JP2021097436A - Control device of electric motor - Google Patents

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Abstract

To prevent the controllability of driving an electric motor from being lowered due to a high-frequency current included in an AC current flowing through the electric motor.SOLUTION: A control device 1 includes an inverter circuit 2 that drives an electric motor M by turning on and off switching elements SW1 to SW6, and a control circuit 3 that turns on and off the switching elements SW1 to SW6 by drive signals S1 to S6 according to the comparison result of voltage command values Vu*, Vv*, and Vw* and a carrier wave, and the control circuit 3 corrects the voltage command values Vu*, Vv*, and Vw* depending on the polarities of AC currents Iu, Iv, and Iw flowing in an electronic motor M during a dead time when the switching elements connected in series with each other are prohibited from being turned on at the same time, and makes a frequency f of the carrier wave in a certain period T1 before and after the AC current flowing through the electronic motor M becomes zero larger than a frequency f of the carrier wave in a period T2 other than the certain period T1.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an electric motor.

電動機の制御装置として、電動機に流れる交流電流をd軸電流及びq軸電流に変換し、そのd軸電流及びq軸電流がd軸電流指令値及びq軸電流指令値に近づくように電圧指令値を求め、その電圧指令値と搬送波との比較結果に応じた駆動信号によりインバータ回路に備えられる複数のスイッチング素子をそれぞれオン、オフさせることで電動機の駆動を制御するもの、いわゆる、ベクトル制御により電動機の駆動を制御するものがある。 As a control device for a motor, the alternating current flowing through the motor is converted into a d-axis current and a q-axis current, and the voltage command value is such that the d-axis current and the q-axis current approach the d-axis current command value and the q-axis current command value. Is obtained, and the drive of the motor is controlled by turning on and off the plurality of switching elements provided in the inverter circuit by the drive signal according to the comparison result between the voltage command value and the carrier, that is, the motor by so-called vector control. There is something that controls the drive of.

また、電動機の他の制御装置として、互いに直列接続されるスイッチング素子が同時にオンすることが禁止されるデッドタイムにおいて、交流電流の極性により電圧指令値を補正するものがある。 Further, as another control device of the electric motor, there is a device that corrects the voltage command value by the polarity of the alternating current in the dead time when the switching elements connected in series with each other are prohibited from being turned on at the same time.

しかしながら、上記他の制御装置では、交流電流がゼロ付近になる場合、交流電流に含まれる高周波電流により交流電流の極性が頻繁に切り替わるため、デッドタイムにおける電圧指令値の補正精度が低下し、電動機の駆動の制御性が低下するおそれがある。 However, in the above other control devices, when the AC current is close to zero, the polarity of the AC current is frequently switched by the high frequency current included in the AC current, so that the correction accuracy of the voltage command value in the dead time is lowered, and the motor There is a risk that the controllability of the drive will be reduced.

そこで、さらに他の制御装置として、d軸電流指令値を比較的大きくするものがある。このように、d軸電流指令値を比較的大きくすることで、交流電流の振幅値が大きくなり、ゼロ付近の交流電流の傾きが大きくなる。これにより、高周波電流により交流電流の極性が頻繁に切り替わることを抑えることができるため、デッドタイムにおける電圧指令値の補正精度の低下を抑制することができる。関連する技術として、特許文献1がある。 Therefore, as another control device, there is a device that relatively increases the d-axis current command value. By making the d-axis current command value relatively large in this way, the amplitude value of the alternating current becomes large, and the slope of the alternating current near zero becomes large. As a result, it is possible to suppress frequent switching of the polarity of the alternating current due to the high-frequency current, and thus it is possible to suppress a decrease in the correction accuracy of the voltage command value during the dead time. Patent Document 1 is a related technique.

特開2015−126641号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-126641

しかしながら、d軸電流指令値を比較的大きくする制御装置では、交流電流の振幅値だけでなく交流電流に含まれる高周波電流の振幅値も大きくなるため、交流電流の極性が頻繁に切り替わることを抑えることができないおそれがある。 However, in a control device in which the d-axis current command value is relatively large, not only the amplitude value of the alternating current but also the amplitude value of the high-frequency current included in the alternating current is large, so that the polarity of the alternating current is prevented from being frequently switched. It may not be possible.

そこで、本発明の一側面に係る目的は、電動機に流れる交流電流に含まれる高周波電流により、電動機の駆動の制御性が低下することを抑制することが可能な電動機の制御装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a motor control device capable of suppressing a decrease in controllability of driving of a motor due to a high frequency current included in an alternating current flowing through the motor. is there.

本発明に係る一つの形態である電動機の制御装置は、複数のスイッチング素子がオン、オフすることにより電動機を駆動するインバータ回路と、電圧指令値と搬送波との比較結果に応じた駆動信号により複数のスイッチング素子をオン、オフさせる制御回路とを備える。 A plurality of motor control devices according to the present invention are provided by an inverter circuit that drives a motor by turning on and off a plurality of switching elements, and a drive signal according to a comparison result between a voltage command value and a carrier. It is equipped with a control circuit that turns on and off the switching element of.

制御回路は、互いに直列接続されるスイッチング素子が同時にオンすることが禁止されるデッドタイムにおいて電動機に流れる交流電流の極性により電圧指令値を補正するとともに、交流電流がゼロになる前後の一定期間における搬送波の周波数を、一定期間以外の期間における搬送波の周波数より大きくする。 The control circuit corrects the voltage command value by the polarity of the alternating current flowing through the motor during the dead time when switching elements connected in series with each other are prohibited from turning on at the same time, and at the same time, in a certain period before and after the alternating current becomes zero. The frequency of the carrier wave is made larger than the frequency of the carrier wave in a period other than a certain period.

これにより、一定期間内のデッドタイムにおいて、交流電流に含まれる高周波電流の振幅値を小さくさせることができるため、交流電流の極性が頻繁に切り替わることを抑制することができる。そのため、電圧指令値の補正精度を向上させることができ、電動機の駆動の制御性が低下することを抑制することができる。 As a result, the amplitude value of the high-frequency current included in the alternating current can be reduced during the dead time within a certain period of time, so that it is possible to suppress frequent switching of the polarity of the alternating current. Therefore, the correction accuracy of the voltage command value can be improved, and the deterioration of the controllability of the drive of the electric motor can be suppressed.

また、制御回路は、交流電流をd軸電流及びq軸電流に変換し、d軸電流及びq軸電流がd軸電流指令値及びq軸電流指令値に近づくように電圧指令値を求めるとともに、一定期間におけるd軸電流指令値を、一定期間以外の期間におけるd軸電流指令値より大きくする。 Further, the control circuit converts the alternating current into d-axis current and q-axis current, obtains the voltage command value so that the d-axis current and q-axis current approach the d-axis current command value and the q-axis current command value, and at the same time, obtains the voltage command value. The d-axis current command value in a fixed period is made larger than the d-axis current command value in a period other than the fixed period.

