JP2022030283A - Controller for controlling multi-winding motor - Google Patents
Controller for controlling multi-winding motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022030283A JP2022030283A JP2020134167A JP2020134167A JP2022030283A JP 2022030283 A JP2022030283 A JP 2022030283A JP 2020134167 A JP2020134167 A JP 2020134167A JP 2020134167 A JP2020134167 A JP 2020134167A JP 2022030283 A JP2022030283 A JP 2022030283A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- timing
- carrier
- unit
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 131
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 122
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 75
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 27
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 6
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、多巻線モータを並列制御する制御装置に関し、特に、キャリア位相をシフトしてインバータのPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御を行う制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls a multi-winding motor in parallel, and more particularly to a control device that shifts a carrier phase to perform PWM (Pulse Width Modulation) control of an inverter.
従来、多巻線モータ等の1台のモータを、複数のインバータを用いて駆動するモータ制御システムが知られている。複数のインバータのそれぞれは、多巻線モータを構成する巻線に対応して設置される。 Conventionally, a motor control system for driving one motor such as a multi-winding motor by using a plurality of inverters is known. Each of the plurality of inverters is installed corresponding to the windings constituting the multi-winding motor.
このようなモータ制御システムの複数のインバータについては、制御周期に同期して運転することが求められる。このため、全てのインバータの制御周期が同期した場合には、PWM制御を実現するために用いるPWMキャリアも同期することとなる。 A plurality of inverters of such a motor control system are required to be operated in synchronization with the control cycle. Therefore, when the control cycles of all the inverters are synchronized, the PWM carrier used to realize the PWM control is also synchronized.
複数のインバータに使用するそれぞれのPWMキャリアが同期し、同時にIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラートランジスタ)のゲートをスイッチングした場合には、コモンモードノイズ、漏れ電流が重畳されてしまうという問題があった。 When the PWM carriers used for multiple inverters are synchronized and the gates of the IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) are switched at the same time, common mode noise and leakage current are superimposed. There was a problem.
このような問題を解決するために、複数のインバータに対して、PWMキャリアの位相を360deg/N(Nはインバータの数(巻線の数))シフトして制御する手法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 In order to solve such a problem, a method has been proposed in which the phase of the PWM carrier is shifted and controlled by 360 deg / N (N is the number of inverters (the number of windings)) for a plurality of inverters (N is the number of inverters (the number of windings)). For example, see Patent Document 1).
また、多巻線モータ側からインバータ等の電源側へ流れ込む大地電流を効果的に抑制するために、速度指令に応じてPWMキャリアの位相シフト量を変更する手法も提案されている(例えば、特許文献2を参照)。 Further, in order to effectively suppress the telluric current flowing from the multi-winding motor side to the power supply side such as an inverter, a method of changing the phase shift amount of the PWM carrier according to the speed command has also been proposed (for example, a patent). See Document 2).
このように、PWMキャリアの位相をシフトすることにより、コモンモードノイズを分散することができ、漏れ電流を減少させることができる。 By shifting the phase of the PWM carrier in this way, the common mode noise can be dispersed and the leakage current can be reduced.
ところで、モータ制御システムに用いる制御装置は、多巻線モータを構成するそれぞれの巻線に対応した制御部を備え、それぞれの制御部により生成されるゲート信号を、巻線に対応するインバータへ出力することで、多巻線モータの制御を実現する。 By the way, the control device used in the motor control system includes a control unit corresponding to each winding constituting the multi-winding motor, and outputs a gate signal generated by each control unit to an inverter corresponding to the winding. By doing so, control of the multi-winding motor is realized.
図13は、従来のモータ制御システムにおいて、制御タイミングA、適用タイミングB等を説明する図である。制御タイミングAは、制御部が制御演算を行うタイミングを示す。また、適用タイミングBは、外部のセンサ等から入力するデータをラッチ等するタイミング(入力データを更新するタイミング)を示し、また、外部へデータを出力するタイミング(出力データを更新するタイミング)を示す。図13では、3台のインバータを用いた場合のキャリア周波数f=5kHz(キャリア周期T=200μs)及び制御周期CT=100μsの例を示しており、3台のインバータを制御するそれぞれの制御部(3つの制御部)のうち、2つの制御部における信号が示されている。 FIG. 13 is a diagram illustrating control timing A, application timing B, and the like in a conventional motor control system. The control timing A indicates a timing at which the control unit performs a control operation. Further, the application timing B indicates a timing for latching data input from an external sensor or the like (timing for updating the input data), and indicates a timing for outputting the data to the outside (timing for updating the output data). .. FIG. 13 shows an example of a carrier frequency f = 5 kHz (carrier cycle T = 200 μs) and a control cycle CT = 100 μs when three inverters are used, and each control unit that controls the three inverters ( Of the three control units), the signals in two control units are shown.
図13の上部には、基準となるマスターの制御部におけるキャリアc1等のタイミングが示されており、下部には、キャリアの位相シフト量を示す位相シフト設定値SS=120degのときのスレーブの制御部におけるキャリアc2等のタイミングが示されている。 The upper part of FIG. 13 shows the timing of the carrier c1 and the like in the control unit of the reference master, and the lower part shows the slave control when the phase shift set value SS = 120deg indicating the phase shift amount of the carrier. The timing of the carrier c2 and the like in the section is shown.
一般に、モータ制御システムに用いる制御装置においては、複数のインバータ(複数の巻線)に共通した制御タイミングAにて、制御演算が行われる。この制御タイミングAは、マスターの制御部が使用するキャリアc1の三角波において、極性が変化するタイミングが用いられる。図13の例では、制御タイミングAは、制御演算のための電流FB(フィードバック)取得タイミング、電圧指令演算タイミング及びエンコーダデータ取得タイミングである。 Generally, in a control device used in a motor control system, a control calculation is performed at a control timing A common to a plurality of inverters (a plurality of windings). As the control timing A, the timing at which the polarity changes in the triangular wave of the carrier c1 used by the control unit of the master is used. In the example of FIG. 13, the control timing A is the current FB (feedback) acquisition timing, the voltage command calculation timing, and the encoder data acquisition timing for the control calculation.
スレーブの制御部においては、制御タイミングAは、当該制御部が使用するキャリアc2ではなく、マスターの制御部が使用するキャリアc1の三角波において極性が変化するタイミングが用いられる。制御タイミングAにおいて、電圧指令演算値aが更新される。 In the slave control unit, the control timing A is not the carrier c2 used by the control unit, but the timing at which the polarity changes in the triangular wave of the carrier c1 used by the master control unit. At the control timing A, the voltage command calculation value a is updated.
このように、制御タイミングAは、マスターの制御部が使用するキャリアc1により定められ、全ての制御部において共通のタイミングとなる。 In this way, the control timing A is determined by the carrier c1 used by the control unit of the master, and is a common timing in all the control units.
また、制御装置においては、複数のインバータに共通した制御タイミングAとは異なる適用タイミングBにて、入出力信号の適用、すなわち電流FBのラッチ及び電圧指令の適用が行われる。この適用タイミングBは、マスターの制御部においてキャリアc1の三角波の山及び谷のタイミングが用いられる。また、適用タイミングBは、スレーブの制御部においてキャリアc2の三角波の山及び谷のタイミングが用いられる。 Further, in the control device, the input / output signals are applied, that is, the current FB latch and the voltage command are applied at the application timing B different from the control timing A common to the plurality of inverters. As the application timing B, the timing of the peak and valley of the triangular wave of the carrier c1 is used in the control unit of the master. Further, as the application timing B, the timing of the peak and valley of the triangular wave of the carrier c2 is used in the control unit of the slave.
図13の例では、適用タイミングBは、電流FBラッチタイミング及び電圧指令適用タイミングである。適用タイミングBにおいて、電流FBbがラッチされて電流FBラッチb1として更新され、電圧指令適用値b2も更新される。電流FBラッチb1は、入力データとして制御タイミングAにて制御演算に用いられ、電圧指令適用値b2は、制御タイミングAにて制御演算により得られたデータ(出力データ)として出力される。 In the example of FIG. 13, the application timing B is the current FB latch timing and the voltage command application timing. At the application timing B, the current FBb is latched and updated as the current FB latch b1, and the voltage command application value b2 is also updated. The current FB latch b1 is used as input data in the control calculation at the control timing A, and the voltage command application value b2 is output as data (output data) obtained by the control calculation at the control timing A.
このように、適用タイミングBは、各制御部が使用するキャリアc1,c2により、それぞれ独立して定められる。 As described above, the application timing B is independently determined by the carriers c1 and c2 used by each control unit.
適用タイミングBを、キャリアc1,c2の三角波の山及び谷のタイミングとしたのは、インバータのゲートがスイッチングするタイミングを回避し、電流FBラッチb1等のデータの安定化を図るためである。 The application timing B is set to the timing of the peaks and valleys of the triangular waves of the carriers c1 and c2 in order to avoid the timing at which the gate of the inverter switches and to stabilize the data such as the current FB latch b1.
このように、各制御部において使用するキャリアc1,c2において、制御タイミングA及び適用タイミングBが周期的に繰り返される。 In this way, the control timing A and the application timing B are periodically repeated in the carriers c1 and c2 used in each control unit.
図13に示したとおり、制御装置は、適用タイミングBにて、電流FBbをラッチして電流FBラッチb1を更新し(入力し)、その後の制御タイミングAにて、更新した電流FBラッチb1を用いて制御演算を行う。また、制御装置は、制御タイミングAにて、制御演算を行うことで電圧指令演算値aを求め、その後の適用タイミングBにて、電圧指令演算値aを電圧指令適用値b2として更新する(出力する)。 As shown in FIG. 13, the control device latches the current FBb at the application timing B to update (input) the current FB latch b1, and then at the control timing A, the updated current FB latch b1 is updated. Use to perform control operations. Further, the control device obtains the voltage command calculation value a by performing the control calculation at the control timing A, and updates the voltage command calculation value a as the voltage command application value b2 at the subsequent application timing B (output). do).
