JP2020150764A - Motor system - Google Patents

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Abstract

To reduce loss generated in a motor system regardless of a load and an operation condition.SOLUTION: A motor system that converts a DC power from a power supply device to an AC power by a power conversion device and supplies the power to a motor to drive the motor, comprises a control unit that controls an ON state and an OFF state of a switching element structuring the power conversion device. The control unit controls an on fixed conductive period while changing the on fixed conductive period as a period where the switching element is in the ON state so that a total loss containing a loss generated in the motor and a loss generated in the power conversion device becomes the minimum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、モータシステムに関する。 The present invention relates to a motor system.

インバータ及びモータを備え、バッテリ等の直流電源からの直流電力をインバータで交流電力に変換してモータに供給することで当該モータを駆動するモータシステムが知られている(例えば、特許文献1)。 A motor system that includes an inverter and a motor and drives the motor by converting DC power from a DC power source such as a battery into AC power by the inverter and supplying the motor to the motor is known (for example, Patent Document 1).

国際公開第2017/145640号International Publication No. 2017/145640

ところで、モータの負荷が一定である場合には、当該モータでの損失やそのモータを駆動するインバータでの損失も同様に一定であるため、上記モータシステム全体で発生する損失も一定である。 By the way, when the load of the motor is constant, the loss in the motor and the loss in the inverter for driving the motor are also constant, so that the loss generated in the entire motor system is also constant.

しかしながら、モータの負荷が変動すると、モータでの損失やインバータでの損失も同様に変動するため、モータシステム全体で発生する損失も変動する。したがって、そのモータの負荷変動によってモータシステム全体で発生する損失が増加してしまう場合がある。 However, when the load of the motor fluctuates, the loss in the motor and the loss in the inverter also fluctuate, so that the loss generated in the entire motor system also fluctuates. Therefore, the loss generated in the entire motor system may increase due to the load fluctuation of the motor.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、モータ負荷や運転条件によらず、モータシステムでの発生損失を低減することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the loss generated in the motor system regardless of the motor load and operating conditions.

(1)本発明の一態様は、電源装置からの直流電力を電力変換装置によって交流電力に変換してモータに供給することで前記モータを駆動するモータシステムであって、前記電力変換装置を構成するスイッチング素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記スイッチング素子がオン状態の期間であるオン固定通電期間を変化させながら、前記モータで発生する損失と前記電力変換装置で発生する損失とを含む合計損失が最小となるように前記オン固定通電期間を制御する制御部を備えることを特徴とするモータシステムである。 (1) One aspect of the present invention is a motor system that drives the motor by converting DC power from a power supply device into AC power by a power conversion device and supplying the motor to the motor, and constitutes the power conversion device. A control unit for controlling the on state and the off state of the switching element is provided, and the control unit changes the on-fixed energization period, which is the period during which the switching element is on, while causing the loss and the electric power of the motor. The motor system includes a control unit that controls the on-fixed energization period so that the total loss including the loss generated in the conversion device is minimized.

(2)上記(1)のモータシステムであって、前記制御部は、前記直流電力が最小となるように前記オン固定通電期間を制御してもよい。 (2) In the motor system of (1) above, the control unit may control the on-fixed energization period so that the DC power is minimized.

(3)上記(1)又は上記(2)のモータシステムであって、前記制御部は、前記スイッチング素子に対して、前記最小損失点追従制御と、所定の周期で前記スイッチング素子をオンオフするPWM制御とを実行し、前記最小損失点追従制御において前記所定の周期よりも長い前記オン固定通電期間を設けてもよい。 (3) In the motor system according to the above (1) or (2), the control unit controls the minimum loss point tracking and turns the switching element on and off at a predetermined cycle with respect to the switching element. The control may be executed, and the on-fixed energization period longer than the predetermined period may be provided in the minimum loss point tracking control.

(4)上記(1)から(3)のいずれかのモータシステムであって、前記スイッチング素子の温度を測定する第1の温度センサを更に備え、前記制御部は、前記第1の温度センサにより測定された温度が第1の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を増大させてもよい。 (4) The motor system according to any one of (1) to (3) above, further including a first temperature sensor for measuring the temperature of the switching element, and the control unit using the first temperature sensor. When the measured temperature becomes equal to or higher than the first threshold value, the on-fixed energization period may be forcibly increased.

(5)上記(1)から(3)のいずれかのモータシステムであって、前記モータの温度を測定する第2の温度センサを更に備え、前記制御部は、前記第2の温度センサにより測定された温度が第2の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を低減させる。 (5) The motor system according to any one of (1) to (3) above, further including a second temperature sensor for measuring the temperature of the motor, and the control unit measures with the second temperature sensor. When the temperature is equal to or higher than the second threshold value, the on-fixed energization period is forcibly reduced.

以上説明したように、本発明によれば、負荷や運転条件によらず、モータシステムでの発生損失を低減することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the loss generated in the motor system regardless of the load and operating conditions.

第1の実施形態に係るモータ駆動装置を備えたモータシステムAの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the motor system A provided with the motor drive device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るスイッチング制御を示す図である。It is a figure which shows the switching control which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るモータ損失P、インバータ損失PIV、及び合計損失Pのスイッチング周波数fsに対する傾向の一例を示す図である。Motor loss P M according to the first embodiment, and shows the inverter loss P IV, and an example of a trend for the switching frequency fs of the total losses P S. 第1の実施形態に係る応答角周波数ωθを説明する図である。It is a figure explaining the response angular frequency ω θ which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。It is a flow chart of the minimum loss point follow-up control which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る最小損失点追従制御の変形例を示すフロー図である。It is a flow figure which shows the modification of the minimum loss point follow-up control which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るモータ駆動装置を備えたモータシステムAの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the motor system A provided with the motor drive device which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係るモータ駆動装置を備えたモータシステムBの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the schematic structure of the motor system B provided with the motor drive device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。It is a flow chart of the minimum loss point follow-up control which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る最小損失点追従制御の変形例を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the modification of the minimum loss point follow-up control which concerns on 2nd Embodiment. 第1の実施形態及び第2の実施形態の制御部の変形例6を示す図である。It is a figure which shows the modification 6 of the control part of the 1st Embodiment and 2nd Embodiment.

以下、本実施形態に係るモータシステムを、図面を用いて説明する。 Hereinafter, the motor system according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るモータシステムAの概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、モータシステムAは、電源装置1、モータ2、及びモータ駆動装置3を備える。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the motor system A according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the motor system A includes a power supply device 1, a motor 2, and a motor drive device 3.

電源装置1は、直流電源であって、例えば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、電源装置1は、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)を用いることもできる。さらに、電源装置1は、交流電源からの出力を直流に整流する装置であってもよい。 The power supply device 1 is a DC power supply, and for example, a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery can be used. Further, the power supply device 1 may use an electric double layer capacitor (capacitor) instead of the secondary battery. Further, the power supply device 1 may be a device that rectifies the output from the AC power supply to direct current.

モータ2は、モータ駆動装置3によって駆動が制御される電動モータである。本実施形態ではモータ2は、三相(U、V、W)のブラシレスモータである。具体的には、モータ2は、永久磁石を有するロータと、三相(U相、V相、W相)それぞれに対応するコイルLu、Lv、Lwがロータの回転方向に順に巻装されているステータとを備えている。そして、各相のコイルLu、Lv、Lwのそれぞれは、モータ駆動装置3に接続されている。 The motor 2 is an electric motor whose drive is controlled by the motor drive device 3. In this embodiment, the motor 2 is a three-phase (U, V, W) brushless motor. Specifically, in the motor 2, a rotor having a permanent magnet and coils Lu, Lv, and Lw corresponding to each of the three phases (U phase, V phase, and W phase) are wound in order in the rotation direction of the rotor. It is equipped with a stator. Each of the coils Lu, Lv, and Lw of each phase is connected to the motor drive device 3.

モータ駆動装置3は、電源装置1からの直流電力を交流電力に変換してモータ2に供給することでそのモータ2を駆動する。以下に、第1の実施形態に係るモータ駆動装置3の構成について、具体的に説明する。 The motor drive device 3 drives the motor 2 by converting the DC power from the power supply device 1 into AC power and supplying it to the motor 2. The configuration of the motor drive device 3 according to the first embodiment will be specifically described below.

モータ駆動装置3は、インバータ4及びインバータ制御部5を備える。なお、インバータ4は、本発明の「電力変換装置」の一例である。 The motor drive device 3 includes an inverter 4 and an inverter control unit 5. The inverter 4 is an example of the "power conversion device" of the present invention.

インバータ4は、電源装置1からの直流電力を交流電力に変換する。そして、インバータ4は、変換した交流電力をモータ2に供給する。 The inverter 4 converts the DC power from the power supply device 1 into AC power. Then, the inverter 4 supplies the converted AC power to the motor 2.

具体的には、インバータ4は、入力端子N1、基準端子N2、及び出力端子N3〜N5を備える。 Specifically, the inverter 4 includes an input terminal N1, a reference terminal N2, and output terminals N3 to N5.

入力端子N1は、接続線L1を介して電源装置1の正極端子に接続されている。基準端子N2は、接続線L2を介して電源装置1の負極端子に接続されている。また、出力端子N3には、コイルLuが接続されている。出力端子N4には、コイルLvが接続されている。出力端子N5には、コイルLwが接続されている。
したがって、インバータ4は、電源装置1から入力端子N1に入力した直流電力を交流電力に変換して出力端子N3〜N5に出力する。
The input terminal N1 is connected to the positive electrode terminal of the power supply device 1 via the connection line L1. The reference terminal N2 is connected to the negative electrode terminal of the power supply device 1 via the connection line L2. Further, a coil Lu is connected to the output terminal N3. A coil Lv is connected to the output terminal N4. A coil Lw is connected to the output terminal N5.
Therefore, the inverter 4 converts the DC power input from the power supply device 1 to the input terminal N1 into AC power and outputs the DC power to the output terminals N3 to N5.

以下に、インバータ4の構成について、具体的に説明する。 The configuration of the inverter 4 will be specifically described below.

インバータ4は、複数のスイッチング素子SWを有し、このスイッチング素子のオン状態とオフ状態とがインバータ制御部5によりスイッチング制御されることで電源装置1からの直流電力を交流電力に変換してモータ2に出力する。これにより、モータ2が駆動する。なお、本実施形態では、インバータ4は、3組のスイッチング素子対Su,Sv,Swを備える。このスイッチング素子対Su,Sv,Swは、電源装置1からの正負の電源ライン間に並列に接続されている。この3組のスイッチング素子対Su,Sv,Swは、インバータ制御部5によりそれぞれモータ2の電気角で120度ずつずれてオンオフされる。 The inverter 4 has a plurality of switching elements SW, and the ON state and the OFF state of the switching elements are switched and controlled by the inverter control unit 5, so that the DC power from the power supply device 1 is converted into AC power and the motor. Output to 2. As a result, the motor 2 is driven. In the present embodiment, the inverter 4 includes three sets of switching elements vs. Su, Sv, and Sw. The switching element pairs Su, Sv, and Sw are connected in parallel between the positive and negative power supply lines from the power supply device 1. The three sets of switching elements vs. Su, Sv, and Sw are turned on and off by the inverter control unit 5 with an electric angle of the motor 2 deviated by 120 degrees.

スイッチング素子対Suは、互いに直列に接続されたスイッチング素子SW1及びスイッチング素子SW2を備える。スイッチング素子対Svは、互いに直列に接続されたスイッチング素子SW3及びスイッチング素子SW4を備える。スイッチング素子対Swは、互いに直列に接続されたスイッチング素子SW5及びスイッチング素子SW6を備える。 The switching element pair Su includes a switching element SW1 and a switching element SW2 connected in series with each other. The switching element pair Sv includes a switching element SW3 and a switching element SW4 connected in series with each other. The switching element pair Sw includes a switching element SW5 and a switching element SW6 connected in series with each other.

6つのスイッチング素子SW1〜SW6がFET(Field Effective Transistor)である場合について説明するが、これに限定されず、例えば、IGBT(Insulated gate bipolar transistor)、及びBJT(bipolar junction transistor)であってもよい。また、インバータ4は、スイッチング素子SWの個数には特に限定されない。なお、複数のスイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれを区別しない場合には、単に「スイッチング素子SW」と標記する。 The case where the six switching elements SW1 to SW6 are FETs (Field Effective Transistors) will be described, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, an IGBT (Insulated gate bipolar transistor) and a BJT (bipolar junction transistor). .. Further, the inverter 4 is not particularly limited in the number of switching elements SW. When each of the plurality of switching elements SW1 to SW6 is not distinguished, it is simply labeled as "switching element SW".

