JP2020182324A - Model characteristic calculation device, model characteristic calculation method, and program - Google Patents

Model characteristic calculation device, model characteristic calculation method, and program Download PDF

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Abstract

To bring characteristics of a motor or a power generation device model closer to characteristics of an actual motor or a power generation device, and reduce an amount of calculation when calculating the characteristics of the model.SOLUTION: A model characteristic calculation device includes a current calculation unit 221 for calculating a current flowing through a coil of a model of an electric motor or a power generation device, an angular velocity calculation unit 27 for calculating an electric angular velocity of a rotor of the model, a magnetic flux deriving unit 22 for calculating or referring to a magnetic flux generated in the coil using the current, and a magnetic flux correction unit 29 for correcting a magnetic flux calculated or referred to by the magnetic flux derivation unit 22 using the current and the angular velocity so that the characteristics of the model approach the characteristics of the actual motor or the power generation device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シミュレーションにおいて電動機または発電機のモデルの特性を算出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for calculating the characteristics of a model of an electric motor or a generator in a simulation.

モデル特性算出装置として、三次元解析を用いて、電動機または発電機のモデルの特性を算出するものがある。例えば、特許文献１参照。 As a model characteristic calculation device, there is a device that calculates the characteristics of a model of an electric motor or a generator by using three-dimensional analysis. For example, see Patent Document 1.

特開２０１４−７０７９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-7079

しかしながら、上記モデル特性算出装置では、三次元解析を行っているため、モデルの特性を実際の電動機の特性に近づけることができるが、計算量が膨大となるため、三次元解析に多くの時間がかかるという懸念がある。 However, since the above model characteristic calculation device performs three-dimensional analysis, the characteristics of the model can be brought close to the characteristics of the actual electric motor, but the amount of calculation is enormous, so that it takes a lot of time for the three-dimensional analysis. There is a concern that it will take.

そこで、本発明の一側面に係る目的は、電動機または発電機のモデルの特性を実際の電動機または発電機の特性に近づけるとともに、モデルの特性を算出する際の計算量を低減することである。 Therefore, an object of one aspect of the present invention is to bring the characteristics of a model of an electric motor or a generator closer to the characteristics of an actual electric motor or a generator, and to reduce the amount of calculation when calculating the characteristics of the model.

本発明に係る一つの形態であるモデル特性算出装置は、電動機または発電機のモデルの特性を算出するモデル特性算出装置であって、第１の変数算出部と、第２の変数算出部と、磁束導出部と、磁束補正部とを備える。 The model characteristic calculation device according to the present invention is a model characteristic calculation device that calculates the characteristics of a model of an electric motor or a generator, and includes a first variable calculation unit, a second variable calculation unit, and a second variable calculation unit. It includes a magnetic flux derivation unit and a magnetic flux correction unit.

第１の変数算出部は、モデルのコイルに流れる電流に関する第１の変数を算出する。
第２の変数算出部は、モデルの回転子の角速度に関する第２の変数を算出する。 The first variable calculation unit calculates the first variable regarding the current flowing through the coil of the model.
The second variable calculation unit calculates a second variable related to the angular velocity of the rotor of the model.

磁束導出部は、第１の変数を用いて、モデルに生じる磁束を算出もしくは参照する。
磁束補正部は、第１の変数及び第２の変数を用いて、モデルの特性が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、磁束導出部により算出もしくは参照された磁束を補正する。 The magnetic flux deriving unit calculates or refers to the magnetic flux generated in the model using the first variable.
The magnetic flux correction unit uses the first variable and the second variable to correct the magnetic flux calculated or referenced by the magnetic flux deriving unit so that the characteristics of the model approach the characteristics of the actual electric motor or generator.

これにより、三次元解析を行うことなく、コイルに生じる渦電流が磁界に与える影響や回転子の角速度によりコイルの磁化特性が変わることを考慮してモデルの特性を算出することができるため、モデルの特性を実際の電動機の特性に近づけるとともに、モデルの特性を算出する際の計算量を低減することができる。 As a result, the characteristics of the model can be calculated in consideration of the influence of the eddy current generated in the coil on the magnetic field and the change in the magnetization characteristics of the coil depending on the angular velocity of the rotor without performing three-dimensional analysis. It is possible to bring the characteristics of the model closer to the characteristics of the actual motor and reduce the amount of calculation when calculating the characteristics of the model.