これにより、一定期間における交流電流の傾きが比較的大きくなるため、一定期間内のデッドタイムにおいて交流電流の極性が頻繁に切り替わることをさらに抑制することができる。そのため、電圧指令値の補正精度をさらに向上させることができ、電動機の駆動の制御性が低下することをさらに抑制することができる。 As a result, the slope of the alternating current becomes relatively large in a certain period of time, so that it is possible to further suppress the frequent switching of the polarity of the alternating current during the dead time within a certain period of time. Therefore, the correction accuracy of the voltage command value can be further improved, and the deterioration of the controllability of the drive of the motor can be further suppressed.

本発明によれば、電動機に流れる交流電流に含まれる高周波電流により、電動機の駆動の制御性が低下することを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in controllability of driving of an electric motor due to a high frequency current included in an alternating current flowing through the electric motor.

実施形態の電動機の制御装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control device of the electric motor of an embodiment. 実施例1における制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation of the control circuit in Example 1. FIG. 実施例1における交流電流と閾値と搬送波との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an alternating current, a threshold value, and a carrier wave in Example 1. FIG. 実施例2における制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the operation of the control circuit in Example 2. 実施例2における交流電流と閾値と搬送波との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an alternating current, a threshold value, and a carrier wave in Example 2. FIG.

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、実施形態の電動機の制御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 a control device for an electric motor according to an embodiment.

図1に示す制御装置1は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの車両に搭載される電動機Mの駆動を制御するものであって、インバータ回路2と、制御回路3と、電流センサSe1〜Se3とを備える。 The control device 1 shown in FIG. 1 controls the drive of the electric motor M mounted on a vehicle such as an electric forklift or a plug-in hybrid vehicle, and includes an inverter circuit 2, a control circuit 3, and a current sensor Se1. ~ Se3 is provided.

インバータ回路2は、直流電源Pから供給される直流電力により電動機Mを駆動するものであって、コンデンサCと、スイッチング素子SW1〜SW6(例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor))とを備える。すなわち、コンデンサCの一方端が直流電源Pの正極端子及びスイッチング素子SW1、SW3、SW5の各コレクタ端子に接続され、コンデンサCの他方端が直流電源Pの負極端子及びスイッチング素子SW2、SW4、SW6の各エミッタ端子に接続されている。スイッチング素子SW1のエミッタ端子とスイッチング素子SW2のコレクタ端子との接続点は電流センサSe1を介して電動機MのU相の入力端子に接続されている。スイッチング素子SW3のエミッタ端子とスイッチング素子SW4のコレクタ端子との接続点は電流センサSe2を介して電動機MのV相の入力端子に接続されている。スイッチング素子SW5のエミッタ端子とスイッチング素子SW6のコレクタ端子との接続点は電流センサSe3を介して電動機MのW相の入力端子に接続されている。 The inverter circuit 2 drives the motor M by the DC power supplied from the DC power supply P, and includes a capacitor C and switching elements SW1 to SW6 (for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)). That is, one end of the capacitor C is connected to the positive electrode terminal of the DC power supply P and each collector terminal of the switching elements SW1, SW3, SW5, and the other end of the capacitor C is the negative electrode terminal of the DC power supply P and the switching elements SW2, SW4, SW6. It is connected to each emitter terminal of. The connection point between the emitter terminal of the switching element SW1 and the collector terminal of the switching element SW2 is connected to the U-phase input terminal of the motor M via the current sensor Se1. The connection point between the emitter terminal of the switching element SW3 and the collector terminal of the switching element SW4 is connected to the V-phase input terminal of the motor M via the current sensor Se2. The connection point between the emitter terminal of the switching element SW5 and the collector terminal of the switching element SW6 is connected to the W phase input terminal of the motor M via the current sensor Se3.

コンデンサCは、直流電源Pから出力されインバータ回路2へ入力される電圧Vinを平滑する。 Capacitor C smoothes the voltage V in input to the inverter circuit 2 is output from the DC power source P.

スイッチング素子SW1は、制御回路3から出力される駆動信号S1に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW2は、制御回路3から出力される駆動信号S2に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW3は、制御回路3から出力される駆動信号S3に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW4は、制御回路3から出力される駆動信号S4に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW5は、制御回路3から出力される駆動信号S5に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW6は、制御回路3から出力される駆動信号S6に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW1〜SW6がそれぞれオンまたはオフすることで、直流電源Pから出力される直流電力が、互いに位相が120度ずつ異なる3つの交流電力に変換され、それら交流電力が電動機MのU相、V相、及びW相の入力端子に入力され電動機Mの回転子が回転する。 The switching element SW1 is turned on or off based on the drive signal S1 output from the control circuit 3. The switching element SW2 is turned on or off based on the drive signal S2 output from the control circuit 3. The switching element SW3 is turned on or off based on the drive signal S3 output from the control circuit 3. The switching element SW4 is turned on or off based on the drive signal S4 output from the control circuit 3. The switching element SW5 is turned on or off based on the drive signal S5 output from the control circuit 3. The switching element SW6 is turned on or off based on the drive signal S6 output from the control circuit 3. When the switching elements SW1 to SW6 are turned on or off, the DC power output from the DC power supply P is converted into three AC powers whose phases are 120 degrees different from each other, and the AC powers are the U phase of the motor M. The rotor of the motor M is rotated by being input to the input terminals of the V phase and the W phase.

電流センサSe1〜Se3は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成される。電流センサSe1は電動機MのU相に流れる交流電流Iuを検出して制御回路3に出力し、電流センサSe2は電動機MのV相に流れる交流電流Ivを検出して制御回路3に出力し、電流センサSe3は電動機MのW相に流れる交流電流Iwを検出して制御回路3に出力する。なお、交流電流Iu、Iv、Iwを特に区別しない場合、単に、交流電流Iとする。 The current sensors Se1 to Se3 are composed of a Hall element, a shunt resistor, and the like. The current sensor Se1 detects the alternating current Iu flowing in the U phase of the motor M and outputs it to the control circuit 3, and the current sensor Se2 detects the alternating current Iv flowing in the V phase of the motor M and outputs it to the control circuit 3. The current sensor Se3 detects the alternating current Iw flowing in the W phase of the motor M and outputs it to the control circuit 3. When the alternating currents Iu, Iv, and Iw are not particularly distinguished, they are simply referred to as alternating currents I.

