JP2020014350A5

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Publication number: JP2020014350A5
Application number: JP2018136265A
Authority: JP
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2038-07-19

Claims

互いに絶縁された複数相の巻線を有する多相電動機の各巻線に接続され前記多相電動機に交流電力を供給するインバータ部と、
前記インバータ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
基本波電流指令に基づいて、前記巻線に基本波電流を流すように前記インバータ部の出力電圧を制御するための基本波電圧指令を発生する基本波電圧指令発生部と、
ｎを任意の自然数と定義したとき、前記巻線に所定の２ｎ＋１次高調波電流を流すための２ｎ＋１次の高調波電圧指令を発生する高調波制御部と、
前記基本波電圧指令の出力値と前記高調波電圧指令の出力値とを加算する加算器と、
前記加算器の出力値により、前記インバータ部をスイッチングさせるスイッチング制御部を備え、
前記高調波制御部は、
前記巻線に流す電流の２ｎ＋１次高調波成分を指令する高調波電流指令生成器と、
前記多相電動機の基本波の誘起電圧に対し、前記巻線に流す電流の２ｎ＋１次高調波成分の位相を決定する位相を指令する位相角オフセット生成器とを備え、
前記高調波電流指令生成器の出力である高調波電流指令値と、前記位相角オフセット生成器の出力である位相角オフセット指令と、前記巻線に流す電流の２ｎ＋１次高調波成分が前記高調波電流指令値と前記位相角オフセット指令に追従する様に前記２ｎ+１次の前記高調波電圧指令とを発生する
多相電動機駆動装置。
前記高調波電流指令生成器は、
前記高調波電流指令値を前記基本波電流指令に基づいて決定する、
請求項１に記載の多相電動機駆動装置。
前記高調波電流指令生成器は、
前記高調波電流指令値を前記巻線に流れる基本波電流に基づいて決定する、
請求項１に記載の多相電動機駆動装置。
前記基本波の位相に対する前記２ｎ＋１次高調波成分の前記位相角オフセット指令は、前記多相電動機の設計データから求められる誘起電圧波形に基づき決定される、
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の多相電動機駆動装置。
前記基本波の位相に対する前記２ｎ＋１次高調波成分の前記位相角オフセット指令は、無負荷で前記多相電動機を回転させたときの誘起電圧波形に基づき決定される、
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の多相電動機駆動装置。
前記基本波電圧指令発生部は、
互いに直交する制御Ｄ軸と制御Ｑ軸とを軸に持つ座標系において前記制御Ｑ軸の方向が有効電力の方向に定められ、前記基本波電流指令を制御Ｄ軸及び制御Ｑ軸の２軸の電流指令に展開する電流指令演算手段と、
前記巻線に流れる実電流の基本波の振幅または前記基本波電流指令の振幅に基づき、その振幅を決定し、且つ前記基本波電流指令のベクトル位相と直交する位相を持つ仮想余弦波を生成する仮想余弦波生成手段と、
前記実電流と前記仮想余弦波を用いて直交回転座標変換する第１の直交回転座標変換手段と、
を備え、
前記電流指令演算手段によって得られた前記２軸の電流指令に、前記第１の直交回転座標変換手段によって得られた前記２軸の電流成分が夫々追従するように電流制御を行って主電圧指令を出力し、
前記高調波制御部は、さらに、
前記実電流に含まれる２ｎ＋１次高調波成分を前記基本波の周波数の２ｎ＋１倍の周波数で回転する直交回転座標に投影した高次Ｄ軸及び高次Ｑ軸の２軸の成分として検出する、２ｎ＋１次高調波電流検出手段と、
前記検出された高次Ｑ軸の成分の値を前記高調波電流指令値に追従する様に高次Ｑ軸電圧指令を出力する高次Ｑ軸電流制御手段と、
前記検出された高次Ｄ軸の成分の値を零または微小値に追従する様に高次Ｄ軸電圧指令を出力する高次Ｄ軸電流制御手段と、
前記高次Ｑ軸制御指令と前記高次Ｄ軸電流制御指令の信号を入力とし直交回転座標系から静止座標系に逆変換し、２ｎ＋１次の前記高調波電圧指令を発生する高次直交座標逆変換手段と、
を備え、
前記第１の直交回転座標変換手段及び前記高次直交座標逆変換手段は、前記多相電動機の各巻線の位相差に応じて個別にシフトした位相角を基準位相に用いる、
請求項１に記載の多相電動機駆動装置。
前記第１の直交回転座標変換手段によって得られた前記２軸の電流成分の各々を、第１の低域通過フィルタを介して前記電流指令演算手段によって得られた前記２軸の電流指令と対比する比較部
を備え、
前記２ｎ＋１次高調波電流検出手段は、
前記２軸の電流成分ごとに設けられた前記第１の低域通過フィルタの入力と出力の差分を前記２軸の電流成分ごとにとり、夫々の前記差分を第２の直交回転座標変換手段に与え、
前記第２の直交回転座標変換手段は、
前記第１の直交回転座標変換手段と同一の基準位相の周波数の２ｎ倍の周波数で直交回転座標変換を行い、
前記第２の直交回転座標変換手段の前記２軸の成分ごとの出力を前記２ｎ＋１次高調波電流検出手段の検出された出力値とする、
請求項６に記載の多相電動機駆動装置。
前記基本波電流指令または前記実電流の基本波の振幅と等しく、且つ前記基本波電流指令または前記実電流の基本波と同相の仮想正弦波を生成する仮想正弦波生成手段を更に有し、
前記２ｎ＋１次高調波電流検出手段は、
前記実電流と前記仮想正弦波の差分を第３の直交回転座標変換手段に与え、その２軸の出力の各々に第２の低域通過フィルタを介して出力し、前記第２の低域通過フィルタの成分ごとの出力を前記２ｎ＋１次高調波電流検出手段の検出された出力値とする、
請求項６に記載の多相電動機駆動装置。
前記高調波制御部は、
ｎの値が互いに異なる複数個の前記２ｎ＋１次高調波電流検出手段と、
前記複数個の前記２ｎ＋１次高調波電流検出手段に各々対応付けられ、前記ｎの値に対応する２ｎ＋１次高調波補助電圧指令を各々出力する複数個の前記高次直交座標逆変換手段と、
前記ｎの値に対応する前記複数個の前記２ｎ＋１次高調波補助電圧指令を夫々加算合計して得た値を、前記高調波電流指令値として主力する加算器と、
を備える請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載の多相電動機駆動装置。