具体的には、直列に接続されたスイッチング素子SW1,SW2と、直列に接続されたスイッチング素子SW3,SW4と、直列に接続されたスイッチング素子SW5,SW6とは、入力端子N1と、基準端子N2との間に並列に接続されている。 Specifically, the switching elements SW1 and SW2 connected in series, the switching elements SW3 and SW4 connected in series, and the switching elements SW5 and SW6 connected in series are the input terminal N1 and the reference terminal N2. It is connected in parallel with.

スイッチング素子SW1のドレイン端子は、入力端子N1に接続されている。スイッチング素子SW2のソース端子は、基準端子N2に接続されている。スイッチング素子SW1のソース端子と、スイッチング素子SW2のドレイン端子との接続点(出力端子N3)は、U相のコイルLuの一端に接続されている。 The drain terminal of the switching element SW1 is connected to the input terminal N1. The source terminal of the switching element SW2 is connected to the reference terminal N2. The connection point (output terminal N3) between the source terminal of the switching element SW1 and the drain terminal of the switching element SW2 is connected to one end of the U-phase coil Lu.

スイッチング素子SW3のドレイン端子は、スイッチング素子SW1のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子SW4のソース端子は、基準端子N2に接続されている。スイッチング素子SW3のソース端子と、スイッチング素子SW4のドレイン端子との接続点(出力端子N4)は、V相のコイルLvの一端に接続されている。 The drain terminal of the switching element SW3 is connected to the drain terminal of the switching element SW1. The source terminal of the switching element SW4 is connected to the reference terminal N2. The connection point (output terminal N4) between the source terminal of the switching element SW3 and the drain terminal of the switching element SW4 is connected to one end of the V-phase coil Lv.

スイッチング素子SW5のドレイン端子は、スイッチング素子SW1のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子SW6のソース端子は、基準端子N2に接続されている。スイッチング素子SW5のソース端子と、スイッチング素子SW6のドレイン端子との接続点(出力端子N5)は、W相のコイルLwの一端に接続されている。 The drain terminal of the switching element SW5 is connected to the drain terminal of the switching element SW1. The source terminal of the switching element SW6 is connected to the reference terminal N2. The connection point (output terminal N5) between the source terminal of the switching element SW5 and the drain terminal of the switching element SW6 is connected to one end of the W-phase coil Lw.

また、各スイッチング素子SW1〜SW6のゲート端子は、インバータ制御部5に接続されている。
なお、各スイッチング素子対Su,Sv,Swにおいて、高電位側に設けられているスイッチング素子SWを「ハイサイドスイッチング素子SW」と称し、低電位側に設けられているスイッチング素子SWを「ローサイドスイッチング素子SW」と称する場合がある。すなわち、スイッチング素子SW1,SW3,SW5がハイサイドスイッチング素子SWであり、スイッチング素子SW2,SW4,SW6がローサイドスイッチング素子SWである。
Further, the gate terminals of the switching elements SW1 to SW6 are connected to the inverter control unit 5.
In each switching element pair Su, Sv, Sw, the switching element SW provided on the high potential side is referred to as "high side switching element SW H ", and the switching element SW provided on the low potential side is referred to as "low side". It may be referred to as "switching element SW L ". That is, the switching elements SW1, SW3, SW5 is high-side switching element SW H, the switching elements SW2, SW4, SW6 are low-side switching element SW L.

インバータ制御部5は、インバータ4の駆動を制御する。具体的には、インバータ制御部5は、スイッチング素子SW1〜SW6をスイッチング制御する。以下に、インバータ制御部5の構成について、具体的に説明する。 The inverter control unit 5 controls the drive of the inverter 4. Specifically, the inverter control unit 5 switches and controls the switching elements SW1 to SW6. The configuration of the inverter control unit 5 will be specifically described below.

インバータ制御部5は、電流検出部6、電圧検出部7、及び制御部8を備える。 The inverter control unit 5 includes a current detection unit 6, a voltage detection unit 7, and a control unit 8.

電流検出部6は、電源装置1からインバータ4の入力端子N1に入力する入力電流Iinを検出する。例えば、電流検出部6は、接続線L1に設けられ、接続センサL1に流れる電流を検出することで、入力電流Iinを検出する。そして、電流検出部6は、検出した入力電流Iinを制御部8に出力する。 The current detection unit 6 detects the input current Iin input from the power supply device 1 to the input terminal N1 of the inverter 4. For example, the current detection unit 6 is provided on the connection line L1 and detects the input current Iin by detecting the current flowing through the connection sensor L1. Then, the current detection unit 6 outputs the detected input current Iin to the control unit 8.

この電流検出部6は、入力電流Iinを検出する構成であれば特に限定されないが、例えば、トランスを備えたカレントトランス(CT)やホール素子を備えた電流センサである。また、電流検出部6は、接続線L1に直列に接続されたシャント抵抗の両端の電圧から入力電流Iinを検出してもよい。 The current detection unit 6 is not particularly limited as long as it has a configuration for detecting the input current Iin, but is, for example, a current transformer (CT) including a transformer or a current sensor including a Hall element. Further, the current detection unit 6 may detect the input current Iin from the voltage across the shunt resistor connected in series with the connection line L1.

電圧検出部7は、インバータ4に入力する入力電圧Vinを検出する。例えば、電圧検出部7は、入力端子N1と基準端子N2との間の電位差を検出することで、入力電圧Vinを検出する。なお、電圧検出部7は、インバータ4に入力する入力電圧Vinをそのまま読み取るのではなく、例えば、抵抗分圧回路で入力電圧Vinを抵抗分圧した電圧(以下、「分圧電圧」という。)を読み取ってもよい。この場合には、電圧検出部7は、読み取った分圧電圧から、抵抗分圧回路の分圧比に基づいて入力電圧Vinを算出する。 The voltage detection unit 7 detects the input voltage Vin input to the inverter 4. For example, the voltage detection unit 7 detects the input voltage Vin by detecting the potential difference between the input terminal N1 and the reference terminal N2. The voltage detection unit 7 does not read the input voltage Vin input to the inverter 4 as it is, but for example, the voltage obtained by dividing the input voltage Vin by the resistance voltage divider circuit (hereinafter referred to as “voltage divider voltage”). May be read. In this case, the voltage detection unit 7 calculates the input voltage Vin from the read voltage dividing voltage based on the voltage dividing ratio of the resistance voltage dividing circuit.

電圧検出部7は、検出した入力電圧Vinを制御部8に出力する。なお、上述したように、入力端子N1が電源装置1の正極端子に、基準端子N2が電源装置1の負極端子に接続されているため、入力電圧Vinは電源装置1の出力電圧に相当する。 The voltage detection unit 7 outputs the detected input voltage Vin to the control unit 8. As described above, since the input terminal N1 is connected to the positive electrode terminal of the power supply device 1 and the reference terminal N2 is connected to the negative electrode terminal of the power supply device 1, the input voltage Vin corresponds to the output voltage of the power supply device 1.

制御部8は、スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御することで、インバータ4において電源装置1からの直流電力を交流電力に変換させる。例えば、制御部8は、U相のコイルLu、V相のコイルLv及びW相のコイルLwのそれぞれに流れる電流の位相が120度ずつずれるようにスイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御するスイッチング制御を行う。
その際、制御部8は、スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれにおいて、スイッチング素子SWをオン状態に維持する期間であるオン固定通電期間θonを変化させながら、電源装置1からインバータ4に入力する直流電力(以下、「入力電力」という。)Pinが最小となるようにオン固定通電期間θonを制御する最小損失点追従制御を実行する。したがって、本実施形態では、オン固定通電期間θonは、固定値ではなく、入力電力Pinに応じて変動する変動値である。なお、オン固定通電期間θonは、スイッチング素子SWをオン状態に維持する位相幅であってもよい。
The control unit 8 controls the ON state and the OFF state of the switching elements SW1 to SW6 to convert the DC power from the power supply device 1 into AC power in the inverter 4. For example, the control unit 8 turns on and off the switching elements SW1 to SW6 so that the phases of the currents flowing through the U-phase coil Lu, the V-phase coil Lv, and the W-phase coil Lw are shifted by 120 degrees. Performs switching control to control the state.
At that time, the control unit 8 inputs the DC power input from the power supply device 1 to the inverter 4 while changing the on-fixed energization period θon, which is the period for maintaining the switching element SW in the ON state, in each of the switching elements SW1 to SW6. (Hereinafter, referred to as “input power”.) The minimum loss point tracking control that controls the on-fixed energization period θon so that the Pin is minimized is executed. Therefore, in the present embodiment, the on-fixed energization period θon is not a fixed value but a variable value that fluctuates according to the input power Pin. The on-fixed energization period θon may be a phase width that keeps the switching element SW in the on state.

以下に、第1の実施形態に係る制御部8のスイッチング制御の一例について、図2を用いて説明する。
制御部8は、スイッチング素子SW1〜SW6のゲート端子に制御信号を出力することで、スイッチング素子SW1〜SW6をオン状態又はオフ状態に制御するスイッチング制御を行う。例えば、ハイサイドスイッチング素子SWに対して出力する制御信号を「制御信号P」と称し、ローサイドスイッチング素子SWに対して出力する制御信号を「制御信号N」と称す。
Hereinafter, an example of switching control of the control unit 8 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The control unit 8 performs switching control for controlling the switching elements SW1 to SW6 in an on state or an off state by outputting a control signal to the gate terminals of the switching elements SW1 to SW6. For example, the control signal output to the high-side switching element SW H is referred to as “control signal P”, and the control signal output to the low-side switching element SW L is referred to as “control signal N”.

制御部8は、一つのスイッチング対SWにおいて、ハイサイドスイッチング素子SWとローサイドスイッチング素子SWとを半周期ΔTごとに交互にスイッチング制御する。制御部8は、そのスイッチング制御中において、電流検出部6が検出した入力電流Iinと、電圧検出部7が検出した入力電圧Vinとを乗算することで現在の入力電力Pin(=Iin×Vin)を算出し、算出した現在の入力電力Pinが最小になるようにオン固定通電期間θonを調整する最小損失点追従制御を実行する。しがって、制御信号P及び制御信号Nのそれぞれには、変動値であるオン固定通電期間θonを含む。 The control unit 8 alternately controls the high-side switching element SW H and the low-side switching element SW L by switching every half cycle ΔT in one switching pair SW. The control unit 8 multiplies the input current Iin detected by the current detection unit 6 and the input voltage Vin detected by the voltage detection unit 7 during the switching control to obtain the current input power Pin (= Iin × Vin). Is calculated, and the minimum power point tracking control that adjusts the on-fixed energization period θon so that the calculated current input power Pin is minimized is executed. Therefore, each of the control signal P and the control signal N includes an on-fixed energization period θon which is a variable value.

ここで、制御部8は、所定の周期(PWM周期)TのPWM信号を各スイッチング素子SWに出力することでスイッチング素子SWをPWM制御してもよい。すなわち、本実施形態に係るスイッチング制御は、少なくとも最小損失点追従制御を含んでいればよく、PWM制御をさらに含んでもよい。ただし、スイッチング制御として、最小損失点追従制御とPWM制御とを含む場合には、制御部8は、最小損失点追従制御において、PWM制御のPWM周期Tよりも長いオン固定通電期間θonを設ける。すなわち、制御部8がスイッチング制御を行うにあたって、当該スイッチング制御にPWM制御を含める場合には、制御部8は、スイッチング制御において、PWM周期TでPWM制御を行う期間であるPWM通電期間θpwmと、PWM周期Tよりも長いオン状態を維持するオン固定通電期間θonとを含むようにスイッチングSWを制御する。したがって、制御信号P及び制御信号Nのそれぞれには、PWM周期Tでありデューティ比DでスイッチングSWをオンオフするPWM信号と、オン固定通電期間θonの間において常にスイッチングSWをオン状態に維持する信号(以下、「オン固定通電信号」という。)を含む。 Here, the control unit 8 may PWM control the switching element SW by outputting a PWM signal having a predetermined cycle (PWM cycle) T to each switching element SW. That is, the switching control according to the present embodiment may include at least the minimum power point tracking control, and may further include the PWM control. However, when the switching control includes the minimum loss point tracking control and the PWM control, the control unit 8 provides an on-fixed energization period θon longer than the PWM cycle T of the PWM control in the minimum loss point tracking control. That is, when the control unit 8 performs the switching control and the PWM control is included in the switching control, the control unit 8 sets the PWM energization period θpwm, which is the period during which the PWM control is performed in the PWM cycle T in the switching control. The switching SW is controlled so as to include an on fixed energization period θon that maintains an on state longer than the PWM cycle T. Therefore, each of the control signal P and the control signal N is a PWM signal that turns on / off the switching SW at the duty ratio D and has a PWM cycle T, and a signal that keeps the switching SW on at all times during the on-fixed energization period θon. (Hereinafter, referred to as "on fixed energization signal") is included.