制御回路3は、ドライブ回路4と、演算部5とを備える。
ドライブ回路4は、IC(Integrated Circuit)などにより構成され、演算部5から出力される電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*と搬送波(三角波、ノコギリ波、または逆ノコギリ波など)とを比較し、その比較結果に応じた駆動信号S1〜S6をスイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれのゲート端子に出力する。例えば、ドライブ回路4は、電圧指令値Vu*が搬送波以上である場合、ハイレベルの駆動信号S1を出力するとともに、ローレベルの駆動信号S2を出力し、電圧指令値Vu*が搬送波より小さい場合、ローレベルの駆動信号S1を出力するとともに、ハイレベルの駆動信号S2を出力する。また、ドライブ回路4は、電圧指令値Vv*が搬送波以上である場合、ハイレベルの駆動信号S3を出力するとともに、ローレベルの駆動信号S4を出力し、電圧指令値Vv*が搬送波より小さい場合、ローレベルの駆動信号S3を出力するとともに、ハイレベルの駆動信号S4を出力する。また、ドライブ回路4は、電圧指令値Vw*が搬送波以上である場合、ハイレベルの駆動信号S5を出力するとともに、ローレベルの駆動信号S6を出力し、電圧指令値Vw*が搬送波より小さい場合、ローレベルの駆動信号S5を出力するとともに、ハイレベルの駆動信号S6を出力する。
The control circuit 3 includes a drive circuit 4 and a calculation unit 5.
The drive circuit 4 is composed of an IC (Integrated Circuit) or the like, and compares the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * output from the arithmetic unit 5 with a carrier wave (triangle wave, sawtooth wave, reverse sawtooth wave, etc.). Then, the drive signals S1 to S6 according to the comparison result are output to the respective gate terminals of the switching elements SW1 to SW6. For example, when the voltage command value Vu * is equal to or higher than the carrier wave, the drive circuit 4 outputs a high-level drive signal S1 and outputs a low-level drive signal S2, and the voltage command value Vu * is smaller than the carrier wave. , The low-level drive signal S1 is output, and the high-level drive signal S2 is output. Further, the drive circuit 4 outputs a high-level drive signal S3 and a low-level drive signal S4 when the voltage command value Vv * is equal to or higher than the carrier wave, and the voltage command value Vv * is smaller than the carrier wave. , The low-level drive signal S3 is output, and the high-level drive signal S4 is output. Further, the drive circuit 4 outputs a high-level drive signal S5 and a low-level drive signal S6 when the voltage command value Vw * is equal to or higher than the carrier wave, and the voltage command value Vw * is smaller than the carrier wave. , The low-level drive signal S5 is output, and the high-level drive signal S6 is output.

演算部5は、マイクロコンピュータなどにより構成され、座標変換部6と、推定部7と、減算部8と、速度制御部9と、d軸電流指令値出力部10と、減算部11、12と、電流制御部13と、座標変換部14とを備える。例えば、マイクロコンピュータが不図示の記憶部に記憶されているプログラムを実行することにより、座標変換部6、推定部7、減算部8、速度制御部9、d軸電流指令値出力部10、減算部11、12、電流制御部13、及び座標変換部14が実現される。 The calculation unit 5 is composed of a microcomputer or the like, and includes a coordinate conversion unit 6, an estimation unit 7, a subtraction unit 8, a speed control unit 9, a d-axis current command value output unit 10, and subtraction units 11 and 12. , A current control unit 13 and a coordinate conversion unit 14 are provided. For example, by executing a program stored in a storage unit (not shown), the microcomputer executes a coordinate conversion unit 6, an estimation unit 7, a subtraction unit 8, a speed control unit 9, a d-axis current command value output unit 10, and subtraction. Units 11 and 12, current control unit 13, and coordinate conversion unit 14 are realized.

座標変換部6は、推定部7から出力される位置θ^を用いて、電流センサSe1〜Se3により検出される交流電流Iu、Iv、Iwを、d軸電流Id及びq軸電流Iqに変換する。 The coordinate conversion unit 6 converts the alternating currents Iu, Iv, and Iw detected by the current sensors Se1 to Se3 into the d-axis current Id and the q-axis current Iq using the position θ ^ output from the estimation unit 7. ..

例えば、座標変換部6は、下記式1に示す変換行列C1を用いて、電流Iu、Iv、Iwを、d軸電流Id及びq軸電流Iqに変換する。 For example, the coordinate conversion unit 6 converts the currents Iu, Iv, and Iw into the d-axis current Id and the q-axis current Iq by using the transformation matrix C1 shown in the following equation 1.

Figure 2021097436
Figure 2021097436

推定部7は、電流制御部13から出力されるd軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*並びに座標変換部6から出力されるd軸電流Id及びq軸電流Iqを用いて、電動機Mの回転子の回転速度(回転数)ω^及び位置θ^を推定する。 The estimation unit 7 uses the d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * output from the current control unit 13 and the d-axis current Id and q-axis current Iq output from the coordinate conversion unit 6. The rotation speed (rotation speed) ω ^ and the position θ ^ of the rotor of the motor M are estimated.

例えば、推定部7は、下記式2及び式3により、逆起電力ed^及び逆起電力eq^を演算する。なお、Rは電動機Mに含まれる抵抗を示し、Lは電送機Mに含まれるコイルのインダクタンスを示す。 For example, the estimation unit 7 calculates the counter electromotive force ed ^ and the counter electromotive force eq ^ by the following equations 2 and 3. In addition, R shows the resistance included in the electric motor M, and L shows the inductance of the coil included in the electric transmitter M.

ed^=Vd*−R×Id+ω^×L×Id ・・・式2
eq^=Vq*−R×Iq−ω^×L×Iq ・・・式3
ed ^ = Vd * -R × Id + ω ^ × L × Id ・ ・ ・ Equation 2
eq ^ = Vq * -R x Iq-ω ^ x L x Iq ... Equation 3

次に、推定部7は、下記式4により、誤差θe^を演算する。 Next, the estimation unit 7 calculates the error θe ^ by the following equation 4.

θe^=tan−1(ed^/eq^) ・・・式4 θe ^ = tan -1 (ed ^ / eq ^) ・ ・ ・ Equation 4

次に、推定部7は、下記式5において誤差θe^がゼロになるような回転速度ω^を求める。なお、KpはPI(Proportional Integral)制御の比例項の定数を示し、KiはPI制御の積分項の定数を示す。 Next, the estimation unit 7 obtains the rotation speed ω ^ such that the error θe ^ becomes zero in the following equation 5. Kp indicates the constant of the proportional term of PI (Proportional Integral) control, and Ki indicates the constant of the integral term of PI control.

ω^=Kp×θe^+Ki×∫(θe^)dt ・・・式5 ω ^ = Kp × θe ^ + Ki × ∫ (θe ^) dt ・ ・ ・ Equation 5

そして、推定部7は、下記式6により、位置θ^を演算する。なお、sはラプラス演算子を示す。 Then, the estimation unit 7 calculates the position θ ^ by the following equation 6. Note that s indicates a Laplace operator.

θ^=(1/s)×ω^ ・・・式6 θ ^ = (1 / s) × ω ^ ・ ・ ・ Equation 6

減算部8は、外部から入力される回転速度指令値ω*と推定部7から出力される回転速度ω^との差Δωを算出する。 The subtraction unit 8 calculates the difference Δω between the rotation speed command value ω * input from the outside and the rotation speed ω ^ output from the estimation unit 7.

速度制御部9は、減算部8から出力される差Δωを、q軸電流指令値Iq*に変換する。 The speed control unit 9 converts the difference Δω output from the subtraction unit 8 into the q-axis current command value Iq *.

例えば、速度制御部9は、下記式7において差Δωがゼロになるようなq軸電流指令値Iq*を求める。 For example, the speed control unit 9 obtains the q-axis current command value Iq * such that the difference Δω becomes zero in the following equation 7.

Iq*=Kp×Δω+Ki×∫(Δω)dt ・・・式7 IQ * = Kp × Δω + Ki × ∫ (Δω) dt ・ ・ ・ Equation 7

d軸電流指令値出力部10は、所定のd軸電流指令値Id*を出力する。 The d-axis current command value output unit 10 outputs a predetermined d-axis current command value Id *.