ここで、制御装置に、特許文献1の手法(PWMキャリアの位相を360deg/Nシフトして制御する手法)を適用した場合、または特許文献2の手法(速度指令に応じてPWMキャリアの位相シフト量を変更する手法)を適用した場合を想定する。 Here, when the method of Patent Document 1 (method of shifting the phase of the PWM carrier by 360 deg / N to control) is applied to the control device, or the method of Patent Document 2 (phase shift of the PWM carrier according to the speed command). It is assumed that the method of changing the amount) is applied.
この場合、キャリアの位相シフト量を定める位相シフト設定値SSによっては、スレーブの制御部において、制御タイミングA(を基準とした所定のタイミング)と適用タイミングBとが一致することがあり得る。 In this case, depending on the phase shift set value SS that determines the phase shift amount of the carrier, the control timing A (predetermined timing based on the reference) and the application timing B may match in the slave control unit.
制御タイミングA及び適用タイミングBが一致する場合、制御装置は、制御タイミングAの制御演算において、同じタイミングの適用タイミングBにて更新された電流FBラッチb1を使用したり、1スキャン前の適用タイミングBにて更新された電流FBラッチb1を使用したりする。 When the control timing A and the application timing B match, the control device uses the current FB latch b1 updated at the application timing B of the same timing in the control operation of the control timing A, or the application timing one scan before. The current FB latch b1 updated in B may be used.
また、制御装置は、適用タイミングBにおいて、同じタイミングの制御タイミングAにて制御演算された電圧指令演算値aを電圧指令適用値b2として更新したり、1スキャン前の制御タイミングAにて制御演算された電圧指令演算値aを電圧指令適用値b2として更新したりする。 Further, at the application timing B, the control device updates the voltage command calculation value a controlled and calculated at the control timing A at the same timing as the voltage command application value b2, or controls at the control timing A one scan before. The calculated voltage command calculation value a is updated as the voltage command application value b2.
このように、タイミングによっては同じスキャンのデータを用いて処理したり、1スキャン前のデータを用いて処理したりする等、制御が不安定となり、誤動作が生じる可能性がある。 As described above, depending on the timing, the control may become unstable and a malfunction may occur, such as processing using the same scan data or processing using the data one scan before.
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多巻線モータを複数のインバータを用いて制御する際に、PWMキャリアの位相をシフトしたときに生じる誤動作を防止する制御装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to prevent a malfunction that occurs when the phase of a PWM carrier is shifted when controlling a multi-winding motor using a plurality of inverters. The purpose is to provide a control device for prevention.
前記課題を解決するために、請求項1の制御装置は、複数の制御部、及び前記複数の制御部に対応する複数のパワー部を備え、前記複数の制御部のうちの所定の1つの制御部をマスターとし、前記マスターが使用するキャリアを基準位相キャリアとし、前記基準位相キャリアの極性が変化するタイミングを前記複数の制御部にて共通の制御タイミングAとし、前記複数の制御部のそれぞれが使用する前記キャリアの山及び谷のタイミングを適用タイミングBとし、前記制御タイミングA及び前記適用タイミングBが前記キャリアにて繰り返されるものとし、前記複数の制御部のそれぞれが、前記適用タイミングBにて、多巻線モータに流れる電流の値を電流フィードバックとしてラッチし、前記適用タイミングBの後の前記制御タイミングAにて、所定のd軸電流指令id*及び所定のq軸電流指令iq*とラッチした前記電流フィードバックから得られるd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqとの間のそれぞれの偏差がゼロとなるように電流制御を行うことでd軸電圧指令vd*及びq軸電圧指令vq*を生成し、前記d軸電圧指令vd*及び前記q軸電圧指令vq*から得られる3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw、及び当該制御部が使用する前記キャリアに基づいて、PWMのゲート信号Gを生成し、前記制御タイミングAの後の前記適用タイミングBにて、前記ゲート信号Gを出力し、前記複数のパワー部のそれぞれが、当該パワー部に対応する前記制御部により出力された前記ゲート信号Gに基づいて、当該パワー部に対応するインバータを駆動し、前記多巻線モータを並列制御する制御装置において、前記複数の制御部のそれぞれが、前記制御タイミングAの前後に設けられた所定のデッドバンドと前記適用タイミングBとが一致しないように、前記基準位相キャリアに対する位相シフト量を示す位相シフト設定値SSを設定するキャリア位相シフト処理部と、前記基準位相キャリアに対し、前記キャリア位相シフト処理部により設定された前記位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアを発生し、前記3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及び前記位相シフトしたキャリアに基づいて、前記ゲート信号Gを生成するPWM部と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the control device according to
また、請求項2の制御装置は、請求項1に記載の制御装置において、前記キャリア位相シフト処理部が、予め設定されたキャリア周波数をf、前記多巻線モータのモータ巻線数をN、当該制御部により制御が行われる前記多巻線モータの巻線位置をnとして、式:(360/N)×nにより、基本シフト値SFを算出する基本シフト算出部と、前記基本シフト算出部により算出された前記基本シフト値SFが前記デッドバンドの領域内にあると判定した場合、前記デッドバンドの領域における両端のうちのいずれかの端を選択し、選択した前記端の側の角度であって前記デッドバンドの領域外となる前記角度を、前記位相シフト設定値SSとして設定し、前記基本シフト値SFが前記デッドバンドの領域内にないと判定した場合、前記基本シフト値SFを前記位相シフト設定値SSとして設定するシフト設定処理部と、を備えたことを特徴とする。
Further, in the control device according to
また、請求項3の制御装置は、請求項1または2に記載の制御装置において、前記複数の制御部のそれぞれが、さらに、前記適用タイミングBから前記制御タイミングAまでの間の時間に対応する電流用補正角φ1を求める電流用補正角処理部と、前記多巻線モータの磁極位置の角度から、前記電流用補正角処理部により求めた前記電流用補正角φ1を減算し、電気角θ1を求める減算器と、前記減算器により求めた電気角θ1に基づいて、ラッチした前記電流フィードバックを、前記d軸電流フィードバックid及び前記q軸電流フィードバックiqに座標変換する第1の座標変換部と、を備えたことを特徴とする。
Further, in the control device according to
また、請求項4の制御装置は、請求項1から3までのいずれか一項に記載の制御装置において、前記複数の制御部のそれぞれが、さらに、前記制御タイミングAから前記適用タイミングBまでの間の時間に対応する電圧用補正角φ2を求める電圧用補正角処理部と、前記多巻線モータの磁極位置の角度に、前記電圧用補正角処理部により求めた前記電圧用補正角φ2を加算し、電気角θ2を求める加算器と、前記加算器により求めた前記電気角θ2に基づいて、前記d軸電圧指令vd*及び前記q軸電圧指令vq*を前記3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwに座標変換する第2の座標変換部と、を備えたことを特徴とする。
Further, the control device according to
以上のように、本発明によれば、多巻線モータを複数のインバータを用いて制御する際に、PWMキャリアの位相をシフトしたときに生じる誤動作を防止することができる。 As described above, according to the present invention, when controlling a multi-winding motor using a plurality of inverters, it is possible to prevent a malfunction that occurs when the phase of the PWM carrier is shifted.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔モータ制御システム〕
図1は、本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。このモータ制御システムは、制御装置1、多巻線モータ2及びエンコーダ3を備えて構成される。図1において、商用電源、コンバータ及びインバータ等の電源系統の記載は省略してある。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[Motor control system]
FIG. 1 is an overall view showing a configuration example of a motor control system including a control device according to an embodiment of the present invention. This motor control system includes a
制御装置1は、制御部10-1,10-2,・・・,10-9、及び対応するパワー部11-1,11-2,・・・,11-9を備えている。制御部10-1は、マスターの制御部であり、制御部10-2,・・・,10-9は、スレーブの制御部である。
The
以下、制御部10-1,10-2,・・・,10-9を総称して制御部10といい、パワー部11-1,11-2,・・・,11-9を総称してパワー部11といい、スレーブの制御部10-2,・・・,10-9を総称してスレーブの制御部10という。 Hereinafter, the control units 10-1, 10-2, ..., 10-9 are collectively referred to as the control unit 10, and the power units 11-1, 11-2, ..., 11-9 are collectively referred to. The power unit 11 is referred to, and the slave control units 10-2, ..., 10-9 are collectively referred to as the slave control unit 10.
また、パワー部11-1,11-2,・・・,11-9のそれぞれが対応する図示しない電流センサから入力し、制御部10-1,10-2,・・・,10-9のそれぞれが対応するパワー部11-1,11-2,・・・,11-9から入力するU相出力電流iu1,iu2,・・・,iu9及びW相出力電流iw1,iw2,・・・,iw9を総称して、U相出力電流iu及びW相出力電流iw(まとめて、出力電流iu,iw)という。出力電流iu,iwは、多巻線モータ2に流れる電流のフィードバックの値を示す。
Further, the power units 11-1, 11-2, ..., 11-9 are input from the corresponding current sensors (not shown), and the control units 10-1, 10-2, ..., 10-9 are input. U-phase output currents iu1, iu2, ..., iu9 and W-phase output currents iw1, iw2, ..., Input from the corresponding power units 11-1, 11-2, ..., 11-9, respectively. iw9 is generically referred to as U-phase output current iu and W-phase output current iw (collectively, output current iu, iw). The output currents iu and iw indicate the feedback values of the current flowing through the
また、制御部10-1,10-2,・・・,10-9のそれぞれが対応するパワー部11-1,11-2,・・・,11-9に出力するゲート信号G1,G2,・・・,G9を総称してゲート信号Gという。 Further, the gate signals G1, G2, which are output to the power units 11-1, 11-2, ..., 11-9 corresponding to each of the control units 10-1, 10-2, ..., 10-9, respectively. ..., G9 is collectively called the gate signal G.