また、モデル特性算出装置は、第１の変数及び第２の変数と、補正後の磁束とが対応付けられた情報を記憶するメモリを備え、磁束補正部は、メモリに記憶されている情報を参照して、第１の変数算出部により算出された第１の変数及び第２の変数算出部により算出された第２の変数に対応する補正後の磁束を取得するように構成してもよい。 Further, the model characteristic calculation device includes a memory for storing information in which the first variable and the second variable are associated with the corrected magnetic flux, and the magnetic flux correction unit stores the information stored in the memory. With reference to it, it may be configured to acquire the corrected magnetic flux corresponding to the first variable calculated by the first variable calculation unit and the second variable calculated by the second variable calculation unit. ..

これにより、磁束を補正する際の計算量を低減することができるため、モデルの特性を算出する際の計算量をさらに低減することができる。 As a result, the amount of calculation when correcting the magnetic flux can be reduced, so that the amount of calculation when calculating the characteristics of the model can be further reduced.

また、磁束補正部は、モデルの特性が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、変数としての電流及び角速度の次数が設定されている多項式を用いて、磁束導出部により算出もしくは参照された磁束を補正するように構成してもよい。 Further, the magnetic flux correction unit is calculated or referred to by the magnetic flux derivation unit using a polynomial in which the order of the current and the angular velocity as variables is set so that the characteristics of the model approach the characteristics of the actual motor or generator. It may be configured to correct the magnetic flux.

本発明によれば、電動機または発電機のモデルの特性を実際の電動機または発電機の特性に近づけるとともに、モデルの特性を算出する際の計算量を低減することができる。 According to the present invention, the characteristics of the model of the electric motor or the generator can be brought close to the characteristics of the actual electric motor or the generator, and the amount of calculation for calculating the characteristics of the model can be reduced.

実施形態のモデル特性算出装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the model characteristic calculation apparatus of embodiment. モデルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a model.

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態のモデル特性算出装置の一例を示す図である。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an example of the model characteristic calculation device of the embodiment.

図１に示すモデル特性算出装置１は、例えば、シミュレーションにおいて、電気自動車やハイブリッド車などの車両に搭載される電動機または発電機のモデルの特性を算出するものである。 The model characteristic calculation device 1 shown in FIG. 1 calculates, for example, the characteristics of a model of an electric motor or a generator mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle in a simulation.

また、モデル特性算出装置１は、プロセッサ２と、メモリ３と、入出力インターフェイス４と、入出力部５とを備える。なお、モデル特性算出装置１を構成するハードウェアは、クラウドなどを用いて実現してもよい。 Further, the model characteristic calculation device 1 includes a processor 2, a memory 3, an input / output interface 4, and an input / output unit 5. The hardware constituting the model characteristic calculation device 1 may be realized by using a cloud or the like.

プロセッサ２は、例えば、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、マルチコアＣＰＵ、プログラマブルなデバイス（Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）またはProgrammable Logic Device（ＰＬＤ））などにより構成される。また、プロセッサ２は、メモリ３に記憶されているプログラムを実行することにより、電動機または発電機のモデルを構成する各構成要素（例えば、後述する、電流算出部２１、磁束導出部２２、トルク算出部２３、鉄損算出部２４、損失算出部２５、トルク補正部２６、角速度算出部２７、鉄損補正部２８、及び磁束補正部２９）を実現する。なお、上記プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）やCompact Disc Read Only Memory（ＣＤ−ＲＯＭ）などの記録媒体が販売される。また、上記プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に記録しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。 The processor 2 is composed of, for example, a Central Processing Unit (CPU), a multi-core CPU, a programmable device (Field Programmable Gate Array (FPGA) or Programmable Logic Device (PLD)), and the like. Further, the processor 2 executes a program stored in the memory 3 to calculate each component (for example, a current calculation unit 21, a magnetic flux derivation unit 22, and a torque calculation described later) that constitute a model of an electric motor or a generator. Unit 23, iron loss calculation unit 24, loss calculation unit 25, torque correction unit 26, angular velocity calculation unit 27, iron loss correction unit 28, and magnetic flux correction unit 29) are realized. When the above program is distributed, for example, a recording medium such as a Digital Versatile Disc (DVD) or Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM) on which the program is recorded is sold. It is also possible to record the above program in the storage device of the server computer and transfer the program from the server computer to another computer via the network.

メモリ３は、例えば、Read Only Memory（ＲＯＭ）またはRandom Access Memory（ＲＡＭ）などにより構成され、上記プログラムの他に、磁束算出結果３１、トルク算出結果３２、及び鉄損算出結果３３などを記憶する。 The memory 3 is composed of, for example, Read Only Memory (ROM) or Random Access Memory (RAM), and stores magnetic flux calculation result 31, torque calculation result 32, iron loss calculation result 33, and the like in addition to the above program. ..