減算部11は、d軸電流指令値出力部10から出力されるd軸電流指令値Id*と、座標変換部6から出力されるd軸電流Idとの差ΔIdを算出する。 The subtraction unit 11 calculates the difference ΔId between the d-axis current command value Id * output from the d-axis current command value output unit 10 and the d-axis current Id output from the coordinate conversion unit 6.

減算部12は、速度制御部9から出力されるq軸電流指令値Iq*と、座標変換部6から出力されるq軸電流Iqとの差ΔIqを算出する。 The subtraction unit 12 calculates the difference ΔIq between the q-axis current command value Iq * output from the speed control unit 9 and the q-axis current Iq output from the coordinate conversion unit 6.

電流制御部13は、減算部11から出力される差ΔId及び減算部12から出力される差ΔIqを、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*に変換する。 The current control unit 13 converts the difference ΔId output from the subtraction unit 11 and the difference ΔIq output from the subtraction unit 12 into the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq *.

例えば、電流制御部13は、下記式8を用いてd軸電圧指令値Vd*を算出するとともに、下記式9を用いてq軸電圧指令値Vq*を算出する。なお、Lqは電動機Mに含まれるコイルのq軸インダクタンスを示し、Ldは電動機Mに含まれるコイルのd軸インダクタンスを示し、Keは誘起電圧定数を示す。 For example, the current control unit 13 calculates the d-axis voltage command value Vd * using the following formula 8 and calculates the q-axis voltage command value Vq * using the following formula 9. Lq indicates the q-axis inductance of the coil included in the motor M, Ld indicates the d-axis inductance of the coil included in the motor M, and Ke indicates the induced voltage constant.

Vd*=Kp×ΔId+Ki×∫(ΔId)dt−ωLqIq・・・式8
Vq*=Kp×ΔIq+Ki×∫(ΔIq)dt+ωLdId+ωKe・・・式9
Vd * = Kp × ΔId + Ki × ∫ (ΔId) dt−ωLqIq ・ ・ ・ Equation 8
Vq * = Kp × ΔIq + Ki × ∫ (ΔIq) dt + ωLdId + ωKe ・ ・ ・ Equation 9

座標変換部14は、推定部7から出力される位置θ^を用いて、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を、電圧指令値Vv*、Vv*、Vw*に変換する。 The coordinate conversion unit 14 converts the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * into voltage command values Vv *, Vv *, and Vw * using the position θ ^ output from the estimation unit 7. To do.

例えば、座標変換部14は、下記式10に示す変換行列C2を用いて、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を、電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する。 For example, the coordinate conversion unit 14 converts the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * into the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * using the conversion matrix C2 shown in the following equation 10. To do.

Figure 2021097436
Figure 2021097436

または、座標変換部14は、下記式11の計算結果を、位相角δとする。 Alternatively, the coordinate conversion unit 14 sets the calculation result of the following equation 11 as the phase angle δ.

δ=tan−1(−Vq*/Vd*) ・・・式11 δ = tan -1 (−Vq * / Vd *) ・ ・ ・ Equation 11

次に、座標変換部14は、位相角δと、位置θ^との加算結果を、目標位置θvとする。 Next, the coordinate conversion unit 14 sets the addition result of the phase angle δ and the position θ ^ as the target position θv.

そして、座標変換部14は、不図示の記憶部に予め記憶されている、目標位置θvと、電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*との対応関係を示す情報を参照して、目標位置θvに対応する電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*を求める。 Then, the coordinate conversion unit 14 refers to the information indicating the correspondence between the target position θv and the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * stored in advance in a storage unit (not shown), and refers to the target position. Obtain the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * corresponding to θv.

また、座標変換部14は、目標位置θvがデッドタイム内に存在する場合、回転速度ω^が所望な回転速度になるように、または、q軸電流Iq(電動機Mのトルク)が所望なq軸電流Iqになるように、交流電流Iuの極性により電圧指令値Vu*を補正するとともに、交流電流Ivの極性により電圧指令値Vv*を補正するとともに、交流電流Iwの極性により電圧指令値Vw*を補正する。なお、デッドタイムは、互いに直列接続されるスイッチング素子SW1、SW2が同時にオンすることが禁止される期間、互いに直列接続されるスイッチング素子SW3、SW4が同時にオンすることが禁止される期間、及び互いに直列接続されるスイッチング素子SW5、SW6が同時にオンすることが禁止される期間とする。具体的には、座標変換部14は、デッドタイムにおいて、駆動信号S1、S2をローレベルにし、駆動信号S3、S4をローレベルにし、駆動信号S5、S6をローレベルにする。 Further, when the target position θv exists within the dead time, the coordinate conversion unit 14 sets the rotation speed ω ^ to a desired rotation speed, or the q-axis current Iq (torque of the electric motor M) is desired q. The voltage command value Vu * is corrected by the polarity of the AC current Iu so that the shaft current Iq is obtained, the voltage command value Vv * is corrected by the polarity of the AC current Iv, and the voltage command value Vw is corrected by the polarity of the AC current Iw. * Correct. The dead time is the period during which the switching elements SW1 and SW2 connected in series with each other are prohibited from being turned on at the same time, the period during which the switching elements SW3 and SW4 connected in series with each other are prohibited from being turned on at the same time, and the period with which they are prohibited from being turned on at the same time. This is a period during which switching elements SW5 and SW6 connected in series are prohibited from being turned on at the same time. Specifically, the coordinate conversion unit 14 sets the drive signals S1 and S2 to the low level, the drive signals S3 and S4 to the low level, and the drive signals S5 and S6 to the low level in the dead time.

また、座標変換部14は、搬送波の周波数fをドライブ回路4に出力する。ドライブ回路4は、座標変換部14から出力される電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*と、座標変換部14から出力される周波数fの搬送波との比較結果に応じた駆動信号S1〜S6を出力する。 Further, the coordinate conversion unit 14 outputs the frequency f of the carrier wave to the drive circuit 4. The drive circuit 4 has drive signals S1 to S6 according to the comparison result between the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * output from the coordinate conversion unit 14 and the carrier wave of the frequency f output from the coordinate conversion unit 14. Is output.

<実施例1>
実施例1における制御回路3は、交流電流Iuがゼロになる前後の一定期間Tu1における搬送波の周波数fを、一定期間Tu1以外の期間Tu2における搬送波の周波数fより大きくする。また、実施例1における制御回路3は、交流電流Ivがゼロになる前後の一定期間Tv1における搬送波の周波数fを、一定期間Tv1以外の期間Tv2における搬送波の周波数fより大きくする。また、実施例1における制御回路3は、交流電流Iwがゼロになる前後の一定期間Tw1における搬送波の周波数fを、一定期間Tw1以外の期間Tw2における搬送波の周波数fより大きくする。なお、一定期間Tu1、Tv1、Tw1を特に区別しない場合、単に、一定期間T1とする。また、期間Tu2、Tv2、Tw2を特に区別しない場合、単に、期間T2とする。
<Example 1>
In the control circuit 3 of the first embodiment, the frequency f of the carrier wave in Tu1 for a certain period before and after the AC current Iu becomes zero is made larger than the frequency f of the carrier wave in Tu2 for a period other than Tu1 for a certain period. Further, the control circuit 3 in the first embodiment makes the frequency f of the carrier wave in Tv1 for a certain period before and after the AC current Iv becomes zero larger than the frequency f of the carrier wave in Tv2 for a period other than Tv1 for a certain period. Further, the control circuit 3 in the first embodiment makes the frequency f of the carrier wave in Tw1 for a certain period before and after the AC current Iw becomes zero larger than the frequency f of the carrier wave in Tw2 for a period other than Tw1 for a certain period. When Tu1, Tv1 and Tw1 are not particularly distinguished for a certain period of time, it is simply referred to as T1 for a certain period of time. Further, when the period Tu2, Tv2, and Tw2 are not particularly distinguished, it is simply referred to as the period T2.