また、パワー部11-1,11-2,・・・,11-9のそれぞれが多巻線モータ2へ出力する3相交流電圧e1*,e2*,・・・,e9*を総称して3相交流電圧e*という。尚、図1は、本発明に直接関連する構成を示しており、直接関連しない構成は省略してある。
Further, the three-phase AC voltages e1 *, e2 *, ..., E9 *, which are output to the
制御部10は、当該制御部10に対応する多巻線モータ2(ここでは、9巻線モータ)の巻線を、d軸及びq軸にてベクトル制御する。制御部10は、d軸電流指令id*及びq軸電流指令iq*を電流制御することで、d軸電圧指令vd*及びq軸電圧指令vq*を生成し、これらを座標変換して3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwを生成する。 The control unit 10 vector-controls the windings of the multi-winding motor 2 (here, the 9-winding motor) corresponding to the control unit 10 on the d-axis and the q-axis. The control unit 10 generates a d-axis voltage command vd * and a q-axis voltage command vq * by controlling the current of the d-axis current command id * and the q-axis current command iq *, and converts these into coordinates to perform three-phase. Generates AC voltage commands Vu, Vv, Vw.
制御部10は、所定の条件に従って、キャリアcの位相シフト量を示す位相シフト設定値SSを求める。 The control unit 10 obtains a phase shift set value SS indicating the phase shift amount of the carrier c according to a predetermined condition.
制御部10は、位相シフト設定値SSに基づいてキャリアcの位相をシフトし、位相シフト後のキャリアc及び3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwに基づいてゲート信号Gを生成し、ゲート信号Gを、対応するパワー部11に出力する。 The control unit 10 shifts the phase of the carrier c based on the phase shift set value SS, generates a gate signal G based on the carrier c after the phase shift and the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, and Vw, and generates a gate signal G. G is output to the corresponding power unit 11.
マスターの制御部10-1は、エンコーダ3から後述するエンコーダデータを入力し、エンコーダデータに基づいて磁極位置及びトルク指令を生成する。そして、制御部10-1は、同期信号、磁極位置、トルク指令等を制御部10-2に出力する。
The master control unit 10-1 inputs encoder data to be described later from the
制御部10-2は、制御部10-1から同期信号、磁極位置及びトルク指令等を入力し、これらのデータを制御部10-3に出力する。このように、スレーブの制御部10は、左隣のスレーブの制御部10からこれらのデータを入力し、右隣のスレーブの制御部10に出力する。同期信号は、後述する電流制御部23の動作開始タイミング、全ての制御部10において共通の制御タイミングA、全ての制御部10において独立の適用タイミングB等を決定するために用いられる。
The control unit 10-2 inputs a synchronization signal, a magnetic pole position, a torque command, and the like from the control unit 10-1, and outputs these data to the control unit 10-3. In this way, the slave control unit 10 inputs these data from the slave control unit 10 on the left side and outputs them to the control unit 10 on the right side. The synchronization signal is used to determine the operation start timing of the
本発明の実施形態では、スレーブの制御部10は、位相シフト設定値SSを設定する際に、位相シフト設定値SSに基づいた位相シフト後のキャリアcにおいて、図13に示した制御タイミングA及び適用タイミングBが一致しないようにする。具体的には、スレーブの制御部10は、制御タイミングAの前後の所定のタイミングと適用タイミングBとが重ならないように、位相シフト設定値SSを設定する。 In the embodiment of the present invention, when the slave control unit 10 sets the phase shift set value SS, the control timing A and the control timing A shown in FIG. 13 and the carrier c after the phase shift based on the phase shift set value SS are used. Make sure that the application timing B does not match. Specifically, the slave control unit 10 sets the phase shift set value SS so that the predetermined timing before and after the control timing A and the application timing B do not overlap.
また、本発明の実施形態では、制御部10は、位相シフト設定値SSに基づいた位相シフト後のキャリアcを用いてゲート信号Gを生成する際に、出力電流iu,iwを入力してラッチする適用タイミングBから、実際に出力電流iu,iwからd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqを求めて電流制御の演算を行う制御タイミングAまでの間の時間を考慮するために、当該時間だけ磁極位置を遅らせることで電流制御を行う。 Further, in the embodiment of the present invention, the control unit 10 inputs the output currents iu and iw to latch when generating the gate signal G using the carrier c after the phase shift based on the phase shift set value SS. In order to consider the time from the application timing B to the control timing A in which the current control calculation is actually performed by obtaining the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq from the output currents iu and iw. Current control is performed by delaying the magnetic pole position.
また、本発明の実施形態では、制御部10は、位相シフト設定値SSに基づいた位相シフト後のキャリアcを用いてゲート信号Gを生成する際に、d軸電圧指令vd*及びq軸電圧指令vq*から3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwを演算する制御タイミングAから、実際に出力が行われる適用タイミングBまでの間の時間を考慮するために、当該時間だけ磁極位置を進ませることで3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwの演算を行う。 Further, in the embodiment of the present invention, when the control unit 10 generates the gate signal G by using the carrier c after the phase shift based on the phase shift set value SS, the d-axis voltage command vd * and the q-axis voltage In order to consider the time from the control timing A that calculates the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw from the command vq * to the application timing B at which the output is actually performed, the magnetic pole position is advanced by that time. As a result, the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, and Vw are calculated.
パワー部11は、対応する制御部10からゲート信号を入力し、ゲート信号に基づいて、インバータの直流バス電圧をスイッチングして3相交流電圧e*を生成し、3相交流電圧e*を多巻線モータ2へ供給する。
The power unit 11 inputs a gate signal from the corresponding control unit 10 and switches the DC bus voltage of the inverter based on the gate signal to generate a three-phase AC voltage e *, and a large number of three-phase AC voltages e *. It is supplied to the winding
エンコーダ3は、多巻線モータ2の回転に応じたパルス信号をエンコーダデータとして発生する。このエンコーダデータのカウント値からエンコーダ3の回転速度である速度フィードバックが得られる。
The
〔制御部10-1〕
次に、図1に示したマスターの制御部10-1について説明する。図2は、マスターの制御部10-1の構成例を示すブロック図である。この制御部10-1は、磁極位置演算部20、速度制御部21、マスターの同期通信部22-1及び電流制御部23を備えている。マスターの同期通信部22-1、後述する図3に示すスレーブの同期通信部22-2等を総称して同期通信部22という。
[Control unit 10-1]
Next, the master control unit 10-1 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the master control unit 10-1. The control unit 10-1 includes a magnetic pole
磁極位置演算部20は、エンコーダ3からエンコーダデータを入力し、エンコーダデータに基づいて、多巻線モータ2の磁極位置を求める。そして、磁極位置演算部20は、磁極位置を同期通信部22-1に出力する。
The magnetic pole
速度制御部21は、エンコーダ3からエンコーダデータを入力し、予め設定された速度指令とエンコーダデータから得られる速度(多巻線モータ2の回転速度)との間の差が0となるように、トルク指令を求め、トルク指令を同期通信部22-1に出力する。
The
マスターの同期通信部22-1は、磁極位置演算部20から磁極位置を入力すると共に、速度制御部21からトルク指令を入力する。そして、同期通信部22-1は、所定の同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを、後述する図3に示すスレーブの同期通信部22-2に出力する。また、同期通信部22-1は、磁極位置及びトルク指令を電流制御部23に出力する。
The synchronous communication unit 22-1 of the master inputs the magnetic pole position from the magnetic pole
電流制御部23は、同期通信部22-1から磁極位置及びトルク指令を入力すると共に、対応するパワー部11-1から出力電流iu1,iw1を入力する。そして、電流制御部23は、トルク指令をq軸電流指令iq*に変換すると共に、出力電流iu1,iw1を座標変換してd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqを生成する。
The
電流制御部23は、磁極位置に基づき、q軸電流指令iq*及びq軸電流フィードバックiq等を用いてd軸及びq軸にてベクトル制御することで、ゲート信号G1を生成し、ゲート信号G1を対応するパワー部11-1に出力する。電流制御部23の詳細については後述する。
The
〔制御部10-2〕
次に、図1に示したスレーブの制御部10-2について説明する。図3は、スレーブの制御部10-2の構成例を示すブロック図である。この制御部10-2は、スレーブの同期通信部22-2及び電流制御部23を備えている。制御部10-2の構成と制御部10-3,・・・,10-9のそれぞれの構成は、同じである。
[Control unit 10-2]
Next, the slave control unit 10-2 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the slave control unit 10-2. The control unit 10-2 includes a slave synchronous communication unit 22-2 and a
スレーブの同期通信部22-2は、図2に示したマスターの同期通信部22-1から、同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを入力する。そして、同期通信部22-2は、入力した同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを、制御部10-3に備えた同期通信部22-3に出力する。また、同期通信部22-2は、磁極位置及びトルク指令を電流制御部23に出力する。
The slave synchronous communication unit 22-2 inputs data such as a synchronization signal, a magnetic pole position, and a torque command from the master synchronous communication unit 22-1 shown in FIG. Then, the synchronous communication unit 22-2 outputs the input synchronous signal and data such as the magnetic pole position and the torque command to the synchronous communication unit 22-3 provided in the control unit 10-3. Further, the synchronous communication unit 22-2 outputs the magnetic pole position and the torque command to the
電流制御部23は、図2に示した電流制御部23と同一の構成をなし、同一の処理を行う。電流制御部23の詳細については後述する。
The
このように、同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータは、マスターの同期通信部22-1からスレーブの同期通信部22-2に出力される。結果として、全ての制御部10において、同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを保持することとなる。 As described above, the synchronization signal and the data such as the magnetic pole position and the torque command are output from the master synchronization communication unit 22-1 to the slave synchronization communication unit 22-2. As a result, all the control units 10 hold the synchronization signal and data such as the magnetic pole position and the torque command.
