転数やインバータ周波数f1及びインバータの特性に従って調整する。例えば、3相交流モータの場合、インバータ周波数の5次と7次成分がモータ電流ひずみの主要成分であるため、3相/2軸変換器55により変換されたdc軸電流検出値Idc及びqc軸電流検出値Iqcには、インバータ周波数の6次成分が現れる。故に、高調波抑制器57には、インバータ周波数の6次に対応する周波数(ω0=2π×f1×6)のS制御器5を設ければ、モータ電流の5次と7次成分を抑制できる。勿論、電流ひずみの改善効果を更に向上するためには、11次以上の周波数成分に対して、同様にS制御器5を追加すれば良い。また、平滑コンデンサ43の直流電圧リップルに起因する電流歪み成分を抑制したい場合、直流電圧リップルの周波数に対応するS制御器5を追加すれば良い。
Further, the
そして、図13で示したように、電圧制御器52の出力である電圧指令値(Vdc、Vqc)を、高調波抑制器57の出力である補正量(Vdh、Vqh)で補正することで、モータ電圧指令(Vdc *、Vqc *)を算出することができる。
Then, as shown in FIG. 13, the voltage command values (V dc , V qc ) that are the outputs of the
ここで、高調波抑制器57の出力(Vdh、Vqh)が主に高調波(交流)成分なので、電圧制御器52の出力(VdcとVqc)の交流成分が少なくなる。その結果、式8により算出された軸誤差Δθcのリップルが低減され、モータ制御系の安定性を向上できる。すなわち、高調波抑制器57の出力と電圧制御器52の出力との加算の前に、電圧制御器52の出力に対して軸誤差演算を行うことでモータ制御系の安定性を向上できる。
Here, since the outputs (V dh , V qh ) of the
このモータ電圧指令(Vdc *、Vqc *)と、速度&位相推定器54からの位相情報θdcを用いて、下記の式9及び式10に基づいて、3相指令電圧(Vu *、Vv *、Vw *)を算出する。
Using this motor voltage command (V dc * , V qc * ) and the phase information θ dc from the speed &
最後に、PWM制御器58は、2軸/3相変換器53からの3相指令電圧(Vu *、Vv *、Vw *)と、直流電圧検出回路48からの直流電圧信号Edcを用いて、PWM制御器58で変調率を算出し、インバータ回路44のPWM信号を作成する。インバータ回路44の半導体スイッチング素子は、PWM信号に従ってオン・オフ動作し、各相の出力端子から、パルス状の電圧(振幅値が直流電圧、幅がPWM信号によって変化)を出力する。
Finally, the
以上で説明したように、本実施例によれば、インバータ回路の電流制御系に、指定の周波数成分に対して大きなゲインを持つ伝達関数とLPFを利用する制御手段を追加して、特定の高次成分に対して指令電圧を補正することにより、追加回路が不要としながら、電流歪みを抑制するとともに、LPF処理後の指令信号を制御に用いることで、指令信号の急変時にモータの出力に現れる、PI制御器とS制御器の干渉現象を抑制したモータ駆動装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, a transfer function having a large gain with respect to a specified frequency component and a control unit that uses an LPF are added to the current control system of the inverter circuit, so that a specific high frequency is obtained. Correcting the command voltage for the next component suppresses current distortion while eliminating the need for an additional circuit, and uses the command signal after LPF processing for control, so that it appears in the motor output when the command signal changes suddenly. It is possible to provide a motor drive device that suppresses the interference phenomenon between the PI controller and the S controller.
本実施例は、冷凍機器について説明する。 In this embodiment, a refrigeration apparatus will be described.