図2は、実施例1における制御回路3の動作の一例を示すフローチャートである。
制御回路3は、交流電流Iの絶対値が閾値Ith以下である場合(ステップS11:Yes)、座標変換部14において、搬送波の周波数fを周波数f1に設定する(ステップS12)。なお、閾値Ithは、交流電流Iの極性が頻繁に切り替わる期間が最も長くなるときの交流電流Iに基づいて予め設定されているものとする。交流電流Iの極性が頻繁に切り替わる期間とは、単位時間あたりの交流電流Iの極性の切り替わり回数が所定値以上である状態が継続している期間とする。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the control circuit 3 in the first embodiment.
When the absolute value of the alternating current I is equal to or less than the threshold value Is (step S11: Yes), the control circuit 3 sets the frequency f of the carrier wave to the frequency f1 in the coordinate conversion unit 14 (step S12). It is assumed that the threshold value Is is set in advance based on the alternating current I when the period in which the polarity of the alternating current I is frequently switched is the longest. The period in which the polarity of the alternating current I is frequently switched is defined as a period in which the number of times the polarity of the alternating current I is switched per unit time continues to be equal to or greater than a predetermined value.

一方、制御回路3は、交流電流Iの絶対値が閾値Ithより大きい場合(ステップS11:No)、座標変換部14において、搬送波の周波数fを周波数f2に設定する(ステップS13)。なお、周波数f1>周波数f2とし、例えば、周波数f1:周波数f2=2:1または周波数f1:周波数f2=4:1とする。 On the other hand, when the absolute value of the alternating current I is larger than the threshold value Is (step S11: No), the control circuit 3 sets the frequency f of the carrier wave to the frequency f2 in the coordinate conversion unit 14 (step S13). It should be noted that frequency f1> frequency f2, and for example, frequency f1: frequency f2 = 2: 1 or frequency f1: frequency f2 = 4: 1.

これにより、交流電流Iの絶対値が閾値Ith以下である期間における搬送波の周波数fを、交流電流Iの絶対値が閾値Ithより大きい期間における搬送波の周波数fより大きくすることができる。すなわち、交流電流Iがゼロになる前後の一定期間T1における搬送波の周波数fを、一定期間T1以外の期間T2における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 Thereby, the frequency f of the carrier wave in the period when the absolute value of the AC current I is equal to or less than the threshold value Is can be made larger than the frequency f of the carrier wave in the period when the absolute value of the AC current I is larger than the threshold value Is. That is, the frequency f of the carrier wave in T1 for a certain period before and after the AC current I becomes zero can be made larger than the frequency f of the carrier wave in T2 for a period other than T1 for a certain period.

図3は、実施例1における交流電流Iuと閾値Ithと搬送波との関係を示す図である。なお、図3に示す2次元座標の横軸は目標位置θvを示し、横軸は電流または電圧を示す。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the alternating current Iu, the threshold value Is, and the carrier wave in the first embodiment. The horizontal axis of the two-dimensional coordinates shown in FIG. 3 indicates the target position θv, and the horizontal axis indicates the current or voltage.

制御回路3は、正の交流電流Iuが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Iuが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tu1)における搬送波の周波数fを周波数f1に設定し、正の交流電流Iuが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Iuが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tu2)における搬送波の周波数fを周波数f2に設定する。 The control circuit 3 sets the frequency f of the carrier to the frequency f1 during the period when the positive alternating current Iu is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iu is equal to or less than the negative threshold Is (Tu1 for a certain period). Then, the frequency f of the carrier during the period (period Tu2) in which the positive alternating current Iu is larger than the positive threshold Is or the negative alternating current Iu is larger than the negative threshold Is is set to the frequency f2.

これにより、一定期間Tu1における搬送波の周波数fを、期間Tu2における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 As a result, the frequency f of the carrier wave in the period Tu1 can be made larger than the frequency f of the carrier wave in the period Tu2.

同様に、制御回路3は、正の交流電流Ivが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Ivが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tv1)における搬送波の周波数fを周波数f1に設定し、正の交流電流Ivが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Ivが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tv2)における搬送波の周波数fを周波数f2に設定する。 Similarly, the control circuit 3 sets the frequency f of the carrier during the period (constant period Tv1) in which the positive alternating current Iv is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iv is equal to or less than the negative threshold Is. It is set to f1, and the frequency f of the carrier during the period (period Tv2) in which the positive AC current Iv is larger than the positive threshold Is or the negative AC current Iv is larger than the negative threshold Is is set to the frequency f2.

これにより、一定期間Tv1における搬送波の周波数fを、期間Tv2における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 Thereby, the frequency f of the carrier wave in the period Tv1 can be made larger than the frequency f of the carrier wave in the period Tv2.

また、制御回路3は、正の交流電流Iwが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Iwが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tw1)における搬送波の周波数fを周波数f1に設定し、正の交流電流Iwが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Iwが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tw2)における搬送波の周波数fを周波数f2に設定する。 Further, the control circuit 3 sets the frequency f of the carrier during the period (constant period Tw1) in which the positive alternating current Iw is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iw is equal to or less than the negative threshold Is. Is set to, and the frequency f of the carrier during the period (period Tw2) in which the positive alternating current Iw is larger than the positive threshold value Is or the negative alternating current Iw is larger than the negative threshold value Is is set to the frequency f2.

これにより、一定期間Tw1における搬送波の周波数fを、期間Tw2における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 As a result, the frequency f of the carrier wave in the period Tw1 can be made larger than the frequency f of the carrier wave in the period Tw2.

一般に、搬送波の周波数fが大きくなるほど、交流電流Iに含まれる高周波電流の振幅値が小さくなる。 Generally, the larger the frequency f of the carrier wave, the smaller the amplitude value of the high frequency current included in the alternating current I.

そのため、交流電流Iがゼロになる前後の一定期間T1では、一定期間T1以外の期間T2に比べて、交流電流Iに含まれる高周波電流の振幅値を小さくすることができる。 Therefore, in the fixed period T1 before and after the AC current I becomes zero, the amplitude value of the high frequency current included in the AC current I can be made smaller than that in the period T2 other than the fixed period T1.