なお、このPWM通電期間θpwmは、連続している必要はなく、不連続であってもよい。すなわち、スイッチング制御を行う期間(半周期ΔT)において、二以上のPWM通電期間θpwmを設けてもよい。ただし、本実施形態では、オン固定通電期間θonは、スイッチング制御を行う期間(半周期ΔT)において一つのみ設けられる。例えば、図2に示す例では、スイッチング制御を行う期間(半周期ΔT)は、一つのオン固定通電期間θonと二つのPWM通電期間θpwmとから構成される。 The PWM energization period θpwm does not have to be continuous and may be discontinuous. That is, in the period for performing switching control (half cycle ΔT), two or more PWM energization periods θpwm may be provided. However, in the present embodiment, only one on-fixed energization period θon is provided in the period for performing switching control (half cycle ΔT). For example, in the example shown in FIG. 2, the period for performing switching control (half cycle ΔT) is composed of one on-fixed energization period θon and two PWM energization periods θpwm.

なお、制御部8は、PWM制御において、モータ2に流れる相電流(駆動電流)Ipが目標値Irefに追従するようにPWM信号のデューティ比Dを設定することでモータ2の駆動電流をフィードバック制御してもよい。例えば、制御部8は、モータ2の駆動電流Ipと目標値Irefとの差分値ΔIに基づいてPI制御を行うことにより上記フィードバック制御を行ってもよい。 In PWM control, the control unit 8 feedback-controls the drive current of the motor 2 by setting the duty ratio D of the PWM signal so that the phase current (drive current) Ip flowing through the motor 2 follows the target value Iref. You may. For example, the control unit 8 may perform the feedback control by performing PI control based on the difference value ΔI between the drive current Ip of the motor 2 and the target value Iref.

なお、本実施形態において、スイッチング素子SWに対してオン固定通電期間θonを設けるタイミングは特に限定されない。例えば、制御部8は、スイッチング素子SWに対して、スイッチング制御を行う半周期ΔTの期間の半分の時点(ΔT/2)を中心としてオン固定通電期間θonを設けてもよい。例えば、あるスイッチング素子SWに対して電気角0度から180度においてスイッチング制御を行う場合であって、オン固定通電期間(位相幅)θonが30度である場合には、電気角が90度である位置を中心として±15度の範囲をオン固定通電期間として設定してもよい。 In this embodiment, the timing at which the on-fixed energization period θon is provided for the switching element SW is not particularly limited. For example, the control unit 8 may provide the switching element SW with an on-fixed energization period θon centered on a time point (ΔT / 2) of half the period of the half cycle ΔT for performing switching control. For example, when switching control is performed for a certain switching element SW at an electric angle of 0 to 180 degrees and the on-fixed energization period (phase width) θon is 30 degrees, the electric angle is 90 degrees. A range of ± 15 degrees around a certain position may be set as the on-fixed energization period.

このように、本実施形態に係る特徴の一つは、オン固定通電期間θonを変化させながら、モータ2で発生する損失(以下、「モータ損失」という。)Pとインバータ4で発生する損失(以下、「インバータ損失」という。)PIVとを合計した損失(以下、「合計損失」という。)Pが最小となるオン固定通電期間θonを常に探索する最小損失点追従制御を行うことである。換言すれば、本実施形態に係る最小損失点追従制御とは、モータ2を駆動している状態において、合計損失Pが最小となるように、オン固定通電期間θoをパラメータとして変化させながら合計損失Pが最小となるようにスイッチング素子SWをスイッチング制御することである。 Thus, one feature of the present embodiment, while changing the on fixed conducting period [theta] on, loss generated in the motor 2 (hereinafter, referred to as "motor loss".) Generated by P M and the inverter 4 Loss (hereinafter. referred to as "inverter loss") losses sum of the P IV (hereinafter, referred to as "total loss".) P S to perform the minimum loss point tracking control is always searching for on fixed conduction period θon which minimizes Is. Total other words, a minimum loss point tracking control according to the present embodiment, in a state where driving the motor 2, so that the total loss P S is minimized, while changing the on fixed conducting period θo as a parameter loss P S is to switching control of the switching element SW to minimize.

以下に、第1の実施形態に係る合計損失Pについて、図3を用いて説明する。図3は、本実施形態に係るモータ損失P、インバータ損失PIV及び合計損失Pのオン固定通電期間θonに対する傾向の一例を示す図である。 Hereinafter, the total losses P S according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Figure 3 is a diagram showing an example of a trend for motor loss P M, on a fixed conducting period θon the inverter loss P IV and total losses P S according to this embodiment.

本発明者らは、オン固定通電期間θonが高くなるにつれて、モータ損失Pが増加する傾向にあるともにインバータ損失PIVが減少する傾向にあることを発見した。図3に示すように、縦軸を損失、横軸をオン固定通電期間θonとしたグラフにおいて、モータ損失P及びインバータ損失PIVをプロットした場合には、オン固定通電期間θonの所定範囲内において、合計損失Pが最小となるポイント(以下、「最小損失点」という。)が存在する。すなわち、合計損失Pには、オン固定通電期間θonの所定範囲内において、必ず最小損失点が存在することになる。したがって、制御部8は、オン固定通電期間θonを変化させながら常に最小損失点のオン固定通電期間θonminを探索してスイッチング制御することで、モータ2の負荷変動が発生した場合でも、合計損失Pを低減することができる。 The present inventors have found that as the on fixed conducting period θon increases, both the inverter loss P IV motor loss P M tends to increase was found that tends to decrease. As shown in FIG. 3, the loss on the vertical axis in the graph in which the horizontal axis on a fixed conducting period [theta] on, when plotting the motor loss P M and the inverter loss P IV, the on fixed within a predetermined range of conduction period [theta] on in point of total loss P S is minimized (hereinafter, referred to as "minimum loss point".) exists. That is, the total losses P S is within a predetermined range of on the fixed conducting period [theta] on, so that always there is a minimum loss point. Therefore, the control unit 8 constantly searches for the on-fixed energization period θon min of the minimum loss point while changing the on-fixed energization period θon and performs switching control, so that even if the load fluctuation of the motor 2 occurs, the total loss it is possible to reduce the P S.

ここで、モータ2の負荷が一定である場合には、オン固定通電期間θonに対する合計損失Pの傾向と電源装置1からインバータ4に入力する直流電力(以下、「入力電力」という。)Pinの傾向とは、同一の傾向を示す。すなわち、モータ2の負荷が一定である場合には、合計損失Pが最小となるオン固定通電期間θonと、入力電力Pinが最小となるオン固定通電期間θonとは、同一となる。したがって、本実施形態に係る制御部8は、最小損失点追従制御において、モータ2の駆動時にインバータ4のオン固定通電期間θonを変化させながら、入力電力Pinが最小となるようにスイッチング素子SW1〜SW6のオン状態及びオフ状態を制御する。 Here, when the load of the motor 2 is constant, the DC power (hereinafter, referred to as "input power".) Input from the tendency and the power supply 1 of total losses P S for on fixed conducting period θon the inverter 4 Pin The same tendency is shown. That is, when the load of the motor 2 is constant, the total loss P S and on fixed conducting period θon as a minimum, and the on stationary conduction period θon the input power Pin is minimized, the same. Therefore, in the minimum power point tracking control, the control unit 8 according to the present embodiment changes the on-fixed energization period θon of the inverter 4 when the motor 2 is driven, and switches elements SW1 to minimize the input power Pin. Controls the ON state and OFF state of SW6.

なお、モータ2が負荷変動すると最小損失点も変動するため、図4に示すように、最小損失点追従制御においてオン固定通電期間θonを変化させる制御系の応答角周波数ωθは、想定されるモータ2の負荷変動の周波数ωよりも大きい値に設定される。この第2の制御系の応答角周波数ωθとは、オン固定通電期間θonを制御する周波数(オン固定通電期間θonの制御周波数)である。なお、想定されるモータ2の負荷変動の周波数ωは、想定されるモータ2の負荷変動の最大周波数であることが望ましい。
さらに、応答角周波数ωθがモータ2の負荷変動時における上記PWM制御の制御系の共振角周波数ωr(>ω)より大きいと、オン固定通電期間θonが共振などの過渡状態(不安定状態)に追従してしまう可能性がある。
Since the minimum loss point also fluctuates when the load of the motor 2 fluctuates, the response angular frequency ω θ of the control system that changes the on-fixed energization period θon in the minimum loss point tracking control is assumed. It is set to a value larger than the frequency ω L of the load fluctuation of the motor 2. The response angular frequency ω θ of the second control system is a frequency for controlling the on-fixed energization period θon (control frequency of the on-fixed energization period θon). It is desirable that the assumed frequency ω L of the load fluctuation of the motor 2 is the maximum frequency of the assumed load fluctuation of the motor 2.
Further, when the response angular frequency ω θ is larger than the resonance angular frequency ωr (> ω L ) of the PWM control control system when the load of the motor 2 fluctuates, the on-fixed energization period θon is in a transient state (unstable state) such as resonance. ) May be followed.

したがって、応答角周波数ωθは、上記共振角周波数ωrよりも小さい値に設定されてもよい。例えば、応答角周波数ωθは、以下の条件(1)になるように設定される。
ω<<ωθ<<ωr …(1)
Therefore, the response angular frequency ω θ may be set to a value smaller than the resonance angular frequency ωr. For example, the response angular frequency ω θ is set so as to satisfy the following condition (1).
ω L << ω θ << ωr… (1)

以下に、第1の実施形態に係る制御部8の概略構成の一例を、図5を用いて説明する。なお、以下に説明する制御部8の構成は、スイッチング制御として、最小損失点追従制御とPWM制御とを実行する場合の構成を例として説明する。 An example of the schematic configuration of the control unit 8 according to the first embodiment will be described below with reference to FIG. The configuration of the control unit 8 described below will be described as an example of a configuration in which the minimum loss point tracking control and the PWM control are executed as the switching control.

制御部8は、電流制御部10、最小損失点追従制御部11、キャリア波生成部12、指令値生成部13及び制御信号生成部14を備える。 The control unit 8 includes a current control unit 10, a minimum loss point tracking control unit 11, a carrier wave generation unit 12, a command value generation unit 13, and a control signal generation unit 14.

電流制御部10は、モータ2の駆動電流Ipを、例えば、インバータ4に設けられた電流センサ(不図示)から取得する。また、電流制御部10は、目標値Irefを制御部8の記憶部(不図示)から読み取る。そして、電流制御部10は、駆動電流Ipと目標値Irefとの差ΔIを算出する。電流制御部10は、算出した差ΔIに対してPI演算を実行することで、差ΔIをゼロに近づけるための第1の制御指令値S1を算出する。そして、電流制御部10は、算出した第1の制御指令値S1を指令値生成部13に出力する。なお、この第1の制御指令値S1は、電圧値がVs1の信号である。 The current control unit 10 acquires the drive current Ip of the motor 2 from, for example, a current sensor (not shown) provided in the inverter 4. Further, the current control unit 10 reads the target value Iref from the storage unit (not shown) of the control unit 8. Then, the current control unit 10 calculates the difference ΔI between the drive current Ip and the target value Iref. The current control unit 10 calculates the first control command value S1 for bringing the difference ΔI closer to zero by executing the PI calculation for the calculated difference ΔI. Then, the current control unit 10 outputs the calculated first control command value S1 to the command value generation unit 13. The first control command value S1 is a signal whose voltage value is Vs1.