磁束算出結果３１は、事前に実施された算出（ＦＥＭ（Finite Element Method）など）の結果を示す情報であり、電動機または発電機のモデルのコイルに流れる電流（Ｉｄ，Ｉｑ）と、電動機または発動機のモデルに生じる磁束（Φｄ，Φｑ）とが対応付けられている情報である。 The magnetic flux calculation result 31 is information indicating the result of a calculation (FEM (Finite Element Method), etc.) performed in advance, and is the current (Id, Iq) flowing through the coil of the model of the electric motor or the generator, and the electric motor or the activation. This is information associated with the magnetic flux (Φd, Φq) generated in the model of the machine.

トルク算出結果３２は、事前に実施された算出（ＦＥＭなど）の結果を示す情報であり、電動機または発電機のモデルのコイルに流れる電流（Ｉｄ，Ｉｑ）と、電動機または発電機のモデルに生じるトルク（Ｔ）とが対応付けられている情報である。 The torque calculation result 32 is information indicating the result of a calculation (FEM, etc.) performed in advance, and is generated in the current (Id, Iq) flowing through the coil of the model of the motor or the generator and the model of the motor or the generator. This is information associated with the torque (T).

鉄損算出結果３３は、事前に実施された算出（ＦＥＭなど）の結果を示す情報であり、電動機または発電機のモデルのコイルに流れる電流（Ｉｄ，Ｉｑ）と、電動機または発電機のモデルに生じる鉄損（Ｗｉ）とが対応付けられている情報である。 The iron loss calculation result 33 is information indicating the result of a calculation (FEM, etc.) performed in advance, and is used for the current (Id, Iq) flowing through the coil of the motor or generator model and the motor or generator model. This is information associated with the generated iron loss (Wi).

入出力インターフェイス４は、ユーザにより入出力部５から入力された情報をプロセッサ２に送る。また、入出力インターフェイス４は、プロセッサ２から送られてくる情報を入出力部５に送る。 The input / output interface 4 sends the information input from the input / output unit 5 by the user to the processor 2. Further, the input / output interface 4 sends the information sent from the processor 2 to the input / output unit 5.

入出力部５は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス（マウスなど）、タッチパネル、ディスプレイ、プリンタなどが考えられる。 The input / output unit 5 may be, for example, a keyboard, a pointing device (mouse or the like), a touch panel, a display, a printer, or the like.

通信インターフェイス６は、Local Area Network（ＬＡＮ）やインターネットなどのネットワークと接続するためのインターフェイスである。 The communication interface 6 is an interface for connecting to a network such as a local area network (LAN) or the Internet.

図２は、電動機または発電機のモデルの一例を示す図である。なお、図２に示すモデルは、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）交流の電動機または発電機のモデルとする。 FIG. 2 is a diagram showing an example of a model of an electric motor or a generator. The model shown in FIG. 2 is a model of a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC motor or generator.

図２に示すモデルは、電流算出部２１と、磁束導出部２２と、トルク算出部２３と、鉄損算出部２４と、損失算出部２５と、トルク補正部２６と、角速度算出部２７と、鉄損補正部２８と、磁束補正部２９とを備える。 The model shown in FIG. 2 includes a current calculation unit 21, a magnetic flux derivation unit 22, a torque calculation unit 23, an iron loss calculation unit 24, a loss calculation unit 25, a torque correction unit 26, and an angular velocity calculation unit 27. An iron loss correction unit 28 and a magnetic flux correction unit 29 are provided.

電流算出部２１（第１の変数算出部）は、モデルのコイルにかかる目標電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）、モデルのコイルのインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）、モデルの回転子の電気角速度（ω）、モデルのコイルの抵抗（Ｒ）、及びモデルに生じる起電力（Ｋｅ）を用いて、モデルのコイルに流れる電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を第１の変数として算出する。例えば、電流算出部２１は、目標電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）をトルク成分と磁界成分で示すために目標電圧（Ｖｄ，Ｖｑ）に座標変換し、下記式１に示す電圧方程式を用いて、電流（Ｉｄ，Ｉｄ）を算出する。 The current calculation unit 21 (first variable calculation unit) includes the target voltage (Vu, Vv, Vw) applied to the model coil, the inductance of the model coil (Ld, Lq), and the electric angular velocity (ω) of the model rotor. , The resistance (R) of the coil of the model, and the electromotive force (Ke) generated in the model are used to calculate the current (Id, Iq) flowing through the coil of the model as the first variable. For example, the current calculation unit 21 converts the coordinates of the target voltage (Vu, Vv, Vw) into the target voltage (Vd, Vq) in order to indicate the torque component and the magnetic field component, and uses the voltage equation shown in the following equation 1 to convert the coordinates. Calculate the current (Id, Id).