そして、制御部10は、同期信号に基づいて、電流制御部23の動作開始タイミングを決定し、位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcを発生する。また、制御部10は、同期信号に基づいて、マスターの制御部10-1にて発生したキャリアc1の三角波の極性が変化するタイミングを、共通の制御タイミングAとして決定する。また、制御部10は、当該制御部10にて発生したキャリアcにおける三角波の山及び谷のタイミングを、適用タイミングBとして決定する。
Then, the control unit 10 determines the operation start timing of the
〔電流制御部23〕
次に、図2及び図3に示した電流制御部23について説明する。図4は、電流制御部23の構成例を示すブロック図である。
[Current control unit 23]
Next, the
この電流制御部23は、キャリア位相シフト処理部30、電流用補正角処理部31、電圧用補正角処理部32、減算器33,38,39、加算器34,43,44、座標変換部35,45、d軸電流指令生成器36、トルク指令変換器37、d軸電流制御器40、q軸電流制御器41、非干渉補償制御器42及びPWM部46を備えている。
The
キャリア位相シフト処理部30は、PWM部46にて発生するキャリアcに対する位相シフト量に相当する位相シフト設定値SSを、以下の条件を満たすように、任意にまたは所定の処理にて設定する。具体的には、キャリア位相シフト処理部30は、他の制御部10における位相シフト設定値SSと同じにならないように、かつ、全ての制御部10にて共通の制御タイミングAを基準とした前後の所定のタイミングと、PWM部46にて発生するキャリアcの山及び谷のタイミングである適用タイミングBとが一致しないように、位相シフト設定値SSを設定する。
The carrier phase
キャリア位相シフト処理部30は、位相シフト設定値SSを電流用補正角処理部31、電圧用補正角処理部32及びPWM部46に出力する。キャリア位相シフト処理部30の詳細については後述する。
The carrier phase
電流用補正角処理部31は、キャリア位相シフト処理部30から位相シフト設定値SSを入力する。そして、電流用補正角処理部31は、出力電流iu,iwを入力してラッチする適用タイミングBから、ラッチした出力電流iu,iwを用いてd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqを求めて電流制御の演算を行う制御タイミングAまでの間の時間を求める。電流用補正角処理部31は、当該時間に対応する電流用補正角φ1を求め、電流用補正角φ1を減算器33に出力する。
The current correction
この場合、電流用補正角処理部31は、同期信号及び位相シフト設定値SSに基づいて適用タイミングBを特定し、同期信号に基づいて制御タイミングAを特定し、適用タイミングBから制御タイミングAまでの間の時間を求める。
In this case, the current correction
これにより、後述する減算器33において、適用タイミングBから制御タイミングAまでの間の時間だけ磁極位置を遅らせることができる。そして、制御タイミングAにおいて、当該制御タイミングAよりも前の適用タイミングBの磁極位置に対応した電流制御を実現することができる。
As a result, in the
この処理は、全ての制御部10の電流用補正角処理部31においてそれぞれ行われる。なぜならば、キャリアcの位相をシフトした場合、その位相に応じて、適用タイミングBから制御タイミングAまでの間の時間が変わるからである。
This processing is performed by the current correction
電圧用補正角処理部32は、キャリア位相シフト処理部30から位相シフト設定値SSを入力する。そして、電圧用補正角処理部32は、d軸電圧指令vd*及びq軸電圧指令vq*から3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwを演算する制御タイミングAから、実際に出力が行われる適用タイミングBまでの間の時間を求める。電圧用補正角処理部32は、当該時間に対応する電圧用補正角φ2を求め、電圧用補正角φ2を加算器34に出力する。
The voltage correction
この場合、電圧用補正角処理部32は、同期信号に基づいて制御タイミングAを特定し、同期信号及び位相シフト設定値SSに基づいて適用タイミングBを特定し、制御タイミングAから適用タイミングBまでの間の時間を求める。
In this case, the voltage correction
これにより、後述する加算器34において、制御タイミングAから適用タイミングBまでの間の時間だけ磁極位置を進めることができる。そして、制御タイミングAにおいて、当該制御タイミングよりも後の適用タイミングBの磁極位置に対応した制御演算を実現することができ、適用タイミングBにおいて、当該適用タイミングBの磁極位置に対応した出力処理を実現することができる。
As a result, in the
この処理は、全ての制御部10の電圧用補正角処理部32においてそれぞれ行われる。なぜならば、キャリアcの位相をシフトした場合、その位相に応じて、制御タイミングAから適用タイミングBまでの間の時間が変わるからである。
This processing is performed in the voltage correction
減算器33は、同期通信部22から磁極位置を入力すると共に、電流用補正角処理部31から電流用補正角φ1を入力する。そして、減算器33は、磁極位置の角度から電流用補正角φ1を減算することで電気角θ1を求め、電気角θ1を座標変換部35に出力する。
The
これにより、磁極位置に対して電流用補正角φ1(当該制御部10において、適用タイミングBからその後の制御タイミングAまでの間の時間に対応する角度)だけ遅らせた位置情報として、電気角θ1を求めることができる。 As a result, the electric angle θ1 is set as the position information delayed by the current correction angle φ1 (the angle corresponding to the time between the application timing B and the subsequent control timing A in the control unit 10) with respect to the magnetic pole position. You can ask.
加算器34は、同期通信部22から磁極位置を入力すると共に、電圧用補正角処理部32から電圧用補正角φ2を入力する。そして、加算器34は、磁極位置の角度に電圧用補正角φ2を加算することで電気角θ2を求め、電気角θ2を座標変換部45に出力する。
The
これにより、磁極位置に対して電圧用補正角φ2(当該制御部10において、制御タイミングAからその後の適用タイミングBまでの間の時間に対応する角度)だけ進めた位置情報として、電気角θ2を求めることができる。 As a result, the electric angle θ2 is set as the position information advanced by the voltage correction angle φ2 (the angle corresponding to the time between the control timing A and the subsequent application timing B in the control unit 10) with respect to the magnetic pole position. You can ask.
座標変換部35は、対応するパワー部11から出力電流iu,iwを入力すると共に、減算器33から電気角θ1を入力し、U相出力電流iu及びW相出力電流iwからV相出力電流ivを求める。
The coordinate
座標変換部35は、電気角θ1に基づいて、U相出力電流iu、W相出力電流iw及びV相出力電流ivをd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqに座標変換する。そして、座標変換部35は、d軸電流フィードバックidを減算器38に出力し、q軸電流フィードバックiqを減算器39に出力する。
The coordinate
これにより、当該制御部10の適用タイミングBの出力電流iu,iw(ラッチした出力電流iu,iw)に対し、適用タイミングBの電気角θ1を用いて、d軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqが求められる。このd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqは、制御タイミングAの演算に用いられる。 As a result, the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback are used with respect to the output currents iu and iw (latched output currents iu and iw) of the application timing B of the control unit 10 by using the electric angle θ1 of the application timing B. iq is required. The d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq are used in the calculation of the control timing A.
d軸電流指令生成器36は、所定の演算によりd軸電流指令id*を生成し、d軸電流指令id*を減算器38に出力する。トルク指令変換器37は、同期通信部22からトルク指令を入力し、所定の演算によりトルク指令をq軸電流指令iq*に変換し、q軸電流指令iq*を減算器39に出力する。
The d-axis
減算器38は、d軸電流指令生成器36からd軸電流指令id*を入力すると共に、座標変換部35からd軸電流フィードバックidを入力する。そして、減算器38は、d軸電流指令id*からd軸電流フィードバックidを減算することでd軸電流偏差を求め、d軸電流偏差をd軸電流制御器40に出力する。
The
減算器39は、トルク指令変換器37からq軸電流指令iq*を入力すると共に、座標変換部35からq軸電流フィードバックiqを入力する。そして、減算器39は、q軸電流指令iq*からq軸電流フィードバックiqを減算することでq軸電流偏差を求め、q軸電流偏差をq軸電流制御器41に出力する。
The
d軸電流制御器40は、減算器38からd軸電流偏差を入力し、d軸電流偏差が0となるように、PI制御器による電流制御を行うことでd軸電圧指令vd*’を求める。そして、d軸電流制御器40は、d軸電圧指令vd*’を加算器43に出力する。
The d-axis
これにより、制御タイミングAに対して電流用補正角φ1だけ遅れたd軸電流フィードバックidを用いて、制御タイミングAにてd軸電流制御が行われ、d軸電圧指令vd*’が求められる。 As a result, the d-axis current control is performed at the control timing A using the d-axis current feedback id delayed by the current correction angle φ1 with respect to the control timing A, and the d-axis voltage command vd *'is obtained.
q軸電流制御器41は、減算器39からq軸電流偏差を入力し、q軸電流偏差が0となるように、PI制御器による電流制御を行うことでq軸電圧指令vq*’を求める。そして、q軸電流制御器41は、q軸電圧指令vq*’を加算器44に出力する。
The q-axis
これにより、制御タイミングAに対して電流用補正角φ1だけ遅れたq軸電流フィードバックiqを用いて、制御タイミングAにてq軸電流制御が行われ、q軸電圧指令vq*’が求められる。 As a result, the q-axis current control is performed at the control timing A using the q-axis current feedback iq delayed by the current correction angle φ1 with respect to the control timing A, and the q-axis voltage command vq *'is obtained.