最小損失点追従制御部11は、電流検出部6が検出した入力電流Iinと、電圧検出部7が検出した入力電圧Vinとを乗算することで現在の入力電力Pin(=Iin×Vin)を算出する。そして、最小損失点追従制御部11は、算出した現在の入力電力Pinと前回の入力電力Pinとを比較して、その比較結果に応じてオン固定通電期間θonの幅を調整する。例えば、最小損失点追従制御部11は、現在の入力電力Pinが前回の入力電力Pin以上の場合には、前回の調整とは異なる方向にオン固定通電期間θoの幅を増加又は減少させる。すなわち、最小損失点追従制御部11は、前回の調整にてオン固定通電期間θoの幅を増加させた場合には現在のオン固定通電期間θonから所定の値だけ減少させた値を新たなオン固定通電期間θonとし、前回の調整にてオン固定通電期間θoの幅を減少させた場合には現在のオン固定通電期間θonから所定の値だけ増加させた値を新たなオン固定通電期間θonとする。
一方、最小損失点追従制御部11は、算出した現在の入力電力Pinと前回の入力電力Pinとを比較して、現在の入力電力Pinが前回の入力電力Pinよりも小さい場合には、前回の調整と同じ方向にオン固定通電期間θoの幅を増加又は減少させる。すなわち、最小損失点追従制御部11は、前回の調整にてオン固定通電期間θoの幅を増加させた場合には現在のオン固定通電期間θonから所定の値だけ増加させた値を新たなオン固定通電期間θonとし、前回の調整にてオン固定通電期間θoの幅を減少させた場合には現在のオン固定通電期間θonから所定の値だけ減少させた値を新たなオン固定通電期間θonとする。最小損失点追従制御部11は、設定した新たなオン固定通電期間θonを指令値生成部13に出力する。
The minimum power point tracking control unit 11 calculates the current input power Pin (= Iin × Vin) by multiplying the input current Iin detected by the current detection unit 6 and the input voltage Vin detected by the voltage detection unit 7. To do. Then, the minimum power point tracking control unit 11 compares the calculated current input power Pin with the previous input power Pin, and adjusts the width of the on-fixed energization period θon according to the comparison result. For example, when the current input power Pin is equal to or greater than the previous input power Pin, the minimum power point tracking control unit 11 increases or decreases the width of the on-fixed energization period θo in a direction different from the previous adjustment. That is, when the width of the on-fixed energization period θo is increased in the previous adjustment, the minimum loss point tracking control unit 11 newly turns on a value reduced by a predetermined value from the current on-fixed energization period θon. When the fixed energization period θon is set and the width of the on fixed energization period θo is reduced in the previous adjustment, the value increased by a predetermined value from the current on fixed energization period θon is referred to as the new on fixed energization period θon. To do.
On the other hand, the minimum loss point tracking control unit 11 compares the calculated current input power Pin with the previous input power Pin, and if the current input power Pin is smaller than the previous input power Pin, the previous input power Pin is compared. On Increases or decreases the width of the fixed energization period θo in the same direction as the adjustment. That is, when the width of the on-fixed energization period θo is increased in the previous adjustment, the minimum loss point tracking control unit 11 newly turns on a value that is increased by a predetermined value from the current on-fixed energization period θon. When the fixed energization period θon is set and the width of the on fixed energization period θo is reduced in the previous adjustment, the value reduced by a predetermined value from the current on fixed energization period θon is referred to as the new on fixed energization period θon. To do. The minimum loss point tracking control unit 11 outputs the set new on-fixed energization period θon to the command value generation unit 13.

キャリア波生成部12は、所定の周波数の周期的な信号(例えば、三角波の信号)であるキャリア波CWを生成する。そして、キャリア波生成部12は、生成したキャリア波CWを制御信号生成部14に出力する。なお、例えば、キャリア波CWは、電圧値がVcの三角波やノコギリ波状の信号である。 The carrier wave generation unit 12 generates a carrier wave CW which is a periodic signal (for example, a triangular wave signal) having a predetermined frequency. Then, the carrier wave generation unit 12 outputs the generated carrier wave CW to the control signal generation unit 14. For example, the carrier wave CW is a triangular wave or sawtooth wave signal having a voltage value of Vc.

指令値生成部13は、最小損失点追従制御部11が求めた新たなオン固定通電期間θonの間では常にキャリア波CWの電圧値Vcよりも高い電圧値Vonになり、且つ、当該新たなオン固定通電期間θon以外の期間においては第1の制御指令値の電圧値Vs1となる信号を、最終的な指令値(第2の制御指令値)S2として求める。 The command value generation unit 13 always has a voltage value Von higher than the voltage value Vc of the carrier wave CW during the new on fixed energization period θon obtained by the minimum loss point tracking control unit 11, and the new on A signal that becomes the voltage value Vs1 of the first control command value in the period other than the fixed energization period θon is obtained as the final command value (second control command value) S2.

制御信号生成部14は、指令値生成部13から取得した第2の制御指令値S2に基づいて制御信号を生成する。例えば、制御信号生成部14は、指令値生成部13から取得した第2の制御指令値S2と、キャリア波生成部12から取得したキャリア波CWとを比較し、キャリア波CWより第2の制御指令値の振幅(電圧値)が大きい期間には、第1の電圧(例えば、ハイレベル)V1となり、キャリア波CWより第2の制御指令値S2の電圧値が小さい期間には第1の電圧V1とは異なる第2の電圧V2(例えば、0V等のローレベル)となる制御信号を生成する。ここで、オン固定通電期間θonの期間においては、必ずキャリア波CWより第2の制御指令値の電圧値が大きくなる(Von>Vc)。そのため、制御信号生成部14が生成する制御信号は、オン固定通電期間θonにおいて常に第1の電圧V1となる。このように、制御部8は、オン固定通電期間θon以外の期間においてはPWM信号をスイッチング素子SWに出力するが、オン固定通電期間θonの期間においては強制的に第1の電圧V1をスイッチング素子SWに出力する。 The control signal generation unit 14 generates a control signal based on the second control command value S2 acquired from the command value generation unit 13. For example, the control signal generation unit 14 compares the second control command value S2 acquired from the command value generation unit 13 with the carrier wave CW acquired from the carrier wave generation unit 12, and controls the second from the carrier wave CW. During the period when the amplitude (voltage value) of the command value is large, it becomes the first voltage (for example, high level) V1, and when the voltage value of the second control command value S2 is smaller than the carrier wave CW, the first voltage A control signal having a second voltage V2 (for example, a low level such as 0V) different from V1 is generated. Here, during the on-fixed energization period θon, the voltage value of the second control command value is always larger than that of the carrier wave CW (Von> Vc). Therefore, the control signal generated by the control signal generation unit 14 is always the first voltage V1 during the on-fixed energization period θon. In this way, the control unit 8 outputs the PWM signal to the switching element SW during the period other than the on-fixed energization period θon, but forcibly supplies the first voltage V1 to the switching element during the on-fixed energization period θon. Output to SW.

次に、第1の実施形態に係る最小損失点追従制御の動作の流れについて、図6を用いて説明する。図6は、第1の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。 Next, the operation flow of the minimum loss point tracking control according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flow chart of the minimum loss point tracking control according to the first embodiment.

まず、制御部8は、オン固定通電期間θonを予め設定された初期値θに設定した制御信号をスイッチング素子SW1〜SW6に出力することで、インバータ4を駆動する。これにより、オン固定通電期間θon=初期値θの期間において、スイッチング素子SWがオン状態に制御されたインバータ4は、電源装置1から入力した入力電力Pinを交流電力に変換してモータ2に供給する。これにより、モータ2が駆動する(ステップS101)。なお、初期値θは、例えば、シミュレーションから得られた基準値や設計値、試験的に得られた基準値である。 First, the control unit 8 drives the inverter 4 by outputting a control signal in which the on-fixed energization period θon is set to a preset initial value θ 0 to the switching elements SW1 to SW6. Thus, in the on fixed conducting period [theta] on = initial value theta 0 period, the inverter 4 when the switching element SW is controlled to the ON state, the motor 2 converts the input power Pin inputted from the power supply 1 to AC power Supply. As a result, the motor 2 is driven (step S101). The initial value θ 0 is, for example, a reference value or design value obtained from a simulation, or a reference value obtained experimentally.

次に、制御部8は、モータ2が駆動している状態において、現在のオン固定通電期間θonに、微小期間Δθon×増減フラグFを加える(ステップS102)。ここで、微小期間Δθonは、予め設定されており、最小損失点追従制御において、制御周期ごとにオン固定通電期間θonを変化させる変化量である。増減フラグFは、最小損失点追従制御においてオン固定通電期間θonを変化させる場合に、当該オン固定通電期間θonを増加させるのか、又は減少させるのかを決定するものである。例えば、増減フラグFが「+1」ならばオン固定通電期間θonを増加させ、増減フラグFが「−1」ならばオン固定通電期間θonを減少させる。なお、増減フラグFの初期値は、ステップS101において設定され、本実施形態では初期値として「+1」に設定する。ただし、増減フラグFの初期値は、「−1」でもよい。 Next, the control unit 8 adds a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon while the motor 2 is being driven (step S102). Here, the minute period Δθon is set in advance, and is the amount of change that changes the on-fixed energization period θon for each control cycle in the minimum loss point tracking control. The increase / decrease flag F determines whether to increase or decrease the on-fixed energization period θon when the on-fixed energization period θon is changed in the minimum loss point tracking control. For example, if the increase / decrease flag F is "+1", the on-fixed energization period θon is increased, and if the increase / decrease flag F is "-1", the on-fixed energization period θon is decreased. The initial value of the increase / decrease flag F is set in step S101, and is set to "+1" as the initial value in the present embodiment. However, the initial value of the increase / decrease flag F may be "-1".

電流検出部6は、電源装置1からインバータ4に入力する入力電流Iinを検出し、その検出した入力電流Iinを制御部8に出力する。また、電圧検出部7は、電源装置1からインバータ4に入力する入力電圧Vinを検出し、その検出した入力電圧Vinを制御部8に出力する(ステップS103)。 The current detection unit 6 detects the input current Iin input from the power supply device 1 to the inverter 4, and outputs the detected input current Iin to the control unit 8. Further, the voltage detection unit 7 detects the input voltage Vin input from the power supply device 1 to the inverter 4, and outputs the detected input voltage Vin to the control unit 8 (step S103).

制御部8は、電流検出部6から取得した入力電流Iinと、電圧検出部7から取得した入力電圧Vinとを乗算することで、現在の入力電力Pin(=Iin×Vin)を算出する(ステップS104)。 The control unit 8 calculates the current input power Pin (= Iin × Vin) by multiplying the input current Iin acquired from the current detection unit 6 and the input voltage Vin acquired from the voltage detection unit 7 (step). S104).

制御部8は、現在の入力電力Pinを算出すると、その算出した現在の入力電力Pinと、前回の制御周期で算出した入力電力Pinとを比較する(ステップS105)。なお、説明が煩雑になることを防ぐため、前回の制御周期で算出した入力電力Pinを入力電力Prefと表記する。なお、入力電力Prefの初期値は、ステップS101において設定され、本実施形態では「0」に設定される。 When the control unit 8 calculates the current input power Pin, the control unit 8 compares the calculated current input power Pin with the input power Pin calculated in the previous control cycle (step S105). In order to prevent the explanation from becoming complicated, the input power Pin calculated in the previous control cycle is referred to as the input power Pre. The initial value of the input power Pref is set in step S101, and is set to "0" in this embodiment.

制御部8は、現在の入力電力Pinと前回の入力電力Prefとを比較し、現在の入力電力Pinが、前回の入力電力Prefより小さい場合(Pin<Pref)には、増減フラグFの符号は変更しない。そして、制御部8は、現在の入力電力Pinを前回の入力電力Prefとして設定して(ステップS107)、ステップS102の処理に戻る。したがって、ステップS102の処理にて、制御部8は、現在のオン固定通電期間θonに微小期間Δθon×増減フラグFを加えて、新たなオン固定通電期間θonを設定する。したがって、制御部8は、その新たなオン固定通電期間θonを有する制御信号をスイッチング素子SWに出力する。 The control unit 8 compares the current input power Pin with the previous input power Pre, and when the current input power Pin is smaller than the previous input power Pref (Pin <Pref), the sign of the increase / decrease flag F is Not going to change. Then, the control unit 8 sets the current input power Pin as the previous input power Pref (step S107), and returns to the process of step S102. Therefore, in the process of step S102, the control unit 8 sets a new on-fixed energization period θon by adding a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon. Therefore, the control unit 8 outputs a control signal having the new on-fixed energization period θon to the switching element SW.

一方、制御部8は、現在の入力電力Pinと前回の入力電力Prefとを比較し、現在の入力電力Pinが、前回の入力電力Pref以上である場合(Pin≧Pref)には、増減フラグFの符号を反転させる(ステップS107)。そして、制御部8は、現在の入力電力Pinを前回の入力電力Prefとして設定して(ステップS106)、ステップS102の処理に戻る。したがって、ステップS102の処理にて、制御部8は、現在のオン固定通電期間θonに微小期間Δθon×増減フラグFを加えて、新たなオン固定通電期間θonを設定する。したがって、制御部8は、その新たなオン固定通電期間θonを有する制御信号をスイッチング素子SWに出力する。 On the other hand, the control unit 8 compares the current input power Pin with the previous input power Pref, and when the current input power Pin is equal to or greater than the previous input power Pref (Pin ≧ Pref), the increase / decrease flag F Invert the sign of (step S107). Then, the control unit 8 sets the current input power Pin as the previous input power Pref (step S106), and returns to the process of step S102. Therefore, in the process of step S102, the control unit 8 sets a new on-fixed energization period θon by adding a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon. Therefore, the control unit 8 outputs a control signal having the new on-fixed energization period θon to the switching element SW.