Figure 2020182324
Figure 2020182324

なお、電流算出部２１は、電流（Ｉｄ，Ｉｑ）及び磁束補正部２９により補正される磁束（Φｄ´、Φｑ´）を用いて、インダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）を算出する。また、電流算出部２１は、モデルの温度に応じて、モデルのコイルの抵抗（Ｒ）及びモデルに生じる起電力（Ｋｅ）を補正してもよい。 The current calculation unit 21 calculates the inductance (Ld, Lq) using the current (Id, Iq) and the magnetic flux (Φd ′, Φq ′) corrected by the magnetic flux correction unit 29. Further, the current calculation unit 21 may correct the resistance (R) of the coil of the model and the electromotive force (Ke) generated in the model according to the temperature of the model.

磁束導出部２２は、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を用いて、モデルに生じる磁束（Φｄ，Φｑ）を算出もしくは参照する。例えば、磁束導出部２２は、メモリ３に記憶されている磁束算出結果３１を参照して、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に対応する磁束（Φｄ，Φｑ）を、モデルに生じる磁束（Φｄ，Φｑ）とする。あるいは、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）と、モデルに生じる磁束（Φｄ，Φｑ）の対応関係を示す情報を、メモリ３にあらかじめ記憶させておき、磁束導出部２２は、当該情報を用いて電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に対応する磁束（Φｄ，Φｑ）を参照してもよい。当該対応関係は、例えば、パーミアンス法を用いて計算して得られていてもよいし、電磁場解析を用いて計算して得られていてもよい。 The magnetic flux deriving unit 22 calculates or refers to the magnetic flux (Φd, Φq) generated in the model by using the current (Id, Iq) calculated by the current calculating unit 21. For example, the magnetic flux deriving unit 22 models the magnetic flux (Φd, Φq) corresponding to the current (Id, Iq) calculated by the current calculating unit 21 with reference to the magnetic flux calculation result 31 stored in the memory 3. Let it be the magnetic flux (Φd, Φq) generated in. Alternatively, information indicating the correspondence between the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21 and the magnetic flux (Φd, Φq) generated in the model is stored in the memory 3 in advance, and the magnetic flux derivation unit 22 stores the information indicating the correspondence. The information may be used to refer to the magnetic flux (Φd, Φq) corresponding to the current (Id, Iq). The correspondence may be obtained by calculation using, for example, the permeance method, or may be obtained by calculation using electromagnetic field analysis.

トルク算出部２３は、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を用いて、モデルに生じるトルク（Ｔ）を算出する。例えば、トルク算出部２３は、メモリ３に記憶されているトルク算出結果３２を参照して、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に対応するトルク（Ｔ）を、モデルに生じるトルク（Ｔ）とする。 The torque calculation unit 23 calculates the torque (T) generated in the model by using the current (Id, IQ) calculated by the current calculation unit 21. For example, the torque calculation unit 23 refers to the torque calculation result 32 stored in the memory 3 and generates a torque (T) corresponding to the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21 in the model. Let it be torque (T).

鉄損算出部２４は、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を用いて、モデルに生じる鉄損（Ｗｉ）を算出する。例えば、鉄損算出部２４は、メモリ３に記憶されている鉄損算出結果３３を参照して、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）に対応する鉄損（Ｗｉ）を、モデルに生じる鉄損（Ｗｉ）とする。 The iron loss calculation unit 24 calculates the iron loss (Wi) generated in the model by using the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21. For example, the iron loss calculation unit 24 refers to the iron loss calculation result 33 stored in the memory 3 and calculates the iron loss (Wi) corresponding to the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21. Let it be the iron loss (Wi) that occurs in the model.

損失算出部２５は、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）及びモデルのコイルの抵抗（Ｒ）を用いて、モデルに生じる銅損（Ｗｃ）を算出する。また、損失算出部２５は、角速度算出部２７により算出される電気角速度（ω）を用いて、モデルに生じるメカ損（Ｗｍ）を算出する。 The loss calculation unit 25 calculates the copper loss (Wc) generated in the model by using the current (Id, IQ) calculated by the current calculation unit 21 and the resistance (R) of the coil of the model. Further, the loss calculation unit 25 calculates the mechanical loss (Wm) generated in the model by using the electric angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27.

トルク補正部２６は、トルク算出部２３により算出されるトルク（Ｔ）を電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を用いてトルク（Ｔ´）に補正する。 The torque correction unit 26 corrects the torque (T) calculated by the torque calculation unit 23 to the torque (T ′) using the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21.

角速度算出部２７（第２の変数算出部）は、トルク補正部２６により補正されるトルク（Ｔ´）を用いて、モデルの回転子の電気角速度（ω）を第２の変数として算出する。 The angular velocity calculation unit 27 (second variable calculation unit) calculates the electric angular velocity (ω) of the rotor of the model as the second variable by using the torque (T') corrected by the torque correction unit 26.