非干渉補償制御器42は、d軸電圧指令vd*’、q軸電圧指令vq*’及びエンコーダデータに基づき、既知の処理にてd軸電圧指令vd*’とq軸電圧指令vq*’との間の干渉を補償するためのd軸電圧補償値及びq軸電圧補償値を求める。そして、非干渉補償制御器42は、d軸電圧補償値を加算器43に出力し、q軸電圧補償値を加算器44に出力する。
The
加算器43は、d軸電流制御器40からd軸電圧指令vd*’を入力すると共に、非干渉補償制御器42からd軸電圧補償値を入力し、d軸電圧指令vd*’にd軸電圧補償値を加算することで、非干渉補償されたd軸電圧指令vd*を求める。そして、加算器43は、d軸電圧指令vd*を座標変換部45に出力する。
The
加算器44は、q軸電流制御器41からq軸電圧指令vq*’を入力すると共に、非干渉補償制御器42からq軸電圧補償値を入力し、q軸電圧指令vq*’にq軸電圧補償値を加算することで、非干渉補償されたq軸電圧指令vq*を求める。そして、加算器44は、q軸電圧指令vq*を座標変換部45に出力する。
The
座標変換部45は、加算器43からd軸電圧指令vd*を入力すると共に、加算器44からq軸電圧指令vq*を入力し、さらに加算器34から電気角θ2を入力する。
The coordinate
座標変換部45は、電気角θ2に基づいて、d軸電圧指令vd*及びq軸電圧指令vq*を3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwに座標変換し、3相交流電圧指令Vu,Vv,VwをPWM部46に出力する。
The coordinate
これにより、制御タイミングAに対し、電圧用補正角φ2だけ進めた適用タイミングBの電圧指令として、3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwが求められる。この3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及び図4には示していないバス電圧に基づいて、後段のPWM部46にてゲート信号Gが生成され、後段の対応するパワー部11にて3相交流電圧e*が生成され多巻線モータ2へ供給される。
As a result, the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, and Vw are obtained as the voltage commands of the application timing B advanced by the voltage correction angle φ2 with respect to the control timing A. Based on the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw and the bus voltage not shown in FIG. 4, the gate signal G is generated by the
PWM部46は、座標変換部45から3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwを入力すると共に、キャリア位相シフト処理部30から位相シフト設定値SSを入力する。そして、PWM部46は、同期信号に基づいた基準位相キャリアに対し、位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcを発生する。
The
PWM部46は、3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwの相毎に、当該指令の振幅とキャリアcの振幅とを比較することで、比較結果に応じたPWMのゲート信号Gを生成する。PWM部46は、ゲート信号Gを対応するパワー部11に出力する。
The
〔キャリア位相シフト処理部30〕
次に、図4に示したキャリア位相シフト処理部30について詳細に説明する。前述のとおり、キャリア位相シフト処理部30は、他の制御部10における位相シフト設定値SSと同じにならないように、かつ、共通の制御タイミングAを基準とした前後のタイミングと適用タイミングBとが一致しないように、位相シフト設定値SSを設定する。
[Carrier phase shift processing unit 30]
Next, the carrier phase
キャリア位相シフト処理部30について詳細に説明する前に、位相シフト設定値SSを設定する際に、共通の制御タイミングAを基準とした前後のタイミングと適用タイミングBとが一致しないようにする理由について説明する。共通の制御タイミングAを基準とした前後の領域であって、適用タイミングBと一致させない(適用タイミングBを排除する)領域をデッドバンドとする。
Before explaining the carrier phase
図5は、デッドバンドを説明する図である。図5の例では、マスターの制御部10-1が使用する基準位相のキャリアc1の三角波において、制御タイミングAは、極性が変化する90,270degである。 FIG. 5 is a diagram illustrating a dead band. In the example of FIG. 5, in the triangular wave of the carrier c1 of the reference phase used by the control unit 10-1 of the master, the control timing A is 90,270 deg at which the polarity changes.
デッドバンドは、制御タイミングAを基準にした前後の領域である。90degの制御タイミングAの前後には、電流用デッドバンドDBi1及び電圧用デッドバンドDBv1が設けられ、270degの制御タイミングAの前後には、電流用デッドバンドDBi2及び電圧用デッドバンドDBv2が設けられる。
The dead band is a region before and after the control timing A is used as a reference. A current dead band DBi1 and a voltage dead band DBv1 are provided before and after the 90 deg control timing A, and a current
スレーブの制御部10に備えたキャリア位相シフト処理部30は、位相シフト設定値SSを設定する際に、基準位相のキャリアc1に対して位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcにおいて、その山及び谷のタイミングである適用タイミングBが、電流用デッドバンドDBi1,DBi2及び電圧用デッドバンドDBv1,DBv2と一致しないようにする(一致しないような位相シフト設定値SSを設定する)。
When setting the phase shift set value SS, the carrier phase
ここで、スレーブの制御部10による電流制御の処理においては、適用タイミングBにて、出力電流iu,iw(図13に示した電流FBbに相当)がラッチされ、電流制御に用いる情報として更新される。そして、更新された出力電流iu,iw(図13に示した電流FBラッチb1に相当)に対して、ADコンバータによるアナログ信号をデジタル信号に変換する処理等が行われ、制御タイミングAにて、更新された出力電流iu,iwを用いた制御演算が行われる。 Here, in the current control processing by the slave control unit 10, the output currents iu and iw (corresponding to the current FBb shown in FIG. 13) are latched at the application timing B and updated as information used for the current control. Ru. Then, the updated output currents iu and iw (corresponding to the current FB latch b1 shown in FIG. 13) are processed to convert an analog signal into a digital signal by the AD converter, and at the control timing A, the analog signal is converted into a digital signal. A control calculation is performed using the updated output currents iu and iw.
適用タイミングBの後、変換処理等の時間が経過したときのタイミングと、制御演算が行われる制御タイミングAとが同じである場合、制御演算は、当該スキャンの出力電流iu,iwを用いたり、1スキャン前の出力電流iu,iwを用いたりすることとなり、制御が不安定となる。 When the timing when the conversion process or the like elapses after the application timing B and the control timing A in which the control calculation is performed are the same, the control calculation may use the output currents iu and iw of the scan. Since the output currents iu and iw one scan before are used, the control becomes unstable.
そこで、図5に示したとおり、電流用デッドバンドDBi1,DBi2の領域を設けることで、このような問題を解決するようにした。つまり、スレーブの制御部10に備えたキャリア位相シフト処理部30は、基準位相のキャリアc1に対して位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcにおいて、適用タイミングBが電流用デッドバンドDBi1,DBi2と一致しないように、位相シフト設定値SSを設定する。
Therefore, as shown in FIG. 5, the current dead bands DBi1 and DBi2 are provided to solve such a problem. That is, in the carrier phase
また、スレーブの制御部10による電圧指令の演算においては、制御タイミングAにて、制御演算を行うことで3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及びゲート信号G(図13に示した電圧指令演算値aに相当)が求められ、適用タイミングBにて、ゲート信号G(図13に示した電圧指令適用値b2に相当)が更新(出力)され、対応するパワー部11を介して多巻線モータ2が制御される。
Further, in the calculation of the voltage command by the slave control unit 10, the three-phase AC voltage command Vu, Vv, Vw and the gate signal G (voltage command calculation shown in FIG. 13) are performed by performing the control calculation at the control timing A. (Corresponding to the value a) is obtained, and at the application timing B, the gate signal G (corresponding to the voltage command application value b2 shown in FIG. 13) is updated (output), and multiple windings are performed via the corresponding power unit 11. The
制御タイミングAの後、所定の処理の時間が経過したときのタイミングと、適用タイミングBとが同じである場合、適用タイミングBにおける多巻線モータ2の制御は、当該スキャンの3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及びゲート信号Gを用いたり、1スキャン前の3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及びゲート信号Gを用いたりすることとなり、制御が不安定となる。
When the timing when a predetermined processing time elapses after the control timing A and the application timing B are the same, the control of the
そこで、図5に示したとおり、電圧用デッドバンドDBv1,DBv2の領域を設けることで、このような問題を解決するようにした。つまり、スレーブの制御部10に備えたキャリア位相シフト処理部30は、基準位相のキャリアc1に対して位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcにおいて、適用タイミングBが電圧用デッドバンドDBv1,DBv2と一致しないように、位相シフト設定値SSを設定する。
Therefore, as shown in FIG. 5, such a problem is solved by providing the regions of the dead bands DBv1 and DBv2 for voltage. That is, in the carrier phase
尚、制御タイミングAを基準にした電流用デッドバンドDBi1,DBi2及び電圧用デッドバンドDBv1,DBv2の領域(角度領域、時間領域)は、キャリア周波数f及び制御周期CT等により異なる。 The regions (angle region, time region) of the current dead bands DBi1 and DBi2 and the voltage deadbands DBv1 and DBv2 based on the control timing A differ depending on the carrier frequency f, the control cycle CT, and the like.
(第一例/キャリア位相シフト処理部30)
まず、第一例のキャリア位相シフト処理部30について説明する。図6は、第一例のキャリア位相シフト処理部30の構成例を示すブロック図である。このキャリア位相シフト処理部30aは、基本シフト算出部50、シフト設定処理部51及びデッドバンドテーブル52を備えている。
(First example / Carrier phase shift processing unit 30)
First, the carrier phase
基本シフト算出部50は、予め設定されたキャリア周波数f及びモータ巻線数N(=9)、並びに当該制御部10により制御が行われる多巻線モータ2の巻線位置n(=0~8)を入力する。巻線位置nは、マスターの制御部10-1の場合に0、スレーブの制御部10-2,・・・,10-9の場合にそれぞれ1~8とする。
The basic
基本シフト算出部50は、モータ巻線数N及び巻線位置nを用いて、360degをモータ巻線数Nで除算し、除算結果に巻線位置nを乗算する演算((360deg/N)×巻線位置n)を行い、巻線位置nに応じた基本シフト値SFを求める。そして、基本シフト算出部50は、基本シフト値SFをシフト設定処理部51に出力する。
The basic
これにより、N台のパワー部11がある場合、それぞれのキャリアcの三角波における位相を360/Ndegずつシフトした基本シフト値SFを得ることができる。 As a result, when there are N power units 11, it is possible to obtain a basic shift value SF in which the phase of each carrier c in the triangular wave is shifted by 360 / Ndeg.
シフト設定処理部51は、基本シフト算出部50から基本シフト値SFを入力すると共に、キャリア周波数f及び制御周期CT等に対応する予め設定されたデッドバンドテーブル52から、デッドバンドの情報を読み出す。そして、シフト設定処理部51は、基本シフト値SFがデッドバンドの領域内にあるか否かを判定する。
The shift
シフト設定処理部51は、基本シフト値SFがデッドバンドの領域内にあると判定した場合、デッドバンドの領域における両端の角度(2つの端角度)のうち、基本シフト値SFに近い端角度を選択する。そして、シフト設定処理部51は、選択した端角度側の角度であって、デッドバンドの領域外となる角度(例えばデッドバンドに最も近い角度)を設定し、当該角度を位相シフト設定値SSとして電流用補正角処理部31、電圧用補正角処理部32及びPWM部46に出力する。
When the shift
一方、シフト設定処理部51は、基本シフト値SFがデッドバンドの領域内にないと判定した場合、基本シフト値SFを位相シフト設定値SSとして電流用補正角処理部31、電圧用補正角処理部32及びPWM部46に出力する。
On the other hand, when the shift
図7は、デッドバンドテーブル52の構成例を示す図である。このデッドバンドテーブル52は、キャリア周波数f=5kHz及び制御周期CT=100μsの場合の例であり、デッドバンドの領域として、67~74deg,109~120deg,247~254deg,289~300degの情報が設定されている。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of the dead band table 52. This dead band table 52 is an example in the case of a carrier frequency f = 5 kHz and a control cycle CT = 100 μs, and information of 67 to 74 deg, 109 to 120 deg, 247 to 254 deg, and 289 to 300 deg is set as a dead band region. Has been done.