このように、制御部8は、ステップS102〜ステップS107を繰り返すことで、オン固定通電期間θonをパラメータとして、前回のオン固定通電期間θonから微小期間Δθonだけ増加又は減少させながら入力電力Pinが前回の値よりも小さくなるようにインバータ4をスイッチング制御する。これにより、制御部8は、オン固定通電期間θonを増加又は減少させながら最小損失点を探索することが可能となる。その結果、モータシステムAは、モータ2の回転数、モータ2やスイッチング素子SW1〜6の温度、電源装置1の出力電圧、モータ2やスイッチング素子SW1〜6の個体ばらつき等によらず、最小損失でモータ2を運転継続することができる。 In this way, by repeating steps S102 to S107, the control unit 8 sets the on-fixed energization period θon as a parameter, and increases or decreases the on-fixed energization period θon by a minute period Δθon while increasing or decreasing the input power Pin from the previous time. The inverter 4 is switched and controlled so as to be smaller than the value of. As a result, the control unit 8 can search for the minimum loss point while increasing or decreasing the on-fixed energization period θon. As a result, the motor system A has a minimum loss regardless of the rotation speed of the motor 2, the temperature of the motor 2 and the switching elements SW1 to 6, the output voltage of the power supply device 1, the individual variation of the motor 2 and the switching elements SW1 to 6, and the like. The motor 2 can be continued to operate.

上記第1の実施形態において、制御部8は、最小損失点追従制御の開始時において、ステップS101の処理で初期条件を設定した後に、オン固定通電期間θon(初期値θ)に微小期間Δθon×増減フラグFを足してから(ステップS102)、入力電流Iin及び入力電圧Vinの取得(ステップS103)、入力電力Pinの演算(ステップS104)を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部8は、最小損失点追従制御の開始時においては、ステップS101の処理を行った後に、ステップS102の処理を行わずに、ステップS103,S104の処理を実行してもよい。この場合には、制御部8は、ステップS107の処理を行った後に、ステップS102の処理を行うことになる。 In the first embodiment, the control unit 8 sets the initial conditions in the process of step S101 at the start of the minimum loss point tracking control, and then sets the on-fixed energization period θon (initial value θ 0 ) for a minute period Δθon. × After adding the increase / decrease flag F (step S102), the input current Iin and the input voltage Vin were acquired (step S103), and the input power Pin was calculated (step S104), but the present invention is not limited thereto. For example, at the start of the minimum loss point tracking control, the control unit 8 may execute the processes of steps S103 and S104 after performing the process of step S101 without performing the process of step S102. In this case, the control unit 8 performs the process of step S102 after the process of step S107.

具体的には、図7に示すように、まず、制御部8は、初期条件を設定する。すなわち、制御部8は、スイッチ101の処理と同様に、オン固定通電期間θonを予め設定された初期値θに設定した制御信号をスイッチング素子SW1〜SW6に出力することで、インバータ4を駆動する。さらに、制御部8は、前回の入力電力Prefを初期値「0」に、増減フラグFを初期値「+1」に設定する(ステップS201)。 Specifically, as shown in FIG. 7, first, the control unit 8 sets the initial conditions. That is, the control unit 8 drives the inverter 4 by outputting the control signal in which the on-fixed energization period θon is set to the preset initial value θ 0 to the switching elements SW1 to SW6, as in the processing of the switch 101. To do. Further, the control unit 8 sets the previous input power Pref to the initial value “0” and the increase / decrease flag F to the initial value “+1” (step S201).

初期条件が設定された後、電流検出部6は、電源装置1からインバータ4に入力する入力電流Iinを検出し、その検出した入力電流Iinを制御部8に出力する。また、電圧検出部7は、電源装置1からインバータ4に入力する入力電圧Vinを検出し、その検出した入力電圧Vinを制御部8に出力する(ステップS202)。 After the initial conditions are set, the current detection unit 6 detects the input current Iin input from the power supply device 1 to the inverter 4, and outputs the detected input current Iin to the control unit 8. Further, the voltage detection unit 7 detects the input voltage Vin input from the power supply device 1 to the inverter 4, and outputs the detected input voltage Vin to the control unit 8 (step S202).

制御部8は、電流検出部6から取得した入力電流Iinと、電圧検出部7から取得した入力電圧Vinとを乗算することで、入力電力Pin(=Iin×Vin)を算出する(ステップS203)。 The control unit 8 calculates the input power Pin (= Iin × Vin) by multiplying the input current Iin acquired from the current detection unit 6 and the input voltage Vin acquired from the voltage detection unit 7 (step S203). ..

制御部8は、現在の入力電力Pinを算出すると、その算出した現在の入力電力Pinと、前回算出した入力電力Prefとを比較し(ステップS204)、現在の入力電力Pinが、前回の入力電力Prefより小さい場合(Pin<Pref)には、増減フラグFの符号は変更しない。そして、制御部8は、現在の入力電力Pinを前回の入力電力Prefとして設定する(ステップS206)。一方、制御部8は、現在の入力電力Pinと前回の入力電力Prefとを比較し、現在の入力電力Pinが、前回の入力電力Pref以上である場合(Pin≧Pref)には、増減フラグFの符号を反転させる(ステップS205)。そして、制御部8は、現在の入力電力Pinを前回の入力電力Prefとして設定する(ステップS206)。その後、制御部8は、現在のオン固定通電期間θonに、微小期間Δθon×増減フラグFを加えて(ステップS207)、ステップS202の処理に戻る。 When the control unit 8 calculates the current input power Pin, the calculated current input power Pin is compared with the previously calculated input power Pre (step S204), and the current input power Pin is the previous input power. If it is smaller than Pref (Pin <Pref), the sign of the increase / decrease flag F is not changed. Then, the control unit 8 sets the current input power Pin as the previous input power Pref (step S206). On the other hand, the control unit 8 compares the current input power Pin with the previous input power Pref, and when the current input power Pin is equal to or greater than the previous input power Pref (Pin ≧ Pref), the increase / decrease flag F Invert the sign of (step S205). Then, the control unit 8 sets the current input power Pin as the previous input power Pref (step S206). After that, the control unit 8 adds a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon (step S207), and returns to the process of step S202.

(第2の実施形態)
以下に、第2の実施形態に係るモータシステムBについて、説明する。第2の実施形態に係るモータシステムBは、第1の実施形態に係るモータシステムAと比較して、合計損失Pを求める方法が異なる点で相違する。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。
(Second Embodiment)
The motor system B according to the second embodiment will be described below. Motor system B according to the second embodiment differs from the motor system A according to the first embodiment, a method for determining the total loss P S is different at different points. In the drawings, the same or similar parts may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations.

図8は、第1の実施形態に係るモータシステムAの概略構成の一例を示す図である。
図8に示すように、モータシステムBは、電源装置1、モータ2、及びモータ駆動装置3Bを備える。モータ駆動装置3Bは、インバータ4及びインバータ制御部5Bを備える。インバータ制御部5Bは、交流電力検出部20、インバータ損失演算部21及び制御部8Bを備える。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a schematic configuration of the motor system A according to the first embodiment.
As shown in FIG. 8, the motor system B includes a power supply device 1, a motor 2, and a motor drive device 3B. The motor drive device 3B includes an inverter 4 and an inverter control unit 5B. The inverter control unit 5B includes an AC power detection unit 20, an inverter loss calculation unit 21, and a control unit 8B.

交流電力検出部20は、例えば、出力端子N3とコイルLuとの間及び出力端子N5とコイルLwとの間に設けられたカレントトランス(CT)等により、モータ2に流れる相電流(駆動電流)Ipを検出する。ただし、交流電力検出部20は、モータ2に流れる相電流(駆動電流)Ipを検出できればよく、その検出方法には特に限定されない。 The AC power detection unit 20 has a phase current (drive current) flowing through the motor 2 by, for example, a current transformer (CT) provided between the output terminal N3 and the coil Lu and between the output terminal N5 and the coil Lw. Ip is detected. However, the AC power detection unit 20 is not particularly limited as long as it can detect the phase current (drive current) Ip flowing through the motor 2.

交流電力検出部20は、モータに印加される各相の交流電圧Vmotを検出する。交流電力検出部20は、駆動電流Ip及び交流電圧Vmotを乗算することでモータ2に入力される電力(以下、「モータ入力電力」という。)Pmotを算出する。そして、交流電力検出部20は、算出したモータ入力電力Pmotを制御部8Bに出力する。さらに、交流電力検出部20は、検出した駆動電流Ipの情報をインバータ損失演算部21に出力する。 The AC power detection unit 20 detects the AC voltage Vmot of each phase applied to the motor. The AC power detection unit 20 calculates the power (hereinafter, referred to as “motor input power”) Pmot input to the motor 2 by multiplying the drive current Ip and the AC voltage Vmot. Then, the AC power detection unit 20 outputs the calculated motor input power Pmot to the control unit 8B. Further, the AC power detection unit 20 outputs the detected drive current Ip information to the inverter loss calculation unit 21.

インバータ損失演算部21は、交流電力検出部20から取得した駆動電流Ipの情報に基づいて、インバータ損失PIVを求める。そして、インバータ損失演算部21は、求めたインバータ損失PIVを制御部8Bに出力する。ここで、インバータ損失演算部21は、駆動電流Ipの情報からインバータ損失PIVを求めることができれば、その求める方法には特に限定されないが、例えば予め設定された計算式やテーブルに基づいて駆動電流Ipの情報からインバータ損失PIVを求めてもよい。これら計算式やテーブルは、例えば、駆動電流Ipに基づいてインバータ損失PIVが決定できるように、実験的又は理論的に定めればよい。予め設定されたテーブルを用いる場合には、各駆動電流Ipと、その駆動電流Ip毎に関連付けられたインバータ損失PIVとを備えるルックアップテーブルを制御部8B内の記憶部(不図示)に予め記憶されていてもよい。そして、インバータ損失演算部21は、交流電力検出部20から取得した駆動電流Ipに対応するインバータ損失PIVを上記ルックアップテーブルから取得し、取得したインバータ損失PIVを制御部8Bに出力してもよい。例えば、インバータ損失演算部21は、交流電力検出部20から取得した駆動電流Ipの情報から公知の技術を用いてインバータ損失PIVを求めてもよい。 Inverter loss calculation unit 21 based on the acquired information of the drive current Ip from the AC power detection unit 20, obtains the inverter loss P IV. Then, the inverter loss calculation unit 21 outputs the obtained inverter loss PIV to the control unit 8B. Here, the inverter loss calculation unit 21, driving long as the information of the current Ip to seek inverter loss P IV, is not particularly limited to the method of obtaining the driving current based on calculations and tables, for example preset from information Ip may be obtained inverter loss P IV. These formulas and tables, for example, as can be determined inverter loss P IV is based on the drive current Ip, it may be determined experimentally or theoretically. In the case of using a preset table, and the drive current Ip, advance a lookup table and an inverter loss P IV associated with each driving current Ip in the storage unit of the control unit 8B (not shown) It may be remembered. Then, inverter loss calculation unit 21, the inverter loss P IV corresponding to the drive current Ip obtained from the AC power detection unit 20 obtained from the look-up table, and outputs the acquired inverter loss P IV to the control section 8B May be good. For example, inverter loss calculating section 21 may obtain the inverter loss P IV from the acquired information of the drive current Ip from the AC power detector 20 using known techniques.

制御部8Bは、制御部8と同様に、スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御することで、インバータ4において電源装置1からの直流電力を交流電力に変換させる。例えば、制御部8Bは、U相のコイルLu、V相のコイルLv及びW相のコイルLwのそれぞれに流れる電流の位相が120度ずつずれるようにスイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれのオン状態及びオフ状態を制御するスイッチング制御を行う。
その際、制御部8Bは、スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれにおいて、スイッチング素子SWをオン状態に維持する期間であるオン固定通電期間θonを変化させながら合計損失Pが最小となるようにオン固定通電期間θonを制御する最小損失点追従制御を実行する。
Similar to the control unit 8, the control unit 8B controls the ON state and the OFF state of the switching elements SW1 to SW6, thereby converting the DC power from the power supply device 1 into AC power in the inverter 4. For example, in the control unit 8B, the switching elements SW1 to SW6 are turned on and off so that the phases of the currents flowing through the U-phase coil Lu, the V-phase coil Lv, and the W-phase coil Lw are shifted by 120 degrees. Performs switching control to control the state.
At this time, the control section 8B, in each of the switching elements SW1 to SW6, on such that the total losses P S while changing the on fixed conducting period θon a period for maintaining the switching element SW in the ON state becomes minimum fixed The minimum loss point tracking control that controls the energization period θon is executed.