図16は、本発明の実施例4における空気調和機や冷凍機などの冷凍機器の構成図を示す。冷凍機器200は、空気温度を調和する装置であり、室内機200Aと室外機200Bとが冷媒配管206により接続されて構成される。ここで室外機200Bは冷媒と空気の熱交換を行う熱交換器202と、この熱交換器202に空気を送風するファン204と、冷媒を圧縮して循環させる圧縮機205を備える。
FIG. 16: shows the block diagram of refrigeration equipment, such as an air conditioner and a refrigerator, in Example 4 of the present invention. The refrigeration equipment 200 is a device that harmonizes the air temperature, and is configured by connecting an
また、圧縮機205は内部に永久磁石同期モータを備えた圧縮機用モータ208を有し、モータ駆動装置207により圧縮機用モータ208を駆動することで圧縮機が駆動される。モータ駆動装置207は、交流電源の交流電圧を直流電圧に変換して、モータ駆動用インバータに提供し、モータを駆動する。
The
圧縮機205は詳細な図示構造はないが、ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機等が採用され、内部に圧縮機構部を備えており、この圧縮機構部は圧縮機用モータ208により駆動される。圧縮機構部はスクロール圧縮機であれば、固定スクロールと旋回スクロールとにより構成され、固定スクロールに対して旋回スクロールが旋回運動を行うことで、スクロール間に圧縮室が形成されるものである。
Although the
このモータ駆動装置207として実施例3のモータ駆動装置102を使用することにより、モータ電流のひずみを抑制し、高い制御性能を確保できる。また、モータ電流ひずみの抑制により、より安定駆動ができるので、冷凍機器として、製品の振動や騒音の低減ができる。
By using the
以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
100:制御装置、
101:電力変換装置、
102:モータ駆動装置、
1:制御器、
2:制御対象、
3:検出手段、
4:PI制御器、
5:S制御器、
6:LPF(ローパスフィルタ)、
7a:S制御器のゲイン特性、
7b:S制御器の位相特性、
8:検出信号、
9:周期外乱波形、
10:S制御器出力波形、
11:指令信号、
12:S制御器入力波形、
20:直流負荷/直流電源、
21:交流電源、
22:ノイズフィルタ、
23:リアクトル、
24:インバータ回路、
25:平滑コンデンサ、
26:電圧検出回路、
27:分圧抵抗、
28:制御器、
29:電流検出回路、
31:電源位相演算器、
32:電圧制御器、
33:3相/2軸変換器、
34:2軸/3相変換器、
35:高調波抑制器、
36:PWM制御器、
37:乗算器、
38:d軸高調波抑制器、
39:q軸高調波抑制器、
41:交流電源、
42:整流回路、
43:平滑コンデンサ、
44:インバータ回路、
45:モータ、
46:制御器、
47:電流検出回路、
48:直流電圧検出回路、
50:速度制御器、
51:d軸電流指令発生器、
52:電圧制御器、
53:2軸/3相変換器、
54:速度&位相推定器、
55:3相/2軸変換器、
56:電流再現演算器、
57:高調波抑制器、
58:PWM制御器、
61:軸誤差演算器、
62:速度推定器、
63:位相演算器、
64:モータ定数、
200:冷凍機器、
200A:室内機、
200B:室外機、
201、202:熱交換器、
203、204:ファン、
205:圧縮機、
206:冷媒配管、
207:モータ駆動装置、
208:圧縮機用モータ
100: control device,
101: Power conversion device,
102: Motor drive device,
1: controller,
2: Control target
3: Detection means,
4: PI controller,
5: S controller,
6: LPF (low pass filter),
7a: S controller gain characteristics,
7b: S controller phase characteristics,
8: Detection signal,
9: Periodic disturbance waveform,
10: S controller output waveform,
11: Command signal,
12: S controller input waveform,
20: DC load / DC power supply,
21: AC power supply,
22: Noise filter,
23: Reactor,
24: Inverter circuit,
25: Smoothing capacitor,
26: voltage detection circuit,
27: Voltage dividing resistance,
28: Controller
29: current detection circuit,
31: Power phase calculator
32: Voltage controller,
33: 3-phase / 2-axis converter,
34: 2-axis / 3-phase converter,
35: harmonic suppressor,
36: PWM controller,
37: Multiplier
38: d-axis harmonic suppressor,
39: q-axis harmonic suppressor,
41: AC power supply,
42: rectifier circuit,
43: smoothing capacitor,
44: Inverter circuit,
45: Motor,
46: Controller
47: current detection circuit,
48: DC voltage detection circuit,
50: Speed controller,
51: d-axis current command generator,
52: Voltage controller,
53: 2-axis / 3-phase converter,
54: Speed & phase estimator,
55: 3-phase / 2-axis converter,
56: Current reproduction calculator,
57: Harmonic suppressor,
58: PWM controller,
61: Axis error calculator,
62: Speed estimator,
63: Phase calculator
64: Motor constant,
200: Refrigeration equipment,
200A: indoor unit,
200B: outdoor unit,
201, 202: heat exchanger,
203, 204: Fan,
205: Compressor,
206: refrigerant piping,
207: motor drive device,
208: Motor for compressor
Claims (17)
前記制御信号に基づいて制御される制御対象と、
前記制御対象の出力を検出し、検出信号を出力する検出手段と、
を備えた制御装置であって、
前記制御器は、
前記制御信号と前記検出信号の偏差が入力され、該偏差に基づき前記制御対象の操作量を出力するPI制御器またはPID制御器と、
前記制御信号が入力され、その急変を緩和するローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力と前記検出信号の偏差が入力され、該偏差に含まれる特定周波数の信号を逆位相にして出力するS制御器と、
前記PI制御器または前記PID制御器の出力と前記S制御器の出力を加算し、前記制御信号として出力する加算器と、