図5において図7を適用すると、電流用デッドバンドDBi1は67~74degの領域であり、電圧用デッドバンドDBv1は109~120degの領域である。また、電流用デッドバンドDBi2は247~254degの領域であり、電圧用デッドバンドDBv2は289~300degの領域である。 When FIG. 7 is applied in FIG. 5, the current dead band DBi1 is in the region of 67 to 74 deg, and the voltage dead band DBv1 is in the region of 109 to 120 deg. Further, the dead band DBi2 for current is in the region of 247 to 254 deg, and the dead band DBv2 for voltage is in the region of 289 to 300 deg.
図8は、シフト設定処理部51の処理例を説明する図である。この例は、スレーブの制御部10-4に備えたシフト設定処理部51の処理を示している。
FIG. 8 is a diagram illustrating a processing example of the shift
制御部10-4において、基本シフト算出部50は、モータ巻線数N=9及び当該制御部10-4の巻線位置n=3を用いて、(360deg/9)×3の演算により、基本シフト値SF=120degを求める。
In the control unit 10-4, the basic
シフト設定処理部51は、図7に示したデッドバンドテーブル52からデッドバンドの情報を読み出し、基本シフト値SF=120degがデッドバンドの領域(109~120deg)内にあると判定する。そして、シフト設定処理部51は、当該デッドバンドの領域における2つの端角度(109deg,120deg)のうち、基本シフト値SF=120degに近い端角度120degを選択する。
The shift
シフト設定処理部51は、選択した端角度120deg側の角度であって、デッドバンドの領域(109~120deg)外となる角度(本例では121deg)を設定し、当該角度121degを位相シフト設定値SS=121degとして出力する。
The shift
このように、図8に示すように、キャリアc4’(基本シフト値SF=120deg)の位相がキャリアc4(位相シフト設定値SS=121deg)の位相にシフトすることとなる。そして、キャリアc4の谷の適用タイミングBが、制御タイミングAを基準とした電圧用デッドバンドDBv1の領域と一致しないこととなる。 In this way, as shown in FIG. 8, the phase of the carrier c4'(basic shift value SF = 120 deg) is shifted to the phase of the carrier c4 (phase shift set value SS = 121 deg). Then, the application timing B of the valley of the carrier c4 does not coincide with the region of the voltage dead band DBv1 with respect to the control timing A.
したがって、適用タイミングBにおける多巻線モータ2の制御は、当該スキャンの3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及びゲート信号Gを用いたり、1スキャン前の3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及びゲート信号Gを用いたりすることがなく、当該スキャンの3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及びゲート信号Gを用いることとなるため、制御が安定する。
Therefore, the control of the
(第二例/キャリア位相シフト処理部30)
次に、第二例のキャリア位相シフト処理部30について説明する。図9は、第二例のキャリア位相シフト処理部30の構成例を示すブロック図である。このキャリア位相シフト処理部30bは、シフト設定処理部53及びシフトテーブル54を備えている。
(Second example / Carrier phase shift processing unit 30)
Next, the carrier phase
シフト設定処理部53は、予め設定されたキャリア周波数f及びモータ巻線数N(=9)、並びに当該制御部10により制御が行われる多巻線モータ2の巻線位置n(=0~8)を入力する。巻線位置nは、マスターの制御部10-1の場合に0、スレーブの制御部10-2,・・・,10-9の場合にそれぞれ1~8とする。
The shift
シフト設定処理部53は、キャリア周波数f及び制御周期CT等に対応する予め設定されたシフトテーブル54から、モータ巻線数N及び巻線位置nに対応する角度情報(deg)を読み出す。そして、シフト設定処理部53は、読み出した角度情報を位相シフト設定値SSとして電流用補正角処理部31、電圧用補正角処理部32及びPWM部46に出力する。
The shift
図10は、シフトテーブル54の構成例を示す図である。このシフトテーブル54は、キャリア周波数f=5kHz及び制御周期CT=100μsの場合の例であり、モータ巻線数N及び巻線位置nに対応する角度情報(deg)が設定されている。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of the shift table 54. This shift table 54 is an example in the case where the carrier frequency f = 5 kHz and the control cycle CT = 100 μs, and the angle information (deg) corresponding to the number of motor windings N and the winding position n is set.
例えば、モータ巻線数N=9の場合、巻線位置n=0に対応して0deg、巻線位置n=1に対応して40deg、巻線位置n=2に対応して80deg、巻線位置n=3に対応して121deg等が設定されている。 For example, when the number of motor windings N = 9, 0 deg corresponds to the winding position n = 0, 40 deg corresponds to the winding position n = 1, 80 deg corresponds to the winding position n = 2, and the winding. 121 deg and the like are set corresponding to the position n = 3.
モータ巻線数N=9及び巻線位置n=3に対応する角度情報は、((360deg/N)×巻線位置n)の演算式からすると、(360deg/9)×3=120degとすべきである。 The angle information corresponding to the number of motor windings N = 9 and the winding position n = 3 is (360deg / 9) × 3 = 120deg from the calculation formula of ((360deg / N) × winding position n). Should be.
しかしながら、前述のとおり、位相シフト設定値SS=120degの場合、巻線位置n=3に対応する制御部10-4において、適用タイミングBが、制御タイミングAを基準としたデッドバンドの領域と一致し、制御が不安定となる。 However, as described above, when the phase shift set value SS = 120 deg, the application timing B is one with the dead band region based on the control timing A in the control unit 10-4 corresponding to the winding position n = 3. However, the control becomes unstable.
そこで、制御を安定させるために、モータ巻線数N=9及び巻線位置n=3に対応する角度情報を121degとした。 Therefore, in order to stabilize the control, the angle information corresponding to the number of motor windings N = 9 and the winding position n = 3 is set to 121 deg.
モータ巻線数N=3及び巻線位置n=1に対応する121deg、モータ巻線数N=5及び巻線位置n=1に対応する75deg等についても同様に、適用タイミングBが、制御タイミングAを基準としたデッドバンドの領域と一致しないような角度となっている(下線箇所を参照)。 Similarly, the application timing B is the control timing for 121 deg corresponding to the number of motor windings N = 3 and the winding position n = 1, 75 deg corresponding to the number of motor windings N = 5 and the winding position n = 1. The angle is such that it does not match the dead band area with respect to A (see the underlined part).
このように、図10に示したシフトテーブル54を用いることで、位相シフト設定値SSを直接設定することができ、図6に示した第一例のキャリア位相シフト処理部30aに比べ、処理負荷を低減することができる。 As described above, by using the shift table 54 shown in FIG. 10, the phase shift set value SS can be directly set, and the processing load is higher than that of the carrier phase shift processing unit 30a of the first example shown in FIG. Can be reduced.