例えば、制御部8Bは、交流電力検出部20が算出したモータ入力電力Pmotと、インバータ損失演算部21が求めたインバータ損失PIVとを加算した値(加算値)Pcを求める。ここで、モータ2の負荷が一定である場合には、オン固定通電期間θonに対する合計損失Pの傾向と、加算値Pcの傾向とは、同一の傾向を示す。すなわち、モータ2の負荷が一定である場合には、合計損失Pが最小となるオン固定通電期間θonと、加算値Pcが最小となるオン固定通電期間θonとは、同一となる。したがって、第2の実施形態に係る制御部8Bは、加算値Pcを合計損失Psとして求め、最小損失点追従制御において、モータ2の駆動時にインバータ4のオン固定通電期間θonを変化させながら、加算値Pcが最小となるようにスイッチング素子SW1〜SW6のオン状態及びオフ状態を制御する。なお、スイッチング素子SW1〜SW6に対する制御部8Bのスイッチング制御は、第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。 For example, the control section 8B includes a motor input power Pmot AC power detector 20 is calculated, inverter loss value calculation unit 21 is the sum of the inverter loss P IV obtained (addition value) obtaining the Pc. Here, when the load of the motor 2 is constant, the tendency of the total loss P S with respect to the on-fixed energization period θon and the tendency of the added value Pc show the same tendency. That is, when the load of the motor 2 is constant, the on-fixed energization period θon that minimizes the total loss P S and the on-fixed energization period θon that minimizes the added value Pc are the same. Therefore, the control unit 8B according to the second embodiment obtains the addition value Pc as the total loss Ps, and adds while changing the on-fixed energization period θon of the inverter 4 when the motor 2 is driven in the minimum loss point tracking control. The ON state and OFF state of the switching elements SW1 to SW6 are controlled so that the value Pc is minimized. Since the switching control of the control unit 8B for the switching elements SW1 to SW6 is the same as that of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

次に、第2の実施形態に係る最小損失点追従制御の動作の流れについて、図9を用いて説明する。図9は、第2の実施形態に係る最小損失点追従制御のフロー図である。 Next, the operation flow of the minimum loss point tracking control according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flow chart of the minimum loss point tracking control according to the second embodiment.

まず、制御部8Bは、オン固定通電期間θonを予め設定された初期値θに設定した制御信号をスイッチング素子SW1〜SW6に出力することで、インバータ4を駆動する。これにより、オン固定通電期間θon=初期値θの期間において、スイッチング素子SWがオン状態に制御されたインバータ4は、電源装置1から入力した入力電力Pinを交流電力に変換してモータ2に供給する。これにより、モータ2が駆動する(ステップS301)。 First, the control unit 8B drives the inverter 4 by outputting a control signal in which the on-fixed energization period θon is set to a preset initial value θ 0 to the switching elements SW1 to SW6. Thus, in the on fixed conducting period [theta] on = initial value theta 0 period, the inverter 4 when the switching element SW is controlled to the ON state, the motor 2 converts the input power Pin inputted from the power supply 1 to AC power Supply. As a result, the motor 2 is driven (step S301).

次に、制御部8Bは、モータ2が駆動している状態において、現在のオン固定通電期間θonに、微小期間Δθon×増減フラグFを加える(ステップS302)。交流電力検出部20は、モータに印加される各相の交流電圧Vmotを検出する。そして、交流電力検出部20は、駆動電流Ipと交流電圧Vmotとを乗算することでモータ2に入力されるモータ入力電力Pmotを算出する。また、インバータ損失演算部21は、交流電力検出部20から取得した駆動電流Ipの情報に基づいて、インバータ損失PIVを求める(ステップS303)。そして、制御部8Bは、交流電力検出部20が算出したモータ入力電力Pmotと、インバータ損失演算部21が求めたインバータ損失PIVとを加算した加算値Pcを求める(ステップS304)。 Next, the control unit 8B adds a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon while the motor 2 is being driven (step S302). The AC power detection unit 20 detects the AC voltage Vmot of each phase applied to the motor. Then, the AC power detection unit 20 calculates the motor input power Pmot input to the motor 2 by multiplying the drive current Ip and the AC voltage Vmot. Further, inverter loss calculation unit 21 based on the acquired information of the drive current Ip from the AC power detection unit 20, obtains the inverter loss P IV (step S303). The control unit 8B determines a motor input power Pmot AC power detector 20 is calculated, the sum value Pc of inverter loss calculating section 21 adds the inverter loss P IV obtained (step S304).

制御部8Bは、現在の加算値Pcを算出すると、その算出した現在の加算値Pcと、前回の制御周期で算出した加算値Pcとを比較する(ステップS305)。なお、説明が煩雑になることを防ぐため、前回の制御周期で算出した加算値Pcを入力電力Prefと表記する。なお、入力電力Prefの初期値は、ステップS301において設定され、本実施形態では「0」に設定される。 When the control unit 8B calculates the current addition value Pc, the control unit 8B compares the calculated current addition value Pc with the addition value Pc calculated in the previous control cycle (step S305). In order to prevent the explanation from becoming complicated, the added value Pc calculated in the previous control cycle is referred to as an input power Pref. The initial value of the input power Pref is set in step S301, and is set to "0" in this embodiment.

制御部8Bは、現在の加算値Pcと前回の入力電力Prefとを比較し、現在の加算値Pcが、前回の入力電力Prefより小さい場合(Pc<Pref)には、増減フラグFの符号は変更しない。そして、制御部8Bは、現在の加算値Pcを前回の入力電力Prefとして設定して(ステップS307)、ステップS302の処理に戻る。したがって、ステップS302の処理にて、制御部8Bは、現在のオン固定通電期間θonに微小期間Δθon×増減フラグFを加えて、新たなオン固定通電期間θonを設定する。したがって、制御部8Bは、その新たなオン固定通電期間θonを有する制御信号をスイッチング素子SWに出力する。 The control unit 8B compares the current added value Pc with the previous input power Pref, and when the current added value Pc is smaller than the previous input power Pref (Pc <Pref), the sign of the increase / decrease flag F is Not going to change. Then, the control unit 8B sets the current addition value Pc as the previous input power Pref (step S307), and returns to the process of step S302. Therefore, in the process of step S302, the control unit 8B sets a new on-fixed energization period θon by adding a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon. Therefore, the control unit 8B outputs a control signal having the new on-fixed energization period θon to the switching element SW.

一方、制御部8Bは、現在の加算値Pcと前回の入力電力Prefとを比較し、現在の加算値Pcが、前回の入力電力Pref以上である場合(Pc≧Pref)には、増減フラグFの符号を反転させる(ステップS306)。そして、制御部8Bは、現在の加算値Pcを前回の入力電力Prefとして設定して(ステップS307)、ステップS302の処理に戻る。したがって、ステップS302の処理にて、制御部8Bは、現在のオン固定通電期間θonに微小期間Δθon×増減フラグFを加えて、新たなオン固定通電期間θonを設定する。したがって、制御部8Bは、その新たなオン固定通電期間θonを有する制御信号をスイッチング素子SWに出力する。 On the other hand, the control unit 8B compares the current added value Pc with the previous input power Pref, and when the current added value Pc is equal to or greater than the previous input power Pref (Pc ≧ Pref), the increase / decrease flag F Invert the sign of (step S306). Then, the control unit 8B sets the current addition value Pc as the previous input power Pref (step S307), and returns to the process of step S302. Therefore, in the process of step S302, the control unit 8B sets a new on-fixed energization period θon by adding a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon. Therefore, the control unit 8B outputs a control signal having the new on-fixed energization period θon to the switching element SW.

このように、制御部8Bは、ステップS302〜ステップS307を繰り返すことで、オン固定通電期間θonをパラメータとして、前回のオン固定通電期間θonから微小期間Δθonだけ増加又は減少させながら加算値Pcが前回の値よりも小さくなるようにインバータ4をスイッチング制御する。これにより、制御部8Bは、オン固定通電期間θonを増加又は減少させながら最小損失点を探索することが可能となる。その結果、モータシステムAは、モータ2の回転数、モータ2やスイッチング素子SW1〜6の温度、電源装置1の出力電圧、モータ2やスイッチング素子SW1〜6の個体ばらつき等によらず、最小損失でモータ2を運転継続することができる。 In this way, by repeating steps S302 to S307, the control unit 8B increases or decreases the on-fixed energization period θon by a minute period Δθon from the previous on-fixed energization period θon while increasing or decreasing the added value Pc last time. The inverter 4 is switched and controlled so as to be smaller than the value of. As a result, the control unit 8B can search for the minimum loss point while increasing or decreasing the on-fixed energization period θon. As a result, the motor system A has a minimum loss regardless of the rotation speed of the motor 2, the temperature of the motor 2 and the switching elements SW1 to 6, the output voltage of the power supply device 1, the individual variation of the motor 2 and the switching elements SW1 to 6, and the like. The motor 2 can be continued to operate.

上記第2の実施形態において、制御部8Bは、最小損失点追従制御の開始時において、ステップS301の処理で初期条件を設定した後に、オン固定通電期間θon(初期値θ)に微小期間Δθon×増減フラグFを足してから(ステップS302)、モータ入力電力Pmot及びインバータ損失PIVの取得(ステップS303)、加算値Pcの演算(ステップS304)を行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御部8Bは、最小損失点追従制御の開始時においては、ステップS301の処理を行った後に、ステップS302の処理を行わずに、ステップS303,S104の処理を実行してもよい。この場合には、制御部8Bは、ステップS307の処理を行った後に、ステップS302の処理を行うことになる。 In the second embodiment, the control unit 8B sets the initial conditions in the process of step S301 at the start of the minimum loss point tracking control, and then sets the on-fixed energization period θon (initial value θ 0 ) for a minute period Δθon. × after adding the decrease flag F (step S302), the acquisition of the motor input power Pmot and inverter loss P IV (step S303), were subjected to calculation of the sum Pc (step S304), the present invention is not limited thereto .. For example, at the start of the minimum loss point tracking control, the control unit 8B may execute the processes of steps S303 and S104 after performing the process of step S301 without performing the process of step S302. In this case, the control unit 8B performs the process of step S302 after the process of step S307.

具体的には、図10に示すように、まず、制御部8Bは、初期条件を設定する。すなわち、制御部8Bは、ステップS301の処理と同様に、オン固定通電期間θonを予め設定された初期値θに設定した制御信号をスイッチング素子SW1〜SW6に出力することで、インバータ4を駆動する。さらに、制御部8Bは、前回の入力電力Prefを初期値「0」に、増減フラグFを初期値「+1」に設定する(ステップS401)。 Specifically, as shown in FIG. 10, first, the control unit 8B sets the initial conditions. That is, the control unit 8B drives the inverter 4 by outputting the control signal in which the on-fixed energization period θon is set to the preset initial value θ 0 to the switching elements SW1 to SW6, as in the process of step S301. To do. Further, the control unit 8B sets the previous input power Pref to the initial value “0” and the increase / decrease flag F to the initial value “+1” (step S401).

初期条件が設定された後、交流電力検出部20は、駆動電流Ipと交流電圧Vmotとを演算することでモータ2に入力されるモータ入力電力Pmotを算出する。また、インバータ損失演算部21は、交流電力検出部20から取得した駆動電流Ipの情報に基づいて、インバータ損失PIVを求める(ステップS402)。 After the initial conditions are set, the AC power detection unit 20 calculates the motor input power Pmot input to the motor 2 by calculating the drive current Ip and the AC voltage Vmot. Further, inverter loss calculation unit 21 based on the acquired information of the drive current Ip from the AC power detection unit 20, obtains the inverter loss P IV (step S402).

制御部8Bは、交流電力検出部20が算出したモータ入力電力Pmotと、インバータ損失演算部21が求めたインバータ損失PIVとを加算した加算値Pcを求める(ステップS403)。 Control section 8B calculates a motor input power Pmot AC power detector 20 is calculated, the sum value Pc of inverter loss calculating section 21 adds the inverter loss P IV obtained (step S403).