鉄損補正部２８は、角速度算出部２７により算出される電気角速度（ω）及び電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を用いて、鉄損算出部２４により算出される鉄損（Ｗｉ）を鉄損（Ｗｉ´）に補正する。 The iron loss correction unit 28 uses the electric angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27 and the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21, and the iron loss is calculated by the iron loss calculation unit 24. (Wi) is corrected to iron loss (Wi').

磁束補正部２９は、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）及び角速度算出部２７により算出される角速度（ω）を用いて、磁束導出部２２により算出もしくは参照される磁束（Φｄ，Φｑ）を磁束（Φｄ´，Φｑ´）に補正する。例えば、磁束補正部２９は、モデルの特性（インダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）、銅損（Ｗｃ）、トルク（Ｔ）、及び鉄損（Ｗｉ）など）が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、変数としての電流（Ｉｄ，Ｉｑ）及び角速度（ω）の次数が設定されている多項式を用いて、磁束（Φｄ，Φｑ）を磁束（Φｄ´，Φｑ´）に補正する。 The magnetic flux correction unit 29 uses the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21 and the angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27, and the magnetic flux (Φd) calculated or referred to by the magnetic flux derivation unit 22. , Φq) is corrected to magnetic flux (Φd ′, Φq ′). For example, the magnetic flux correction unit 29 makes the characteristics of the model (inductance (Ld, Lq), copper loss (Wc), torque (T), iron loss (Wi), etc.) approach the characteristics of the actual electric motor or generator. The magnetic flux (Φd, Φq) is corrected to the magnetic flux (Φd', Φq') by using a polynomial in which the order of the current (Id, Iq) and the angular velocity (ω) as variables is set.

このように、実施形態のモデル特性算出装置１では、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ，Ｉｑ）及び角速度算出部２７により算出される角速度（ω）を用いて、磁束導出部２２により算出もしくは参照される磁束（Φｄ，Φｑ）を磁束（Φｄ´，Φｑ´）に補正している。これにより、三次元解析を行うことなく、コイルに生じる渦電流が磁界に与える影響や回転子の電気角速度によりコイルの磁化特性が変わることを考慮してモデルの特性を算出することができるため、モデルの特性（インダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）、銅損（Ｗｃ）、トルク（Ｔ）、及び鉄損（Ｗｉ）など）を実際の電動機の特性に近づけるとともに、モデルの特性を算出する際の計算量を低減することができる。 As described above, in the model characteristic calculation device 1 of the embodiment, the magnetic flux deriving unit 22 uses the current (Id, IQ) calculated by the current calculation unit 21 and the angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27. The calculated or referenced magnetic flux (Φd, Φq) is corrected to the magnetic flux (Φd ′, Φq ′). As a result, the characteristics of the model can be calculated in consideration of the influence of the eddy current generated in the coil on the magnetic field and the change in the magnetization characteristics of the coil depending on the electric angular velocity of the rotor without performing three-dimensional analysis. The amount of calculation when calculating the characteristics of the model while bringing the characteristics of the model (inductance (Ld, Lq), copper loss (Wc), torque (T), iron loss (Wi), etc.) closer to the characteristics of the actual motor. Can be reduced.

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.

＜変形例１＞
電流算出部２１は、電流（Ｉｄ，Ｉｑ）を、第１の変数として、三相交流電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）、二相電流（Ｉα，Ｉβ）、極座標で表現される電流（Ｉ，β）、または他の座標系で表現される電流に変換してもよい。このように構成される場合、磁束導出部２２、トルク算出部２３、及び鉄損算出部２４は、電流算出部２１により変換された電流を用いて、磁束（Φｄ，Φｑ）、トルク（Ｔ）、及び鉄損（Ｗｉ）を算出する。損失算出部２５は、電流算出部２１により変換された電流を用いて、銅損（Ｗｃ）を算出する。また、磁束補正部２９は、電流算出部２１により変換された電流及び角速度算出部２７により算出される角速度（ω）を用いて、磁束（Φｄ，Φｑ）を磁束（Φｄ´，Φｑ´）に補正する。 <Modification example 1>
The current calculation unit 21 uses the current (Id, Iq) as the first variable, and uses the three-phase AC current (Iu, Iv, Iw), the two-phase current (Iα, Iβ), and the current (I, I,) expressed in polar coordinates. It may be converted into a current represented by β) or another coordinate system. In such a configuration, the magnetic flux derivation unit 22, the torque calculation unit 23, and the iron loss calculation unit 24 use the current converted by the current calculation unit 21 to obtain the magnetic flux (Φd, Φq) and the torque (T). , And iron loss (Wi) are calculated. The loss calculation unit 25 calculates the copper loss (Wc) using the current converted by the current calculation unit 21. Further, the magnetic flux correction unit 29 converts the magnetic flux (Φd, Φq) into a magnetic flux (Φd ′, Φq ′) by using the current converted by the current calculation unit 21 and the angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27. to correct.