このように、実施例1の制御装置1では、交流電流Iがゼロになる前後の一定期間T1における搬送波の周波数fを、一定期間T1以外の期間T2における搬送波の周波数fより大きくする構成であるため、一定期間T1において、交流電流Iに含まれる高周波電流の振幅値を比較的小さくさせることができる。これにより、一定期間T1内のデッドタイムにおいて、交流電流Iに含まれる高周波電流の振幅値を比較的小さくさせることができるため、交流電流Iの極性が頻繁に切り替わることを抑制することができる。そのため、デッドタイムにおける電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*の補正精度を向上させることができ、電動機Mの駆動の制御性の低下を抑制することができる。 As described above, the control device 1 of the first embodiment has a configuration in which the frequency f of the carrier wave in the fixed period T1 before and after the alternating current I becomes zero is made larger than the frequency f of the carrier wave in the period T2 other than the fixed period T1. Therefore, the amplitude value of the high-frequency current included in the alternating current I can be made relatively small in T1 for a certain period of time. As a result, the amplitude value of the high-frequency current included in the alternating current I can be made relatively small during the dead time within T1 for a certain period of time, so that it is possible to suppress frequent switching of the polarity of the alternating current I. Therefore, the correction accuracy of the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * in the dead time can be improved, and the deterioration of the controllability of the drive of the motor M can be suppressed.

また、実施例1の制御装置1は、電動機Mの回転子の1周期のうちの一定期間T1のみにおいて、搬送波の周波数fを比較的大きくする構成であるため、回転子の1周期のうちの全ての期間において、搬送波の周波数fを比較的大きくする場合に比べて、スイッチング素子SW1〜SW6の単位時間あたりのスイッチング回数を抑えることができ、スイッチング素子SW1〜SW6のスイッチング回数増加による損失を低減することができる。 Further, since the control device 1 of the first embodiment has a configuration in which the frequency f of the carrier wave is relatively increased only in T1 for a certain period of one cycle of the rotor of the motor M, it is included in one cycle of the rotor. In all periods, the number of switchings of the switching elements SW1 to SW6 per unit time can be suppressed as compared with the case where the frequency f of the carrier wave is relatively increased, and the loss due to the increase in the number of switchings of the switching elements SW1 to SW6 is reduced. can do.

<実施例2>
実施例2における制御回路3は、交流電流Iuがゼロになる前後の一定期間Tu1´におけるd軸電流指令値Id*を、一定期間Tu1´以外の期間Tu2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくする。また、実施例2における制御回路3は、交流電流Ivがゼロになる前後の一定期間Tv1´におけるd軸電流指令値Id*を、一定期間Tv1´以外の期間Tv2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくする。また、実施例2における制御回路3は、交流電流Iwがゼロになる前後の一定期間Tw1´におけるd軸電流指令値Id*を、一定期間Tw1´以外の期間Tw2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくする。なお、一定期間Tu1´、Tv1´、Tw1´を特に区別しない場合、単に、一定期間T1´とする。また、期間Tu2´、Tv2´、Tw2´を特に区別しない場合、単に、期間T2´とする。
<Example 2>
The control circuit 3 in the second embodiment sets the d-axis current command value Id * in Tu1'for a certain period before and after the AC current Iu becomes zero from the d-axis current command value Id * in Tu2' for a period other than Tu1' for a certain period. Enlarge. Further, the control circuit 3 in the second embodiment sets the d-axis current command value Id * in Tv1'for a certain period before and after the AC current Iv becomes zero, and the d-axis current command value Id in Tv2'for a period other than Tv1' for a certain period. * Make it larger. Further, the control circuit 3 in the second embodiment sets the d-axis current command value Id * in the fixed period Tw1'before and after the AC current Iw becomes zero, and the d-axis current command value Id in the period Tw2'other than the fixed period Tw1'. * Make it larger. When Tu1', Tv1', and Tw1'for a certain period are not particularly distinguished, it is simply referred to as T1'for a certain period. Further, when the period Tu2', Tv2', and Tw2'are not particularly distinguished, it is simply referred to as the period T2'.

また、実施例2における制御回路3は、一定期間Tu1´における搬送波の周波数fを、期間Tu2´における搬送波の周波数fより大きくする。また、実施例2における制御回路3は、一定期間Tv1´における搬送波の周波数fを、期間Tv2´における搬送波の周波数fより大きくする。また、実施例2における制御回路3は、一定期間Tw1´における搬送波の周波数fを、期間Tw2´における搬送波の周波数fより大きくする。 Further, in the control circuit 3 in the second embodiment, the frequency f of the carrier wave in the period Tu1'is made larger than the frequency f of the carrier wave in the period Tu2'. Further, in the control circuit 3 in the second embodiment, the frequency f of the carrier wave in the period Tv1'is made larger than the frequency f of the carrier wave in the period Tv2'. Further, in the control circuit 3 in the second embodiment, the frequency f of the carrier wave in the period Tw1'is made larger than the frequency f of the carrier wave in the period Tw2'.

図4は、実施例2における制御回路3の動作の一例を示すフローチャートである。
制御回路3は、交流電流Iの絶対値が閾値Ith以下である場合(ステップS21:Yes)、d軸電流指令値出力部10において、d軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*1に設定し(ステップS22)、座標変換部14において、搬送波の周波数fを周波数f1に設定する(ステップS23)。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the control circuit 3 in the second embodiment.
When the absolute value of the alternating current I is equal to or less than the threshold value Is (step S21: Yes), the control circuit 3 sets the d-axis current command value Id * to the d-axis current command value Id * in the d-axis current command value output unit 10. It is set to 1 (step S22), and the frequency f of the carrier wave is set to the frequency f1 in the coordinate conversion unit 14 (step S23).

一方、制御回路3は、交流電流Iの絶対値が閾値Ithより大きい場合(ステップS21:No)、d軸電流指令値出力部10において、d軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*2に設定し(ステップS24)、座標変換部14において、搬送波の周波数fを周波数f2に設定する(ステップS25)。なお、d軸電流指令値Id*1>d軸電流指令値Id*2とする。また、周波数f1>周波数f2とし、例えば、周波数f1:周波数f2=2:1または周波数f1:周波数f2=4:1とする。 On the other hand, when the absolute value of the AC current I is larger than the threshold value Is (step S21: No), the control circuit 3 sets the d-axis current command value Id * to the d-axis current command value Id in the d-axis current command value output unit 10. It is set to * 2 (step S24), and the frequency f of the carrier wave is set to the frequency f2 in the coordinate conversion unit 14 (step S25). The d-axis current command value Id * 1> d-axis current command value Id * 2. Further, frequency f1> frequency f2, and for example, frequency f1: frequency f2 = 2: 1 or frequency f1: frequency f2 = 4: 1.

これにより、交流電流Iの絶対値が閾値Ith以下である期間におけるd軸電流指令値Id*を、交流電流Iの絶対値が閾値Ithより大きい期間におけるd軸電流指令値Id*より大きくすることができるとともに、交流電流Iの絶対値が閾値Ith以下である期間における搬送波の周波数fを、交流電流Iの絶対値が閾値Ithより大きい期間における搬送波の周波数fより大きくすることができる。すなわち、交流電流Iがゼロになる前後の一定期間T1´におけるd軸電流指令値Id*を、一定期間T1´以外の期間T2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくすることができるとともに、一定期間T1´における搬送波の周波数fを、一定期間T1´以外の期間T2´における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 As a result, the d-axis current command value Id * during the period when the absolute value of the AC current I is equal to or less than the threshold Is is made larger than the d-axis current command value Id * during the period when the absolute value of the AC current I is larger than the threshold Is. At the same time, the frequency f of the carrier during the period when the absolute value of the AC current I is equal to or less than the threshold Is can be made larger than the frequency f of the carrier during the period when the absolute value of the AC current I is larger than the threshold Is. That is, the d-axis current command value Id * in the fixed period T1'before and after the AC current I becomes zero can be made larger than the d-axis current command value Id * in the period T2'other than the fixed period T1'. The frequency f of the carrier wave in the fixed period T1'can be made larger than the frequency f of the carrier wave in the period T2'other than the fixed period T1'.