からなることを特徴とする制御装置。 A controller that receives a command signal from the outside and outputs a control signal;
A controlled object controlled based on the control signal;
Detecting means for detecting an output of the controlled object and outputting a detection signal;
A control device comprising:
The controller is
A PI controller or a PID controller that receives a deviation between the control signal and the detection signal and outputs an operation amount of the control object based on the deviation;
A low-pass filter that receives the control signal and relaxes the sudden change;
An S controller for inputting a deviation between the output of the low-pass filter and the detection signal, and outputting a signal of a specific frequency included in the deviation in an opposite phase;
An adder that adds the output of the PI controller or the PID controller and the output of the S controller and outputs the result as the control signal;
A control device comprising:
前記S制御器には、下記式に示す伝達関数を用いることを特徴とする制御装置。
The S controller uses a transfer function represented by the following equation.
前記ローパスフィルタの遮断周波数は、前記PI制御器もしくはPID制御器の応答周波数と同様に設定することを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1,
The cut-off frequency of the low-pass filter is set similarly to the response frequency of the PI controller or PID controller.
前記S制御器に設定される中心周波数ω0は、前記検出信号に含まれる高次成分に基づいて設定することを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 2,
The control apparatus is characterized in that the center frequency ω 0 set in the S controller is set based on a higher-order component included in the detection signal.
前記検出信号に複数の高次成分が存在する場合、各々の周波数に対応した複数のS制御器を併用することを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1 or 2,
When a plurality of higher-order components exist in the detection signal, a control device using a plurality of S controllers corresponding to each frequency in combination.
電力を変換するインバータ回路と、
前記交流電源の交流電流を検出し、交流電流検出信号を出力する電流検出手段と、
所定の電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記インバータ回路の指令電圧を生成する電圧制御器と、
所定の電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記指令電圧を補正する補正信号を生成する補正部と、
を備えた電力変換装置であって、
前記補正部は、
前記電流指令が入力され、その急変を緩和するローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力と前記交流電流検出信号の偏差が入力され、該偏差に含まれる特定周波数の信号を逆位相にして、前記補正信号を生成するS制御器と、を有することを特徴とする電力変換装置。 The AC power supply and the DC load or DC power supply are connected.
An inverter circuit for converting power;
Current detection means for detecting an alternating current of the alternating current power supply and outputting an alternating current detection signal;
A voltage controller that receives a predetermined current command and the alternating current detection signal and generates a command voltage of the inverter circuit based on the current command;
A correction unit that receives a predetermined current command and the alternating current detection signal and generates a correction signal for correcting the command voltage based on the predetermined current command,
A power conversion device comprising:
The correction unit is
A low-pass filter that receives the current command and relaxes the sudden change;
An S controller that receives a deviation between the output of the low-pass filter and the AC current detection signal, and generates a correction signal by making a signal of a specific frequency included in the deviation into an opposite phase. Power conversion device.
前記S制御器には、下記式に示す伝達関数を用いることを特徴とする電力変換装置。
The S controller uses a transfer function represented by the following equation.
前記ローパスフィルタの遮断周波数は、前記電圧制御器の応答周波数と同様に設定することを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 6, wherein
The cutoff frequency of the low-pass filter is set similarly to the response frequency of the voltage controller.