＜変形例２＞
モデルは、電流算出部２１の代わりに第１の変数算出部として磁束導出部２２´を備え、その磁束導出部２２´は、上記電圧方程式を時間で積分することで得られる磁束方程式を用いて、第１の変数として、モデルに生じる磁束（Φｄ，Φｑ）または他の座標系に変換された磁束を算出するように構成してもよい。すなわち、図２に示すモデルは、電圧方程式をベースとして全体を構成しているが、磁束方程式をベースとして全体を構成してもよい。このように構成する場合、トルク算出部２３及び鉄損算出部２４は、磁束導出部２２´により算出された磁束を用いて、トルク（Ｔ）及び鉄損（Ｗｉ）を算出する。また、損失算出部２５は、磁束導出部２２´により算出された磁束を用いて、銅損（Ｗｃ）を算出する。また、磁束補正部２９は、角速度算出部２７により算出される角速度（ω）を用いて、磁束導出部２２´により算出される磁束を補正する。 <Modification 2>
The model includes a magnetic flux derivation unit 22'as a first variable calculation unit instead of the current calculation unit 21, and the magnetic flux derivation unit 22'uses a magnetic flux equation obtained by integrating the voltage equation over time. , The first variable may be configured to calculate the magnetic flux generated in the model (Φd, Φq) or the magnetic flux converted into another coordinate system. That is, although the model shown in FIG. 2 is composed entirely based on the voltage equation, the entire model may be constructed based on the magnetic flux equation. In this configuration, the torque calculation unit 23 and the iron loss calculation unit 24 calculate the torque (T) and the iron loss (Wi) using the magnetic flux calculated by the magnetic flux derivation unit 22'. Further, the loss calculation unit 25 calculates the copper loss (Wc) by using the magnetic flux calculated by the magnetic flux derivation unit 22'. Further, the magnetic flux correction unit 29 corrects the magnetic flux calculated by the magnetic flux derivation unit 22'using the angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27.

＜変形例３＞
モデルは、電流算出部２１の代わりに第１の変数算出部として起電力算出部を備え、その起磁力算出部は、第１の変数として、モデルに生じる起磁力（Ｆｄ，Ｆｑ）または他の座標系に変換された起磁力を算出するように構成してもよい。このように構成する場合、磁束導出部２２、トルク算出部２３、及び鉄損算出部２４は、起電力算出部により算出された起電力を用いて、磁束（Φｄ，Φｑ）、トルク（Ｔ）、及び鉄損（Ｗｉ）を算出する。また、損失算出部２５は、起電力算出部により算出された起電力を用いて、銅損（Ｗｃ）を算出する。また、磁束補正部２９は、起磁力算出部により算出される起磁力及び角速度算出部２７により算出される角速度（ω）を用いて、磁束を補正する。 <Modification example 3>
The model includes an electromotive force calculation unit as a first variable calculation unit instead of the current calculation unit 21, and the magnetomotive force calculation unit has a magnetomotive force (Fd, Fq) or another as the first variable generated in the model. It may be configured to calculate the magnetomotive force converted into the coordinate system. In this configuration, the magnetic flux derivation unit 22, the torque calculation unit 23, and the iron loss calculation unit 24 use the electromotive force calculated by the electromotive force calculation unit to obtain the magnetic flux (Φd, Φq) and the torque (T). , And the iron loss (Wi) are calculated. Further, the loss calculation unit 25 calculates the copper loss (Wc) by using the electromotive force calculated by the electromotive force calculation unit. Further, the magnetic flux correction unit 29 corrects the magnetic flux by using the magnetomotive force calculated by the magnetomotive force calculation unit and the angular velocity (ω) calculated by the angular velocity calculation unit 27.