図5は、実施例2における交流電流Iuと閾値Ithと搬送波との関係を示す図である。なお、図5に示す2次元座標の横軸は目標位置θvを示し、横軸は電流または電圧を示している。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the alternating current Iu, the threshold value Is, and the carrier wave in the second embodiment. The horizontal axis of the two-dimensional coordinates shown in FIG. 5 indicates the target position θv, and the horizontal axis indicates the current or voltage.

実施例2における制御回路3は、正の交流電流Iuが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Iuが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tu1´)におけるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*1に設定し、正の交流電流Iuが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Iuが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tu2´)におけるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*2に設定する。 The control circuit 3 in the second embodiment is a d-axis current command during a period in which the positive alternating current Iu is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iu is equal to or less than the negative threshold Is (Tu1'for a certain period). In a period (period Tu2') in which the value Id * is set to the d-axis current command value Id * 1 and the positive alternating current Iu is greater than the positive threshold Is or the negative alternating current Iu is greater than the negative threshold Is. The d-axis current command value Id * is set to the d-axis current command value Id * 2.

また、実施例2における制御回路3は、正の交流電流Iuが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Iuが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tu1´)における搬送波の周波数fを周波数f1に設定し、正の交流電流Iuが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Iuが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tu2´)における搬送波の周波数fを周波数f2に設定する。 Further, the control circuit 3 in the second embodiment is a carrier of a carrier during a period (a certain period of time Tu1') in which the positive alternating current Iu is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iu is equal to or less than the negative threshold Is. The frequency f is set to the frequency f1, and the frequency f of the carrier during the period (period Tu2') in which the positive AC current Iu is larger than the positive threshold Is or the negative AC current Iu is larger than the negative threshold Is is set to the frequency f2. Set to.

これにより、一定期間Tu1´におけるd軸電流指令値Id*を、期間Tu2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくすることができるとともに、一定期間Tu1´における搬送波の周波数fを、期間Tu2´における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 As a result, the d-axis current command value Id * in the fixed period Tu1'can be made larger than the d-axis current command value Id * in the period Tu2', and the frequency f of the carrier wave in the fixed period Tu1' can be set to the period Tu2'. It can be made larger than the frequency f of the carrier wave in.

同様に、実施例2における制御回路3は、正の交流電流Ivが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Ivが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tv1´)におけるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*1に設定し、正の交流電流Ivが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Ivが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tv2´)におけるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*2に設定する。 Similarly, the control circuit 3 in the second embodiment d in a period (constant period Tv1') in which the positive alternating current Iv is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iv is equal to or less than the negative threshold Is. The axis current command value Id * is set to the d-axis current command value Id * 1, and the period during which the positive AC current Iv is larger than the positive threshold Is or the negative AC current Iv is larger than the negative threshold Is (period Tv2). The d-axis current command value Id * in ´) is set to the d-axis current command value Id * 2.

また、実施例2における制御回路3は、正の交流電流Ivが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Ivが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tv1´)における搬送波の周波数fを周波数f1に設定し、正の交流電流Ivが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Ivが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tv2´)における搬送波の周波数fを周波数f2に設定する。 Further, the control circuit 3 in the second embodiment is a carrier of a carrier during a period (constant period Tv1') in which the positive alternating current Iv is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iv is equal to or less than the negative threshold Is. The frequency f is set to the frequency f1, and the frequency f of the carrier during the period (period Tv2') in which the positive AC current Iv is larger than the positive threshold Is or the negative AC current Iv is larger than the negative threshold Is is set to the frequency f2. Set to.

これにより、一定期間Tv1´におけるd軸電流指令値Id*を、期間Tv2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくすることができるとともに、一定期間Tv1´における搬送波の周波数fを、期間Tv2´における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 As a result, the d-axis current command value Id * in the fixed period Tv1'can be made larger than the d-axis current command value Id * in the period Tv2', and the frequency f of the carrier wave in the fixed period Tv1' can be set to the period Tv2'. It can be made larger than the frequency f of the carrier wave in.

また、実施例2における制御回路3は、正の交流電流Iwが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Iwが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tw1´)におけるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*1に設定し、正の交流電流Iwが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Iwが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tw2´)におけるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*2に設定する。 Further, the control circuit 3 in the second embodiment has a d-axis during a period (constant period Tw1') in which the positive alternating current Iw is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iw is equal to or less than the negative threshold Is. A period in which the current command value Id * is set to the d-axis current command value Id * 1 and the positive AC current Iw is larger than the positive threshold Is or the negative AC current Iw is larger than the negative threshold Is (period Tw2'. ) Is set to the d-axis current command value Id * 2.

また、実施例2における制御回路3は、正の交流電流Iwが正の閾値Ith以下である、または、負の交流電流Iwが負の閾値Ith以下である期間(一定期間Tw1´)における搬送波の周波数fを周波数f1に設定し、正の交流電流Iwが正の閾値Ithより大きい、または、負の交流電流Iwが負の閾値Ithより大きい期間(期間Tw2´)における搬送波の周波数fを周波数f2に設定する。 Further, the control circuit 3 in the second embodiment is a carrier of a carrier during a period (constant period Tw1') in which the positive alternating current Iw is equal to or less than the positive threshold Is or the negative alternating current Iw is equal to or less than the negative threshold Is. The frequency f is set to the frequency f1, and the frequency f of the carrier during the period (period Tw2') in which the positive alternating current Iw is larger than the positive threshold Is or the negative alternating current Iw is larger than the negative threshold Is is set to the frequency f2. Set to.

これにより、一定期間Tw1´におけるd軸電流指令値Id*を、期間Tw2´におけるd軸電流指令値Id*より大きくすることができるとともに、一定期間Tw1´における搬送波の周波数fを、期間Tw2´における搬送波の周波数fより大きくすることができる。 As a result, the d-axis current command value Id * in the fixed period Tw1'can be made larger than the d-axis current command value Id * in the period Tw2', and the frequency f of the carrier wave in the fixed period Tw1' can be set to the period Tw2'. It can be made larger than the frequency f of the carrier wave in.

一般に、d軸電流指令値Id*が大きくなるほど、交流電流Iの振幅値が大きくなる。
そのため、実施例2は、実施例1に比べて、交流電流Iがゼロになる前後の一定期間における交流電流Iの傾きが大きくなり、交流電流Iの極性が頻繁に切り替わることをさらに抑制することができる。
In general, the larger the d-axis current command value Id *, the larger the amplitude value of the alternating current I.
Therefore, in the second embodiment, as compared with the first embodiment, the inclination of the alternating current I in a certain period before and after the alternating current I becomes zero becomes large, and it is further suppressed that the polarity of the alternating current I is frequently switched. Can be done.