〔PWM部46〕
次に、図4に示したPWM部46について詳細に説明する。図11は、PWM部46の構成例を示すブロック図である。このPWM部46は、フェーズシフト回路60及びゲート信号生成部61を備えている。
[PWM unit 46]
Next, the
フェーズシフト回路60は、キャリア位相シフト処理部30から位相シフト設定値SSを入力すると共に、予め設定されたキャリア周波数fを入力する。そして、フェーズシフト回路60は、同期信号に基づいたキャリア周波数fの信号を用いて、位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcを発生し、キャリアcをゲート信号生成部61に出力する。フェーズシフト回路60の詳細については後述する。
The
ゲート信号生成部61は、座標変換部45から3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwを入力すると共に、フェーズシフト回路60から、位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcを入力する。そして、ゲート信号生成部61は、3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwの相毎に、当該指令の振幅とキャリアcの振幅とを比較することで、比較結果に応じたPWMのゲート信号Gを生成する。PWM部46は、ゲート信号Gを対応するパワー部11に出力する。
The gate
(フェーズシフト回路60)
次に、図11に示したフェーズシフト回路60について詳細に説明する。図12は、フェーズシフト回路60の構成例を示すブロック図である。このフェーズシフト回路60は、立ち上がりエッジ判定部70、立ち下がりエッジ判定部71、キャリアHシフトカウント部72、キャリアLシフトカウント部73、カウント監視部74,75、アップ/ダウンカウント制御部76、アップ/ダウンカウンタ77及びキャリア発生部78を備えている。
(Phase shift circuit 60)
Next, the
立ち上がりエッジ判定部70は、予め設定されたキャリア周波数fの信号であって、同期信号に同期した信号を入力し、キャリア周波数fの信号の立ち上がりエッジを検出し、検出信号をキャリアHシフトカウント部72に出力する。
The rising
立ち下がりエッジ判定部71は、予め設定されたキャリア周波数fの信号であって、同期信号に同期した信号を入力し、キャリア周波数fの信号の立ち下がりエッジを検出し、検出信号をキャリアLシフトカウント部73に出力する。
The falling
キャリアHシフトカウント部72は、立ち上がりエッジ判定部70から検出信号を入力すると、カウントをクリアし、当該検出信号を起点にカウントを開始する。そして、キャリアHシフトカウント部72は、カウント値をカウント監視部74に出力する。
When the carrier H
キャリアLシフトカウント部73は、立ち下がりエッジ判定部71から検出信号を入力すると、カウントをクリアし、当該検出信号を起点にカウントを開始する。そして、キャリアLシフトカウント部73は、カウント値をカウント監視部75に出力する。
When the carrier L shift count unit 73 inputs a detection signal from the falling
カウント監視部74は、キャリア位相シフト処理部30から位相シフト設定値SSを入力すると共に、キャリアHシフトカウント部72からカウント値を入力する。そして、カウント監視部74は、入力したカウント値が、位相シフト設定値SSに対応するカウント設定値に一致すると、マッチ信号をアップ/ダウンカウント制御部76に出力する。
The
カウント監視部75は、キャリア位相シフト処理部30から位相シフト設定値SSを入力すると共に、キャリアLシフトカウント部73からカウント値を入力する。そして、カウント監視部75は、入力したカウント値が、位相シフト設定値SSに対応するカウント設定値に一致すると、マッチ信号をアップ/ダウンカウント制御部76に出力する。
The
アップ/ダウンカウント制御部76は、カウント監視部74,75からマッチ信号をそれぞれ入力し、カウント監視部74からのマッチ信号を入力したときに、アップ指示をアップ/ダウンカウンタ77に出力する。また、アップ/ダウンカウント制御部76は、カウント監視部75からのマッチ信号を入力したときに、ダウン指示をアップ/ダウンカウンタ77に出力する。
The up / down
アップ/ダウンカウント制御部76は、カウント監視部74,75からのマッチ信号をそれぞれ入力したときに、期間信号のパルスをキャリア発生部78に出力する。ここで、期間信号は、同期信号に基づいたキャリア周波数fの信号に対し、その立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングから位相シフト設定値SSの時間(カウント)後にパルスを有する信号である。
When the match signals from the
アップ/ダウンカウンタ77は、アップ/ダウンカウント制御部76からアップ指示及びダウン指示を入力し、アップ指示を入力すると、カウント値を一定の増加率にて増加させ、ダウン指示を入力すると、カウント値を一定の減少率にて減少させる。そして、アップ/ダウンカウンタ77は、カウント値をキャリア発生部78に出力する。
The up / down counter 77 inputs an up instruction and a down instruction from the up / down
キャリア発生部78は、アップ/ダウンカウント制御部76から期間信号のパルスを入力すると共に、アップ/ダウンカウンタ77からカウント値を入力する。そして、キャリア発生部78は、期間信号のパルス及びカウント値に基づいて、基準位相キャリアに対して位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアcを発生し、キャリアcをゲート信号生成部61に出力する。
The
以上のように、本発明の実施形態の制御装置1によれば、制御部10の電流制御部23に備えたキャリア位相シフト処理部30は、他の制御部10における位相シフト設定値SSと同じにならないように、かつ、制御タイミングAを基準とした前後のタイミングと適用タイミングBとが一致しないように、位相シフト設定値SSを設定する。
As described above, according to the
電流用補正角処理部31は、適用タイミングBから制御タイミングAまでの間の時間に対応する電流用補正角φ1を求め、減算器33は、磁極位置から電流用補正角φ1を減算し、電流用補正角φ1だけ遅らせた磁極位置である電気角θ1を求める。
The current correction
これにより、制御タイミングAにおいて、適用タイミングBの磁極位置に対応した電流制御を実現することができる。結果として、精度の高いモータ制御を実現することができる。 Thereby, at the control timing A, the current control corresponding to the magnetic pole position of the application timing B can be realized. As a result, highly accurate motor control can be realized.
電圧用補正角処理部32は、制御タイミングAから適用タイミングBまでの間の時間に対応する電圧用補正角φ2を求め、加算器34は、磁極位置に電圧用補正角φ2を加算し、電圧用補正角φ2だけ進ませた磁極位置である電気角θ2を求める。
The voltage correction
これにより、制御タイミングAにおいて、適用タイミングBの磁極位置に対応した電圧指令の演算を実現することができ、適用タイミングBにおいて、当該適用タイミングBの磁極位置に対応した出力処理を実現することができる。結果として、精度の高いモータ制御を実現することができる。 As a result, at the control timing A, the calculation of the voltage command corresponding to the magnetic pole position of the application timing B can be realized, and at the application timing B, the output processing corresponding to the magnetic pole position of the application timing B can be realized. can. As a result, highly accurate motor control can be realized.
つまり、本発明の実施形態では、多巻線モータを複数のインバータを用いて制御する際に、PWMキャリアの位相をシフトしたときに生じる誤動作を防止することができる。 That is, in the embodiment of the present invention, when the multi-winding motor is controlled by using a plurality of inverters, it is possible to prevent a malfunction that occurs when the phase of the PWM carrier is shifted.
また、本発明の実施形態では、制御部10毎に異なる位相のキャリアcを用いてモータ制御を行うことができるから、コモンモードノイズが分散され、漏れ電流を減少させることができる。 Further, in the embodiment of the present invention, since the motor control can be performed by using the carriers c having different phases for each control unit 10, the common mode noise can be dispersed and the leakage current can be reduced.
また、本発明の実施形態において、電流制御に用いる電気角位相は、エンコーダデータから生成される。また、電流制御の演算に用いるエンコーダデータ及び出力電流iu,iwは、制御タイミングAにて取得するが、出力電流iu,iwのラッチは、適用タイミングBにて行われる。このため、位相をシフトすると、適用タイミングBから制御タイミングAまでの間の時間が変化し、取得した電流と、モータに流れる電流に位相差が生じてしまう。電流用補正角処理部31では、この位相差を考慮した電流用補正角φ1を求めるための処理が行われ、結果として、精度の高い電流制御を実現することができる。
Further, in the embodiment of the present invention, the electric angle phase used for the current control is generated from the encoder data. Further, the encoder data and the output currents iu and iw used for the current control calculation are acquired at the control timing A, but the latches of the output currents iu and iw are performed at the application timing B. Therefore, when the phase is shifted, the time between the application timing B and the control timing A changes, and a phase difference occurs between the acquired current and the current flowing through the motor. The current correction
電圧制御についても同様であり、電圧用補正角処理部32では、位相差を考慮した電圧用補正角φ2を求めるための処理が行われ、結果として、精度の高い電圧制御を実現することができる。
The same applies to the voltage control, and the voltage correction
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 Although the present invention has been described above with reference to embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the technical idea.
例えば、前記実施形態では、図6に示したキャリア位相シフト処理部30aのシフト設定処理部51は、デッドバンドテーブル52を用いて位相シフト設定値SSを求めるようにしたが、所定の演算式にて、位相シフト設定値SSを求めるようにしてもよい。また、図9に示したキャリア位相シフト処理部30bのシフト設定処理部53は、シフトテーブル54を用いて位相シフト設定値SSを求めるようにしたが、所定の演算式にて、位相シフト設定値SSを求めるようにしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the shift
また、図6に示したキャリア位相シフト処理部30aのシフト設定処理部51は、基本シフト値SFがデッドバンドの領域内にあると判定した場合、デッドバンドの領域における2つの端角度のうち、基本シフト値SFに近い端角度を選択し、位相シフト設定値SSを求めるようにした。これに対し、シフト設定処理部51は、デッドバンドの領域における2つの端角度のうち、1つの端角度をランダムに選択し、位相シフト設定値SSを求めるようにしてもよい。
Further, when the shift
1 制御装置
2 多巻線モータ
3 エンコーダ
10 制御部
11 パワー部
20 磁極位置演算部
21 速度制御部
22 同期通信部
23 電流制御部
30 キャリア位相シフト処理部
31 電流用補正角処理部
32 電圧用補正角処理部
33,38,39 減算器
34,43,44 加算器
35,45 座標変換部
36 d軸電流指令生成器
37 トルク指令変換器
40 d軸電流制御器
41 q軸電流制御器
42 非干渉補償制御器
46 PWM部
50 基本シフト算出部
51,53 シフト設定処理部
52 デッドバンドテーブル
54 シフトテーブル
60 フェーズシフト回路
61 ゲート信号生成部
70 立ち上がりエッジ判定部
71 立ち下がりエッジ判定部
72 キャリアHシフトカウント部
73 キャリアLシフトカウント部
74,75 カウント監視部
76 アップ/ダウンカウント制御部
77 アップ/ダウンカウンタ
78 キャリア発生部
f キャリア周波数
N モータ巻線数
n 巻線位置
SS 位相シフト設定値
SF 基本シフト値
φ1 電流用補正角
φ2 電圧用補正角
θ 電気角
id* d軸電流指令
iq* q軸電流指令
id d軸電流フィードバック
iq q軸電流フィードバック
iu U相出力電流
iw W相出力電流
iv V相出力電流
vd*’,vd* d軸電圧指令
vq*’,vq* q軸電圧指令
Vu 3相交流電圧指令(U相)
Vv 3相交流電圧指令(V相)
Vw 3相交流電圧指令(W相)
e* 3相交流電圧
G ゲート信号
c,c1,c2,c4,c4’ キャリア
1 Control device 2 Multi-winding motor 3 Encoder 10 Control unit 11 Power unit 20 Pole position calculation unit 21 Speed control unit 22 Synchronous communication unit 23 Current control unit 30 Carrier phase shift processing unit 31 Current correction angle processing unit 32 Voltage correction Angle processing unit 33, 38, 39 Subtractor 34, 43, 44 Adder 35, 45 Coordinate converter 36 d-axis current command generator 37 Torque command converter 40 d-axis current controller 41 q-axis current controller 42 Non-interference Compensation controller 46 PWM unit 50 Basic shift calculation unit 51, 53 Shift setting processing unit 52 Dead band table 54 Shift table 60 Phase shift circuit 61 Gate signal generation unit 70 Rising edge determination unit 71 Falling edge determination unit 72 Carrier H shift count Part 73 Carrier L shift Count part 74,75 Count monitoring part 76 Up / down count control part 77 Up / down counter 78 Carrier generation part f Carrier frequency N Number of motor windings n Winding position SS Phase shift set value SF Basic shift value φ1 current correction angle φ2 voltage correction angle θ electric angle id * d-axis current command iq * q-axis current command id d-axis current feedback iq q-axis current feedback iu U-phase output current iw W-phase output current iv V-phase output current vd *', vd * d-axis voltage command vq *', vq * q-axis voltage command Vu 3-phase AC voltage command (U phase)
Vv 3-phase AC voltage command (V phase)
Vw 3-phase AC voltage command (W phase)
e * 3-phase AC voltage G gate signal c, c1, c2, c4, c4'carrier
Claims (4)
前記複数の制御部のうちの所定の1つの制御部をマスターとし、前記マスターが使用するキャリアを基準位相キャリアとし、前記基準位相キャリアの極性が変化するタイミングを前記複数の制御部にて共通の制御タイミングAとし、前記複数の制御部のそれぞれが使用する前記キャリアの山及び谷のタイミングを適用タイミングBとし、前記制御タイミングA及び前記適用タイミングBが前記キャリアにて繰り返されるものとし、
前記複数の制御部のそれぞれが、
前記適用タイミングBにて、多巻線モータに流れる電流の値を電流フィードバックとしてラッチし、前記適用タイミングBの後の前記制御タイミングAにて、所定のd軸電流指令id*及び所定のq軸電流指令iq*とラッチした前記電流フィードバックから得られるd軸電流フィードバックid及びq軸電流フィードバックiqとの間のそれぞれの偏差がゼロとなるように電流制御を行うことでd軸電圧指令vd*及びq軸電圧指令vq*を生成し、前記d軸電圧指令vd*及び前記q軸電圧指令vq*から得られる3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw、及び当該制御部が使用する前記キャリアに基づいて、PWMのゲート信号Gを生成し、前記制御タイミングAの後の前記適用タイミングBにて、前記ゲート信号Gを出力し、
前記複数のパワー部のそれぞれが、
当該パワー部に対応する前記制御部により出力された前記ゲート信号Gに基づいて、当該パワー部に対応するインバータを駆動し、前記多巻線モータを並列制御する制御装置において、
前記複数の制御部のそれぞれは、
前記制御タイミングAの前後に設けられた所定のデッドバンドと前記適用タイミングBとが一致しないように、前記基準位相キャリアに対する位相シフト量を示す位相シフト設定値SSを設定するキャリア位相シフト処理部と、
前記基準位相キャリアに対し、前記キャリア位相シフト処理部により設定された前記位相シフト設定値SSだけ位相シフトしたキャリアを発生し、前記3相交流電圧指令Vu,Vv,Vw及び前記位相シフトしたキャリアに基づいて、前記ゲート信号Gを生成するPWM部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。 A plurality of control units and a plurality of power units corresponding to the plurality of control units are provided.