＜変形例４＞
角速度算出部２７は、電気角速度（ω）を、第２の変数として、モデルの回転子の回転数、周波数、または機械角速度に変換してもよい。このように構成される場合、鉄損補正部２８は、角速度算出部２７により変換された回転数、周波数、または機械角速度を用いて、鉄損（Ｗｉ）を鉄損（Ｗｉ´）に補正する。また、損失算出部２５は、角速度算出部２７により変換された回転数、周波数、または機械角速度を用いて、メカ損（Ｗｍ）を算出する。また、磁束補正部２９は、電流算出部２１により算出される電流（Ｉｄ、Ｉｑ）及び角速度算出部２７により変換された回転数、周波数、または機械各速度を用いて、磁束を補正する。または、磁束補正部２９は、電流算出部２１により変換された電流（三相交流電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）、二相電流（Ｉα，Ｉβ）、極座標で表現される電流（Ｉ，β）、または他の座標系で表現される電流）及び角速度算出部２７により変換された回転数、周波数、または機械各速度を用いて、磁束を補正する。または、磁束補正部２９は、磁束導出部２２´により算出される磁束または起電力算出部により算出される起磁力及び角速度算出部２８により変換された回転数、周波数、または機械各速度を用いて、磁束を補正する。 <Modification example 4>
The angular velocity calculation unit 27 may convert the electric angular velocity (ω) into the rotation speed, frequency, or mechanical angular velocity of the rotor of the model as a second variable. When configured in this way, the iron loss correction unit 28 corrects the iron loss (Wi) to the iron loss (Wi') by using the rotation speed, frequency, or mechanical angular velocity converted by the angular velocity calculation unit 27. .. Further, the loss calculation unit 25 calculates the mechanical loss (Wm) by using the rotation speed, the frequency, or the mechanical angular velocity converted by the angular velocity calculation unit 27. Further, the magnetic flux correction unit 29 corrects the magnetic flux by using the current (Id, Iq) calculated by the current calculation unit 21 and the rotation speed, frequency, or each mechanical speed converted by the angular velocity calculation unit 27. Alternatively, the magnetic flux correction unit 29 may use the current converted by the current calculation unit 21 (three-phase AC current (Iu, Iv, Iw), two-phase current (Iα, Iβ), and current expressed in polar coordinates (I, β)). , Or a current expressed in another coordinate system) and the number of revolutions, frequency, or machine speed converted by the angular velocity calculation unit 27 to correct the magnetic flux. Alternatively, the magnetic flux correction unit 29 uses the magnetic flux calculated by the magnetic flux derivation unit 22', the magnetomotive force calculated by the electromotive force calculation unit, and the rotation speed, frequency, or machine speed converted by the angular velocity calculation unit 28. , Correct the magnetic flux.

＜変形例５＞
ある動作点における第１の変数及び第２の変数と、補正後の磁束（Φｄ´,Φｑ´）との対応関係を示す情報をメモリ３に記憶させておき、磁束補正部２９は、その情報を参照して、第１の変数及び第２の変数に対応する補正後の磁束（Φｄ´,Φｑ´）を取得するように構成してもよい。 <Modification 5>
Information indicating the correspondence between the first variable and the second variable at a certain operation point and the corrected magnetic flux (Φd', Φq') is stored in the memory 3, and the magnetic flux correction unit 29 stores the information. May be configured to obtain the corrected magnetic flux (Φd', Φq') corresponding to the first variable and the second variable with reference to.

これにより、磁束（Φｄ,Φｑ）を補正する際の計算量を低減することができるため、モデルの特性を算出する際の計算量をさらに低減することができる。 As a result, the amount of calculation when correcting the magnetic flux (Φd, Φq) can be reduced, so that the amount of calculation when calculating the characteristics of the model can be further reduced.

１ モデル特性算出装置
２ メモリ
３ プロセッサ
４ 入出力インターフェイス
５ 入出力部
６ 通信インターフェイス
２１ 電流算出部
２２ 磁束導出部
２３ トルク算出部
２４ 鉄損算出部
２５ 損失算出部
２６ トルク補正部
２７ 角速度算出部
２８ 鉄損補正部
２９ 磁束補正部
1 Model characteristic calculation device 2 Memory 3 Processor 4 Input / output interface 5 Input / output unit 6 Communication interface 21 Current calculation unit 22 Magnetic flux derivation unit 23 Torque calculation unit 24 Iron loss calculation unit 25 Loss calculation unit 26 Torque correction unit 27 Angular velocity calculation unit 28 Iron loss correction unit 29 Magnetic flux correction unit

Claims (5)