このように、実施例2の制御装置1では、一定期間T1´において、搬送波の周波数fだけでなくd軸電流指令値Id*も比較的大きくするため、交流電流Iの極性が頻繁に切り替わることをさらに抑制することができる。これにより、電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*の補正精度をさらに向上させることができ、電動機Mの駆動の制御性の低下をさらに抑制することができる。 As described above, in the control device 1 of the second embodiment, since not only the frequency f of the carrier wave but also the d-axis current command value Id * is relatively large in T1'for a certain period of time, the polarity of the alternating current I is frequently switched. Can be further suppressed. As a result, the correction accuracy of the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * can be further improved, and the deterioration of the controllability of the drive of the motor M can be further suppressed.

また、実施例2の制御装置1は、電動機Mの回転子の1周期のうちの一定期間T1´のみにおいて、d軸電流指令値Id*及び搬送波の周波数fを比較的大きくする構成であるため、回転子の1周期のうちの全ての期間において、d軸電流指令値Id*及び搬送波の周波数fを比較的大きくする場合に比べて、スイッチング素子SW1〜SW6などに流れる電流やスイッチング素子SW1〜SW6の単位時間あたりのスイッチング回数を抑えることができ、スイッチング素子SW1〜SW6などに流れる電流増加による損失やスイッチング素子SW1〜SW6のスイッチング回数増加による損失を低減することができる。 Further, the control device 1 of the second embodiment has a configuration in which the d-axis current command value Id * and the frequency f of the carrier are relatively large only in a certain period T1'of one cycle of the rotor of the motor M. In all periods of one cycle of the rotor, the current flowing through the switching elements SW1 to SW6 and the switching elements SW1 to SW1 are compared to the case where the d-axis current command value Id * and the frequency f of the carrier are relatively large. The number of switching times per unit time of the SW6 can be suppressed, and the loss due to the increase in the current flowing through the switching elements SW1 to SW6 and the loss due to the increase in the number of switching times of the switching elements SW1 to SW6 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.

上記実施形態の制御装置1は、ベクトル制御により電動機Mの駆動を制御する構成であるが、ベクトル制御以外の制御方法により電動機Mの駆動を制御するように構成してもよい。例えば、ベクトル制御以外の制御方法として、制御装置1は、回転速度指令値(目標回転速度)及び電流指令値(目標トルク)の少なくとも1つに応じて電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*を求め、電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*と搬送波との比較結果に応じた駆動信号S1〜S6によりスイッチング素子SW1〜SW6をそれぞれオン、オフさせる。 The control device 1 of the above embodiment is configured to control the drive of the motor M by vector control, but may be configured to control the drive of the motor M by a control method other than vector control. For example, as a control method other than vector control, the control device 1 has voltage command values Vu *, Vv *, Vw * according to at least one of a rotation speed command value (target rotation speed) and a current command value (target torque). Is obtained, and the switching elements SW1 to SW6 are turned on and off by the drive signals S1 to S6 according to the comparison result between the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * and the carrier.

また、上記実施形態の制御装置1は、推定部6で推定される位置θ^を座標変換部6、14に出力する構成であるが、エンコーダやレゾルバなどの検出器で検出される、電動機Mの回転子の位置θを位置θ^の代わりに座標変換部6、14に出力するように構成してもよい。 Further, the control device 1 of the above embodiment has a configuration in which the position θ ^ estimated by the estimation unit 6 is output to the coordinate conversion units 6 and 14, but the electric motor M is detected by a detector such as an encoder or a resolver. The position θ of the rotor of the above may be output to the coordinate conversion units 6 and 14 instead of the position θ ^.

また、上記実施形態の制御装置1は、電流センサSe1〜Se3を備える構成であるが、電流センサSe1〜Se3のうちの2つの電流センサを備えるように構成してもよい。このように構成する場合、制御装置1は、2つの電流センサにより検出される2つの交流電流を用いて残りの交流電流を求める。 Further, although the control device 1 of the above embodiment is configured to include current sensors Se1 to Se3, it may be configured to include two current sensors of the current sensors Se1 to Se3. In this configuration, the control device 1 obtains the remaining alternating current using the two alternating currents detected by the two current sensors.

1 制御装置
2 インバータ回路
3 制御回路
4 ドライブ回路
5 演算部
6 座標変換部
7 推定部
8 減算部
9 速度制御部
10 d軸電流指令値出力部
11 減算部
12 減算部
13 電流制御部
14 座標変換部
1 Control device 2 Inverter circuit 3 Control circuit 4 Drive circuit 5 Calculation unit 6 Coordinate conversion unit 7 Estimate unit 8 Subtraction unit 9 Speed control unit 10 d-axis current command value output unit 11 Subtraction unit 12 Subtraction unit 13 Current control unit 14 Coordinate conversion Department

Claims (2)

複数のスイッチング素子がオン、オフすることにより電動機を駆動するインバータ回路と、
電圧指令値と搬送波との比較結果に応じた駆動信号により前記複数のスイッチング素子をオン、オフさせる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、互いに直列接続される前記スイッチング素子が同時にオンすることが禁止されるデッドタイムにおいて前記電動機に流れる交流電流の極性により前記電圧指令値を補正するとともに、前記交流電流がゼロになる前後の一定期間における前記搬送波の周波数を、前記一定期間以外の期間における前記搬送波の周波数より大きくする
ことを特徴とする電動機の制御装置。
An inverter circuit that drives an electric motor by turning multiple switching elements on and off,
A control circuit that turns on and off the plurality of switching elements by a drive signal according to the comparison result between the voltage command value and the carrier wave, and
With
The control circuit corrects the voltage command value by the polarity of the alternating current flowing through the motor during the dead time when the switching elements connected in series with each other are prohibited from being turned on at the same time, and the alternating current becomes zero. A control device for an electric motor, wherein the frequency of the carrier wave in a certain period before and after is made larger than the frequency of the carrier wave in a period other than the fixed period.
請求項1に記載の電動機の制御装置であって、
前記制御回路は、前記交流電流をd軸電流及びq軸電流に変換し、前記d軸電流及びq軸電流がd軸電流指令値及びq軸電流指令値に近づくように前記電圧指令値を求めるとともに、前記一定期間における前記d軸電流指令値を、前記一定期間以外の期間における前記d軸電流指令値より大きくする
ことを特徴とする電動機の制御装置。
The motor control device according to claim 1.
The control circuit converts the alternating current into a d-axis current and a q-axis current, and obtains the voltage command value so that the d-axis current and the q-axis current approach the d-axis current command value and the q-axis current command value. At the same time, the control device for the electric motor is characterized in that the d-axis current command value in the fixed period is made larger than the d-axis current command value in a period other than the fixed period.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015126641A (en) * 2013-12-27 2015-07-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Controller of motor
JP2018042339A (en) * 2016-09-06 2018-03-15 日産自動車株式会社 Power conversion controller

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015126641A (en) * 2013-12-27 2015-07-06 日立オートモティブシステムズ株式会社 Controller of motor
JP2018042339A (en) * 2016-09-06 2018-03-15 日産自動車株式会社 Power conversion controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023209791A1 (en) * 2022-04-26 2023-11-02 三菱電機株式会社 Rotating machine control device

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