制御部8Bは、現在の加算値Pcを算出すると、その算出した現在の加算値Pcと、前回算出した入力電力Prefとを比較し(ステップS404)、現在の加算値Pcが、前回の入力電力Prefより小さい場合(Pc<Pref)には、増減フラグFの符号は変更しない。そして、制御部8Bは、現在の加算値Pcを前回の入力電力Prefとして設定する(ステップS406)。一方、制御部8Bは、現在の加算値Pcと前回の入力電力Prefとを比較し、現在の加算値Pcが、前回の入力電力Pref以上である場合(Pc≧Pref)には、増減フラグFの符号を反転させる(ステップS405)。そして、制御部8Bは、現在の加算値Pcを前回の入力電力Prefとして設定する(ステップS406)。その後、制御部8Bは、現在のオン固定通電期間θonに、微小期間Δθon×増減フラグFを加えて(ステップS407)、ステップS402の処理に戻る。 When the control unit 8B calculates the current added value Pc, the calculated current added value Pc is compared with the previously calculated input power Pref (step S404), and the current added value Pc is the previous input power. If it is smaller than Pref (Pc <Pref), the sign of the increase / decrease flag F is not changed. Then, the control unit 8B sets the current addition value Pc as the previous input power Pref (step S406). On the other hand, the control unit 8B compares the current added value Pc with the previous input power Pref, and when the current added value Pc is equal to or greater than the previous input power Pref (Pc ≧ Pref), the increase / decrease flag F Invert the sign of (step S405). Then, the control unit 8B sets the current addition value Pc as the previous input power Pref (step S406). After that, the control unit 8B adds a minute period Δθon × increase / decrease flag F to the current on-fixed energization period θon (step S407), and returns to the process of step S402.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the design and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.

(変形例1)
第1の実施形態又は第2の実施形態において、最小損失点追従制御において、変更するオン固定通電期間θonの範囲に制限を設けてもよい。例えば、制御部8又は制御部8Bは、最小損失点追従制御におけるオン固定通電期間θonを、最小値θonMIN(最小限度値)と最大値θonMAX(最大限度値)との間の範囲(θonMIN≦θon≦θonMAX)内において変更してもよい。
(Modification example 1)
In the first embodiment or the second embodiment, the range of the on-fixed energization period θon to be changed may be limited in the minimum loss point tracking control. For example, the control unit 8 or the control unit 8B sets the on-fixed energization period θon in the minimum loss point tracking control within a range (θon) between the minimum value θon MIN (minimum value) and the maximum value θon MAX (maximum value). It may be changed within MIN ≤ θon ≤ θon MAX ).

(変形例2)
第1の実施形態又は第2の実施形態において、モータシステムは、スイッチング素子SW1〜SW6の温度Tswを測定する第1の温度センサを備えてもよい。そして、制御部8又は制御部8Bは、最小損失点追従制御において、上記第1の温度センサで測定された温度Tswが予め設定された第1の閾値Tth1以上になった場合には、当該温度Tswが第1の閾値Tth1未満になるまで強制的にオン固定通電期間θonを増大させてもよい。例えば、制御部8又は制御部8Bは、最小損失点追従制御を行っていても、温度Tswが第1の閾値Tth1以上になった場合には、割り込み処理として強制的にオン固定通電期間θonを増大させてもよい。これにより、スイッチング素子SW1〜SW6による損失(インバータ損失)が低減され、制御部8又は制御部8Bは、スイッチング素子SW1〜SW6が発熱により故障することを防止することができる。なお、強制的にオン固定通電期間θonを増大させる方法として、例えば、増減フラグFの符号を強制的に「+1」に固定させる方法がある。
(Modification 2)
In the first embodiment or the second embodiment, the motor system may include a first temperature sensor that measures the temperature Tsw of the switching elements SW1 to SW6. Then, when the temperature Tsw measured by the first temperature sensor becomes equal to or higher than the preset first threshold value Tth1 in the minimum loss point tracking control, the control unit 8 or the control unit 8B raises the temperature. The on-fixed energization period θon may be forcibly increased until Tsw becomes less than the first threshold value Tth1. For example, even if the control unit 8 or the control unit 8B performs the minimum loss point tracking control, when the temperature Tsw becomes equal to or higher than the first threshold value Tth1, the on-fixed energization period θon is forcibly set as an interrupt process. It may be increased. As a result, the loss (inverter loss) due to the switching elements SW1 to SW6 is reduced, and the control unit 8 or the control unit 8B can prevent the switching elements SW1 to SW6 from failing due to heat generation. As a method of forcibly increasing the on-fixed energization period θon, for example, there is a method of forcibly fixing the sign of the increase / decrease flag F to “+1”.

(変形例3)
第1の実施形態又は第2の実施形態において、モータシステムは、モータ2の温度Tを測定する第2の温度センサを備えてもよい。このモータ2の温度Tとは、例えば、コイルLu、Lv、Lwの各温度である。そして、制御部8又は制御部8Bは、最小損失点追従制御において、上記第2の温度センサで測定された温度Tが予め設定された第2の閾値Tth2以上になった場合には、当該温度Tが第2の閾値Tth2未満になるまで強制的にオン固定通電期間θonを低減させてもよい。例えば、制御部8又は制御部8Bは、最小損失点追従制御を行っていても、温度Tが第2の閾値Tth2以上になった場合には、割り込み処理として強制的にオン固定通電期間θonを低減させてもよい。これにより、モータ損失が低減され、制御部8又は制御部8Bは、コイルLu、Lv、Lwの発熱によりモータ2が故障することを防止することができる。なお、強制的にオン固定通電期間θonを低減させる方法として、例えば、増減フラグFの符号を強制的に「−1」に固定させる方法がある。
(Modification 3)
In the first or second embodiment, the motor system may comprise a second temperature sensor for measuring the temperature T M of the motor 2. The temperature T M of the motor 2, for example, a coil Lu, Lv, each temperature of Lw. Then, the control unit 8 or the control unit 8B, at the minimum loss point tracking control, if it becomes the second threshold value Tth2 or the said second temperature T M measured by the temperature sensor is set in advance, the temperature T M may be forcibly reduced on fixed conducting period θon to below a second threshold Tth2. For example, the control unit 8 or the control unit 8B can also be carried out minimum loss point tracking control, if the temperature T M is equal to or higher than the second threshold value Tth2 is forced on a fixed conducting period θon as interrupt processing May be reduced. As a result, the motor loss is reduced, and the control unit 8 or the control unit 8B can prevent the motor 2 from failing due to the heat generated by the coils Lu, Lv, and Lw. As a method of forcibly reducing the on-fixed energization period θon, for example, there is a method of forcibly fixing the sign of the increase / decrease flag F to “-1”.

(変形例4)
第1の実施形態又は第2の実施形態において、モータシステムは、上記第1の温度センサと上記第2の温度センサとの双方を備えてもよい。そして、制御部8又は制御部8Bは、温度Tswが第1の閾値Tth1以上となり、かつ、温度Tが第2の閾値Tth2以上となった場合には、モータ2の駆動電流が低減するように制御してもよい。例えば、制御部8又は制御部8Bは、モータ2の駆動電流における目標値を下げる。これにより、インバータ損失とモータ損失との双方が低減され、スイッチング素子SW1〜SW6とモータ2との発熱による故障を防止することができる。
(Modification example 4)
In the first embodiment or the second embodiment, the motor system may include both the first temperature sensor and the second temperature sensor. Then, the control unit 8 or the control unit 8B, the temperature Tsw is the first threshold value Tth1 or more, and, if the temperature T M becomes the second threshold value Tth2 or more, so that the driving current of the motor 2 is reduced It may be controlled to. For example, the control unit 8 or the control unit 8B lowers the target value of the drive current of the motor 2. As a result, both the inverter loss and the motor loss are reduced, and failure due to heat generation between the switching elements SW1 to SW6 and the motor 2 can be prevented.

(変形例5)
第1の実施形態において、制御部8は、電流検出部6で検出された入力電流Iinと電圧検出部7で検出された入力電圧Vinとを乗算することで入力電力Pinを取得したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、制御部8は、入力電力Pinを取得できればよく、その取得方法には特に限定されない。例えば、制御部8は、接続線L1に設けられた電力センサにより入力電力Pinを取得してもよい。また、制御部8は、モータ2の駆動電流やインバータ4の変換効率等から入力電力Pinを算出することで、当該入力電力Pinを取得してもよい。
(Modification 5)
In the first embodiment, the control unit 8 acquires the input power Pin by multiplying the input current Iin detected by the current detection unit 6 and the input voltage Vin detected by the voltage detection unit 7. The invention is not limited to this. That is, the control unit 8 only needs to be able to acquire the input power Pin, and the acquisition method is not particularly limited. For example, the control unit 8 may acquire the input power Pin by the power sensor provided on the connection line L1. Further, the control unit 8 may acquire the input power Pin by calculating the input power Pin from the drive current of the motor 2, the conversion efficiency of the inverter 4, and the like.

(変形例6)
第1の実施形態又は第2の実施形態において、制御部8又は制御部8は、指令値生成部13は、最小損失点追従制御部11が求めた新たなオン固定通電期間θonの間では常にキャリア波CWの電圧値Vcよりも高い電圧値Vonになり、且つ、当該新たなオン固定通電期間θon以外の期間においては第1の制御指令値の電圧値Vs1となる信号を、最終的な指令値(第2の制御指令値)S2として求めたが、これに限定されない。例えば、制御部8は、図11に示すように、PWM信号とオン固定通電信号とを個々に生成して、スイッチング素子SWに出力してもよい。
例えば、図11に示すように、制御部8は、電流制御部10、キャリア波生成部12、最小損失点追従制御部110、PWM信号生成部140及び選択部150を備える。
(Modification 6)
In the first embodiment or the second embodiment, the control unit 8 or the control unit 8 has the command value generation unit 13 always during the new on-fixed energization period θon obtained by the minimum loss point tracking control unit 11. A signal that has a voltage value Von higher than the voltage value Vc of the carrier wave CW and a voltage value Vs1 of the first control command value in a period other than the new on-fixed energization period θon is finally commanded. It was obtained as a value (second control command value) S2, but is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11, the control unit 8 may individually generate a PWM signal and an on-fixed energization signal and output them to the switching element SW.
For example, as shown in FIG. 11, the control unit 8 includes a current control unit 10, a carrier wave generation unit 12, a minimum loss point tracking control unit 110, a PWM signal generation unit 140, and a selection unit 150.

最小損失点追従制御部110は、電流検出部6が検出した入力電流Iinと、電圧検出部7が検出した入力電圧Vinとを乗算することで現在の入力電力Pin(=Iin×Vin)を算出する。そして、最小損失点追従制御部110は、算出した現在の入力電力Pinと前回の入力電力Pinとを比較して、現在の入力電力Pinが前回の入力電力Pinよりも大きい場合には、増減フラグFの符号を反転させ、現在のオン固定通電期間θonにΔθon×増減フラグFを加えて新たなオン固定通電期間θonだけ常に第1の電圧V1であるオン固定通電信号を生成する。一方、最小損失点追従制御部110は、算出した現在の入力電力Pinと前回の入力電力Pinとを比較して、現在の入力電力Pinが前回の入力電力Pinよりも小さい場合には、増減フラグFの符号を変えずに、現在のオン固定通電期間θonにΔθon×増減フラグFを加えて新たなオン固定通電期間θonだけ常に第1の電圧V1であるオン固定通電信号を生成する。そして、最小損失点追従制御部110は、生成したオン固定通電信号を選択部150に出力する。 The minimum power point tracking control unit 110 calculates the current input power Pin (= Iin × Vin) by multiplying the input current Iin detected by the current detection unit 6 and the input voltage Vin detected by the voltage detection unit 7. To do. Then, the minimum loss point tracking control unit 110 compares the calculated current input power Pin with the previous input power Pin, and if the current input power Pin is larger than the previous input power Pin, the increase / decrease flag is used. The sign of F is inverted, Δθon × increase / decrease flag F is added to the current on-fixed energization period θon, and an on-fixed energization signal having a first voltage V1 is always generated for a new on-fixed energization period θon. On the other hand, the minimum loss point tracking control unit 110 compares the calculated current input power Pin with the previous input power Pin, and if the current input power Pin is smaller than the previous input power Pin, the increase / decrease flag Without changing the sign of F, Δθon × increase / decrease flag F is added to the current on-fixed energization period θon to always generate an on-fixed energization signal having the first voltage V1 for a new on-fixed energization period θon. Then, the minimum loss point tracking control unit 110 outputs the generated on-fixed energization signal to the selection unit 150.