電動機または発電機のモデルの特性を算出するモデル特性算出装置であって、
前記モデルのコイルに流れる電流に関する第１の変数を算出する第１の変数算出部と、
前記モデルの回転子の角速度に関する第２の変数を算出する第２の変数算出部と、
前記第１の変数を用いて、前記モデルに生じる磁束を算出もしくは参照する磁束導出部と、
前記第１の変数及び前記第２の変数を用いて、前記モデルの特性が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、前記磁束導出部により算出もしくは参照された磁束を補正する磁束補正部と、
を備えるモデル特性算出装置。 A model characteristic calculation device that calculates the characteristics of a model of an electric motor or a generator.
A first variable calculation unit that calculates a first variable related to the current flowing through the coil of the model,
A second variable calculation unit that calculates a second variable related to the angular velocity of the rotor of the model,
A magnetic flux deriving unit that calculates or refers to the magnetic flux generated in the model using the first variable, and
A magnetic flux correction unit that uses the first variable and the second variable to correct the magnetic flux calculated or referenced by the magnetic flux deriving unit so that the characteristics of the model approach the characteristics of an actual electric motor or generator. When,
A model characteristic calculation device including. 請求項１に記載のモデル特性算出装置であって、
前記第１の変数及び前記第２の変数と、補正後の磁束とが対応付けられた情報を記憶するメモリを備え、
前記磁束補正部は、前記情報を参照して、前記第１の変数算出部により算出された第１の変数及び前記第２の変数算出部により算出された第２の変数に対応する補正後の磁束を取得する
ことを特徴とするモデル特性算出装置。 The model characteristic calculation device according to claim 1.
A memory for storing information in which the first variable and the second variable are associated with the corrected magnetic flux is provided.
With reference to the information, the magnetic flux correction unit has been corrected corresponding to the first variable calculated by the first variable calculation unit and the second variable calculated by the second variable calculation unit. A model characteristic calculation device characterized by acquiring magnetic flux. 請求項１に記載のモデル特性算出装置であって、
前記磁束補正部は、前記モデルの特性が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、変数としての前記電流及び前記角速度の次数が設定されている多項式を用いて、前記磁束導出部により算出もしくは参照された磁束を補正する
ことを特徴とするモデル特性算出装置。 The model characteristic calculation device according to claim 1.
The magnetic flux correction unit is calculated by the magnetic flux derivation unit using a polynomial in which the current as variables and the order of the angular velocity are set so that the characteristics of the model approach the characteristics of an actual electric motor or generator. Alternatively, a model characteristic calculation device characterized by correcting the referenced magnetic flux. プロセッサを備えるモデル特性算出装置において、電動機または発電機モデルの特性を算出するモデル特性算出方法であって、
前記プロセッサは、
前記モデルのコイルに流れる電流に関する第１の変数を算出する第１の変数算出ステップと、
前記モデルの回転子の角速度に関する第２の変数を算出する第２の変数算出ステップと、
前記第１の変数を用いて、前記モデルに生じる磁束を算出もしくは参照する磁束導出ステップと、
前記第１の変数及び前記第２の変数を用いて、前記モデルの特性が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、前記磁束導出ステップにより算出もしくは参照された磁束を補正する磁束補正ステップと、
を有するモデル特性算出方法。 A model characteristic calculation method for calculating the characteristics of an electric motor or a generator model in a model characteristic calculation device provided with a processor.
The processor
The first variable calculation step for calculating the first variable regarding the current flowing through the coil of the model, and
A second variable calculation step for calculating a second variable related to the angular velocity of the rotor of the model, and
A magnetic flux derivation step of calculating or referring to the magnetic flux generated in the model using the first variable, and
A magnetic flux correction step that uses the first variable and the second variable to correct the magnetic flux calculated or referenced by the magnetic flux derivation step so that the characteristics of the model approach the characteristics of an actual electric motor or generator. When,
Model characteristic calculation method having. プロセッサを備えるモデル特性算出装置において、電動機または発電機のモデルの特性を算出するためのプログラムであって、
前記プロセッサに、
前記モデルのコイルに流れる電流に関する第１の変数を算出する第１の変数算出ステップと、
前記モデルの回転子の角速度に関する第２の変数を算出する第２の変数算出ステップと、
前記第１の変数を用いて、前記モデルに生じる磁束を算出もしくは参照する磁束導出ステップと、
前記第１の変数及び前記第２の変数を用いて、前記モデルの特性が実際の電動機または発電機の特性に近づくように、前記磁束導出ステップにより算出もしくは参照された磁束を補正する磁束補正ステップと、
を実行させるためのプログラム。
A program for calculating the characteristics of a model of an electric motor or a generator in a model characteristic calculation device including a processor.
To the processor
The first variable calculation step for calculating the first variable regarding the current flowing through the coil of the model, and
A second variable calculation step for calculating a second variable related to the angular velocity of the rotor of the model, and
A magnetic flux derivation step of calculating or referring to the magnetic flux generated in the model using the first variable, and
A magnetic flux correction step that uses the first variable and the second variable to correct the magnetic flux calculated or referenced by the magnetic flux derivation step so that the characteristics of the model approach the characteristics of an actual electric motor or generator. When,
A program to execute.
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