前記S制御器に設定される中心周波数ω0は、前記交流電流検出信号の高次成分に基づいて設定することを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 7,
The center frequency ω 0 set in the S controller is set based on a higher-order component of the alternating current detection signal.
前記交流電流検出信号に複数の高次成分が存在する場合、各々の周波数に対応した複数のS制御器を併用することを特徴とする電力変換装置。 The power conversion device according to claim 6 or 7,
When a plurality of higher order components exist in the alternating current detection signal, a plurality of S controllers corresponding to each frequency are used in combination.
前記交流電源が出力する交流電力を整流する整流回路と、
該整流回路が出力する電力を平滑する平滑コンデンサと、
該平滑コンデンサが出力する直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路と、
前記インバータ回路が出力する交流電流を検出し、交流電流検出信号を出力する電流検出手段と、
前記インバータ回路を制御する制御器と、
を備えたモータ駆動装置であって、
前記制御器は、
モータトルク指令やモータ回転速度指令から算出された電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記インバータ回路の指令電圧を生成する電圧制御器と、
前記電流指令と前記交流電流検出信号が入力され、それらに基づき前記指令電圧を補正する補正信号を生成する補正部と、を備え、
前記補正部は、
前記電流指令が入力され、その急変を緩和するローパスフィルタと、
該ローパスフィルタの出力と前記交流電流検出信号の偏差が入力され、該偏差に含まれる特定周波数の信号を逆位相にして、前記補正信号を生成するS制御器と、を有することを特徴とするモータ駆動装置。 AC power supply and motor are connected,
A rectifier circuit for rectifying AC power output from the AC power source;
A smoothing capacitor for smoothing the power output from the rectifier circuit;
An inverter circuit for converting a DC voltage output from the smoothing capacitor into an AC voltage;
Current detection means for detecting an alternating current output by the inverter circuit and outputting an alternating current detection signal;
A controller for controlling the inverter circuit;
A motor drive device comprising:
The controller is
A voltage controller that receives a current command calculated from a motor torque command or a motor rotation speed command and the alternating current detection signal and generates a command voltage of the inverter circuit based on the current command;
A correction unit that receives the current command and the alternating current detection signal and generates a correction signal for correcting the command voltage based on the current command and the alternating current detection signal;
The correction unit is
A low-pass filter that receives the current command and relaxes the sudden change;
An S controller that receives a deviation between the output of the low-pass filter and the AC current detection signal, and generates a correction signal by making a signal of a specific frequency included in the deviation into an opposite phase. Motor drive device.
前記S制御器には、下記式に示す伝達関数を用いることを特徴とするモータ駆動装置。
The S controller uses a transfer function represented by the following equation.
前記ローパスフィルタの遮断周波数は、前記電圧制御器の応答周波数と同様に設定することを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 11, wherein
The motor driving device characterized in that the cutoff frequency of the low-pass filter is set in the same manner as the response frequency of the voltage controller.
前記S制御器に設定される中心周波数ω0は、前記交流電流検出信号の高次成分に基づいて設定することを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 11 or 12,
The motor drive apparatus according to claim 1, wherein the center frequency ω 0 set in the S controller is set based on a higher-order component of the alternating current detection signal.
前記交流電流検出信号に複数の高次成分が存在する場合、各々の周波数に対応した複数のS制御器を併用することを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to claim 11 or 12,
When a plurality of higher order components exist in the alternating current detection signal, a plurality of S controllers corresponding to each frequency are used in combination.
前記指令電圧を補正する前に前記電圧制御器から出力された指令電圧を用いて軸誤差演算を行うことを特徴とするモータ駆動装置。 The motor drive device according to any one of claims 11 to 14,
A motor drive device that performs an axis error calculation using a command voltage output from the voltage controller before correcting the command voltage.
前記圧縮機はモータを内蔵し、
請求項11から16の何れか一項に記載のモータ駆動装置を用いて、前記圧縮機に内蔵されたモータを駆動することを特徴とする冷凍機器。 Refrigeration equipment having a compressor,
The compressor has a built-in motor,
A refrigeration apparatus that drives a motor built in the compressor using the motor driving device according to any one of claims 11 to 16.
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