PWM信号生成部140は、電流制御部10が生成した第1の制御指令値S1と、キャリア波生成部12から取得したキャリア波CWとを比較し、キャリア波CWより第1の制御指令値S1の電圧値が大きい期間には、第1の電圧V1となり、キャリア波CWより第1の制御指令値S1の電圧値が小さい期間には第1の電圧V1とは異なる第2の電圧V2となるPWM信号を生成する。そして、PWM信号生成部140は、生成したPWM信号を選択部150に出力する。 The PWM signal generation unit 140 compares the first control command value S1 generated by the current control unit 10 with the carrier wave CW acquired from the carrier wave generation unit 12, and the first control command value S1 from the carrier wave CW. During the period when the voltage value of is large, it becomes the first voltage V1, and when the voltage value of the first control command value S1 is smaller than the carrier wave CW, it becomes the second voltage V2 which is different from the first voltage V1. Generates a PWM signal. Then, the PWM signal generation unit 140 outputs the generated PWM signal to the selection unit 150.

選択部150は、最小損失点追従制御部110から電圧値V1のオン固定通電信号を取得した場合には、当該オン固定通電信号を制御信号としてスイッチング素子SWに出力する。一方、選択部150は、最小損失点追従制御部110から電圧値V1のオン固定通電信号を取得しない場合には、PWM信号生成部140から取得するPWM信号を制御信号としてスイッチング素子SWに出力する。このように、選択部150は、最小損失点追従制御部110から電圧値V1のオン固定通電信号を取得した場合には、制御信号として当該オン固定通電信号を選択し、当該オン固定通電信号を取得しない場合には、PWM信号を制御信号として選択してスイッチング素子SWに出力する。
なお、変形例7及び図11で説明した方法は、第2の実施形態に係る制御部8Bに適用可能である。ただし、その場合には、制御部8Bの最小損失点追従制御部110は、現在の加算値Pcと前回の加算値とを比較することになる。
When the selection unit 150 acquires the on-fixed energization signal of the voltage value V1 from the minimum loss point tracking control unit 110, the selection unit 150 outputs the on-fixed energization signal as a control signal to the switching element SW. On the other hand, when the selection unit 150 does not acquire the on-fixed energization signal of the voltage value V1 from the minimum loss point tracking control unit 110, the selection unit 150 outputs the PWM signal acquired from the PWM signal generation unit 140 to the switching element SW as a control signal. .. In this way, when the selection unit 150 acquires the on-fixed energization signal of the voltage value V1 from the minimum loss point tracking control unit 110, the selection unit 150 selects the on-fixed energization signal as the control signal and uses the on-fixed energization signal. If not acquired, the PWM signal is selected as a control signal and output to the switching element SW.
The methods described in Modifications 7 and 11 can be applied to the control unit 8B according to the second embodiment. However, in that case, the minimum loss point tracking control unit 110 of the control unit 8B compares the current addition value Pc with the previous addition value.

上述したように、本発明者は、オン固定通電期間θonが高くなるにつれて、モータ損失Pが減少する傾向にあるともにインバータ損失PIVが増加する傾向にあることを発見し、合計損失Pにはオン固定通電期間θonをパラメータとする最小損失点が存在することを見出した。本実施形態に係るモータ駆動装置3は、このような知見に基づいてなされたものであって、インバータ4を構成するスイッチング素子SW1〜SW6のオン固定通電期間θonを変化させながら、モータ損失Pとインバータ損失PIVとを含む合計損失Pが最小となるようにスイッチング素子SW1〜SW6をスイッチング制御する制御部8又は制御部8Bを備える。 As described above, the present inventors have discovered that as the on fixed conducting period θon increases, both the inverter loss P IV motor loss P M tends to decrease tends to increase, the total losses P S It was found that there is a minimum loss point with the on-fixed energization period θon as a parameter. The apparatus 3 according to the present embodiment, which has been made based on these findings, while changing the on fixed conduction period θon switching element SW1~SW6 constituting the inverter 4, the motor loss P M and a control unit 8 or the control unit 8B total loss P S is switching control of the switching element SW1~SW6 so as to minimize that an inverter loss P IV.

このような構成によれば、モータ2の負荷変動が発生した場合であっても、合計損失Pを常に最小損失となるように維持することができる。そのため、モータ2の負荷変動によりモータシステムで発生する損失を低減することができる。 According to such a configuration, even when the load change of the motor 2 occurs, it is possible to maintain the total losses P S to always minimized losses. Therefore, the loss generated in the motor system due to the load fluctuation of the motor 2 can be reduced.

例えば、制御部8は、電源装置1からインバータ4に入力する入力電力Pinが最小となるようにスイッチング素子SW1〜SW6のオン固定通電期間θonを変化させてもよい。例えば、制御部8Bは、交流電力検出部20が算出したモータ入力電力Pmotと、インバータ損失演算部21が求めたインバータ損失PIVとを加算した値(加算値)Pcが最小となるようにスイッチング素子SW1〜SW6のオン固定通電期間θonを変化させてもよい。
このように、オン固定通電期間θonは、固定値ではなく、合計損失Pに応じて変動する変動値である。
For example, the control unit 8 may change the ON fixed energization period θon of the switching elements SW1 to SW6 so that the input power Pin input from the power supply device 1 to the inverter 4 is minimized. For example, the control section 8B includes a motor input power Pmot AC power detector 20 is calculated, inverter loss value calculation unit 21 is the sum of the inverter loss P IV obtained (addition value) switched to Pc is minimized The on-fixed energization period θon of the elements SW1 to SW6 may be changed.
Thus, on fixed conducting period θon is not a fixed value, a variable value which varies as a function of total losses P S.

また、制御部8又は制御部8Bは、モータ2の駆動電流が目標値に追従するようにその駆動電流をフィードバック制御する構成を備えてもよい。そして、制御部8又は制御部8Bは、オン固定通電期間θonの制御周波数は、負荷変動時におけるフィードバック制御の共振周波数よりも小さく、かつ、モータ2の負荷変動の周波数よりも大きい値であってもよい。 Further, the control unit 8 or the control unit 8B may have a configuration in which the drive current of the motor 2 is feedback-controlled so as to follow the target value. Then, in the control unit 8 or the control unit 8B, the control frequency of the on-fixed energization period θon is smaller than the resonance frequency of the feedback control at the time of load fluctuation and larger than the frequency of the load fluctuation of the motor 2. May be good.

このような構成によれば、最小損失点追従制御において設定されるオン固定通電期間θonは、共振などの過渡状態には追従せずに、モータ2の負荷変動に十分に応答して追従できる。 According to such a configuration, the on-fixed energization period θon set in the minimum loss point tracking control can sufficiently respond to and follow the load fluctuation of the motor 2 without following the transition state such as resonance.

また、モータシステムA又はモータシステムBは、スイッチング素子SW1〜SW6の温度Tswを測定する第1の温度センサを更に備えてもよい。そして、制御部8又は制御部8Bは、第1の温度センサにより測定された温度Tswが第1の閾値Tth1以上になった場合には、強制的にオン固定通電期間θonを低減させてもよい。 Further, the motor system A or the motor system B may further include a first temperature sensor for measuring the temperature Tsw of the switching elements SW1 to SW6. Then, the control unit 8 or the control unit 8B may forcibly reduce the on-fixed energization period θon when the temperature Tsw measured by the first temperature sensor becomes equal to or higher than the first threshold value Tth1. ..

このような構成によれば、インバータ損失が低減され、スイッチング素子SW1〜SW6が発熱により故障することを防止することができる。 According to such a configuration, the inverter loss is reduced, and it is possible to prevent the switching elements SW1 to SW6 from failing due to heat generation.

また、モータシステムA又はモータシステムBは、モータ2の温度を測定する第2の温度センサを更に備えてもよい。そして、制御部8又は制御部8Bは、第2の温度センサにより測定された温度Tが第2の閾値Tth2以上になった場合には、強制的にオン固定通電期間θonを増加させてもよい。 Further, the motor system A or the motor system B may further include a second temperature sensor for measuring the temperature of the motor 2. Then, the control unit 8 or the control unit 8B, when the temperature T M measured by the second temperature sensor is equal to or greater than the second threshold value Tth2, even forcibly increasing an on fixed conduction period θon Good.

このような構成によれば、モータ損失が低減され、コイルLu、Lv、Lwの発熱によりモータ2が故障することを防止することができる。 According to such a configuration, the motor loss can be reduced, and it is possible to prevent the motor 2 from failing due to heat generation of the coils Lu, Lv, and Lw.

なお、上述した制御部8又は制御部8Bの全部または一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、上記コンピュータは、CPU、GPUなどのプロセッサ及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えてもよい。そして、上記制御部8又は制御部8Bの全部または一部の機能をコンピュータで実現するためのプログラムを上記コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムを上記プロセッサに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。ここで、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。 Note that all or part of the control unit 8 or the control unit 8B described above may be realized by a computer. In this case, the computer may include a processor such as a CPU and GPU and a computer-readable recording medium. Then, a program for realizing all or a part of the functions of the control unit 8 or the control unit 8B on the computer is recorded on the computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is recorded on the processor. It may be realized by loading and executing. Here, the "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, or a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system. Further, a "computer-readable recording medium" is a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and dynamically holds the program for a short period of time. It may also include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or a client in that case. Further, the above program may be for realizing a part of the above-mentioned functions, and may be further realized for realizing the above-mentioned functions in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized by using a programmable logic device such as FPGA.

A,B モータシステム
1 電源装置
2 モータ
3 モータ駆動装置
4 インバータ(電力変換装置)
8,8B 制御部
A, B Motor system 1 Power supply 2 Motor 3 Motor drive 4 Inverter (power converter)
8,8B control unit

Claims (5)

電源装置からの直流電力を電力変換装置によって交流電力に変換してモータに供給することで前記モータを駆動するモータシステムであって、
前記電力変換装置を構成するスイッチング素子のオン状態及びオフ状態を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記スイッチング素子がオン状態の期間であるオン固定通電期間を変化させながら、前記モータで発生する損失と前記電力変換装置で発生する損失とを含む合計損失が最小となるように前記オン固定通電期間を制御する最小損失点追従制御を実行する制御部を備えることを特徴とするモータシステム。
A motor system that drives a motor by converting DC power from a power supply device into AC power by a power conversion device and supplying it to the motor.
A control unit for controlling an on state and an off state of the switching element constituting the power conversion device is provided.
The control unit minimizes the total loss including the loss generated by the motor and the loss generated by the power converter while changing the on-fixed energization period, which is the period during which the switching element is on. A motor system including a control unit that executes a minimum loss point tracking control that controls an on-fixed energization period.
前記制御部は、前記最小損失点追従制御において、前記直流電力が最小となるように前記オン固定通電期間を制御することを特徴とする、請求項1に記載のモータシステム。 The motor system according to claim 1, wherein the control unit controls the on-fixed energization period so that the DC power is minimized in the minimum loss point tracking control. 前記制御部は、前記スイッチング素子に対して、前記最小損失点追従制御と、所定の周期で前記スイッチング素子をオンオフするPWM制御とを実行し、前記最小損失点追従制御において前記所定の周期よりも長い前記オン固定通電期間を設けることを特徴とする、請求項1又は2に記載のモータシステム。 The control unit executes the minimum loss point tracking control and the PWM control for turning on / off the switching element at a predetermined cycle for the switching element, and in the minimum loss point tracking control, the cycle is longer than the predetermined cycle. The motor system according to claim 1 or 2, characterized in that a long on-fixed energization period is provided. 前記スイッチング素子の温度を測定する第1の温度センサを更に備え、
前記制御部は、前記第1の温度センサにより測定された温度が第1の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を増大させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のモータシステム。
A first temperature sensor for measuring the temperature of the switching element is further provided.
Claims 1 to 3 include that the control unit forcibly increases the on-fixed energization period when the temperature measured by the first temperature sensor becomes equal to or higher than the first threshold value. The motor system according to any one of the above.
前記モータの温度を測定する第2の温度センサを更に備え、
前記制御部は、前記第2の温度センサにより測定された温度が第2の閾値以上になった場合には、強制的に前記オン固定通電期間を低減させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のモータシステム。
A second temperature sensor for measuring the temperature of the motor is further provided.
Claims 1 to 3 are characterized in that the control unit forcibly reduces the on-fixed energization period when the temperature measured by the second temperature sensor becomes equal to or higher than the second threshold value. The motor system according to any one of the above.
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