A predetermined control unit among the plurality of control units is used as a master, a carrier used by the master is used as a reference phase carrier, and the timing at which the polarity of the reference phase carrier changes is common to the plurality of control units. It is assumed that the control timing A is defined as the timing of the peaks and valleys of the carrier used by each of the plurality of control units as the application timing B, and the control timing A and the application timing B are repeated in the carrier.
Each of the plurality of control units
At the application timing B, the value of the current flowing through the multi-winding motor is latched as a current feedback, and at the control timing A after the application timing B, a predetermined d-axis current command id * and a predetermined q-axis The d-axis voltage command vd * and the d-axis voltage command vd * are performed by controlling the current so that the deviations between the current command iq * and the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq obtained from the latched current feedback are zero. Based on the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw obtained from the d-axis voltage command vd * and the q-axis voltage command vq *, which generate the q-axis voltage command vq *, and the carrier used by the control unit. Therefore, a PWM gate signal G is generated, and the gate signal G is output at the application timing B after the control timing A.
Each of the plurality of power units
In a control device that drives an inverter corresponding to the power unit and controls the multi-winding motor in parallel based on the gate signal G output by the control unit corresponding to the power unit.
Each of the plurality of control units
A carrier phase shift processing unit that sets a phase shift set value SS indicating a phase shift amount with respect to the reference phase carrier so that a predetermined dead band provided before and after the control timing A and the application timing B do not match. ,
With respect to the reference phase carrier, a carrier phase-shifted by the phase shift set value SS set by the carrier phase shift processing unit is generated, and the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw and the phase-shifted carrier are used. Based on this, the PWM unit that generates the gate signal G and
A control device characterized by being equipped with.
前記キャリア位相シフト処理部は、
予め設定されたキャリア周波数をf、前記多巻線モータのモータ巻線数をN、当該制御部により制御が行われる前記多巻線モータの巻線位置をnとして、式:(360/N)×nにより、基本シフト値SFを算出する基本シフト算出部と、
前記基本シフト算出部により算出された前記基本シフト値SFが前記デッドバンドの領域内にあると判定した場合、前記デッドバンドの領域における両端のうちのいずれかの端を選択し、選択した前記端の側の角度であって前記デッドバンドの領域外となる前記角度を、前記位相シフト設定値SSとして設定し、前記基本シフト値SFが前記デッドバンドの領域内にないと判定した場合、前記基本シフト値SFを前記位相シフト設定値SSとして設定するシフト設定処理部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 1,
The carrier phase shift processing unit is
The equation: (360 / N), where f is a preset carrier frequency, N is the number of motor windings of the multi-winding motor, and n is the winding position of the multi-winding motor controlled by the control unit. The basic shift calculation unit that calculates the basic shift value SF by × n,
When it is determined that the basic shift value SF calculated by the basic shift calculation unit is within the dead band region, any end of both ends in the dead band region is selected, and the selected end is selected. When the angle on the side of the dead band that is outside the dead band region is set as the phase shift set value SS and it is determined that the basic shift value SF is not within the dead band region, the basic A shift setting processing unit that sets the shift value SF as the phase shift setting value SS, and
A control device characterized by being equipped with.
前記複数の制御部のそれぞれは、
さらに、前記適用タイミングBから前記制御タイミングAまでの間の時間に対応する電流用補正角φ1を求める電流用補正角処理部と、
前記多巻線モータの磁極位置の角度から、前記電流用補正角処理部により求めた前記電流用補正角φ1を減算し、電気角θ1を求める減算器と、
前記減算器により求めた電気角θ1に基づいて、ラッチした前記電流フィードバックを、前記d軸電流フィードバックid及び前記q軸電流フィードバックiqに座標変換する第1の座標変換部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 1 or 2.
Each of the plurality of control units
Further, a current correction angle processing unit for obtaining a current correction angle φ1 corresponding to the time between the application timing B and the control timing A, and a current correction angle processing unit.
A subtractor for obtaining the electric angle θ1 by subtracting the current correction angle φ1 obtained by the current correction angle processing unit from the angle of the magnetic pole position of the multi-winding motor.
A first coordinate conversion unit that coordinates-converts the latched current feedback into the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq based on the electric angle θ1 obtained by the subtractor.
A control device characterized by being equipped with.
前記複数の制御部のそれぞれは、
さらに、前記制御タイミングAから前記適用タイミングBまでの間の時間に対応する電圧用補正角φ2を求める電圧用補正角処理部と、
前記多巻線モータの磁極位置の角度に、前記電圧用補正角処理部により求めた前記電圧用補正角φ2を加算し、電気角θ2を求める加算器と、
前記加算器により求めた前記電気角θ2に基づいて、前記d軸電圧指令vd*及び前記q軸電圧指令vq*を前記3相交流電圧指令Vu,Vv,Vwに座標変換する第2の座標変換部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。 The control device according to any one of claims 1 to 3.
Each of the plurality of control units
Further, a voltage correction angle processing unit for obtaining a voltage correction angle φ2 corresponding to the time between the control timing A and the application timing B, and a voltage correction angle processing unit.
An adder that adds the voltage correction angle φ2 obtained by the voltage correction angle processing unit to the angle of the magnetic pole position of the multi-winding motor to obtain the electric angle θ2.
A second coordinate conversion that converts the d-axis voltage command vd * and the q-axis voltage command vq * into the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw based on the electric angle θ2 obtained by the adder. Department and
A control device characterized by being equipped with.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020134167A JP7437265B2 (en) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Control device that controls a multi-winding motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020134167A JP7437265B2 (en) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Control device that controls a multi-winding motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022030283A true JP2022030283A (en) | 2022-02-18 |
JP7437265B2 JP7437265B2 (en) | 2024-02-22 |
Family
ID=80324045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020134167A Active JP7437265B2 (en) | 2020-08-06 | 2020-08-06 | Control device that controls a multi-winding motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7437265B2 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6658554B2 (en) | 2017-01-10 | 2020-03-04 | 株式会社デンソー | AC motor control device |
JP6328280B1 (en) | 2017-01-25 | 2018-05-23 | 三菱電機株式会社 | Control device for double winding type rotating electrical machine |
JP6777008B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-10-28 | 株式会社デンソー | Drive device |
DE102017212568A1 (en) | 2017-07-21 | 2019-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Electric machine |
JP7137130B2 (en) | 2018-09-10 | 2022-09-14 | 富士電機株式会社 | Multi-winding AC motor drive |
-
2020
- 2020-08-06 JP JP2020134167A patent/JP7437265B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7437265B2 (en) | 2024-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5252229B2 (en) | Control device for motor drive device | |
JP5471255B2 (en) | Control device for motor drive device | |
JP5348153B2 (en) | Rotating machine control device | |
JP6617500B2 (en) | Electric power steering control method, electric power steering control device, electric power steering device and vehicle | |
JP6735827B2 (en) | Power converter | |
JP5471259B2 (en) | Control device | |
JP5549384B2 (en) | Electric motor control device and electric motor control system | |
CN108966682B (en) | Inverter control device | |
CN108156837B (en) | Control device for AC rotating machine and electric power steering device | |
JP5333256B2 (en) | AC rotating machine control device | |
CN108966683B (en) | Inverter control device | |
JP5514660B2 (en) | Load control device | |
JP5505259B2 (en) | Rotating electrical machine control system | |
JP4911352B2 (en) | Electric motor control device and control method | |
JP4675573B2 (en) | AC motor control device | |
WO2017030055A1 (en) | Device and method for controlling rotary machine | |
JP2010213485A (en) | Rotary electric machine control system | |
JP7437265B2 (en) | Control device that controls a multi-winding motor | |
JP2001197778A (en) | Controller for ac motor | |
JP3598308B2 (en) | PWM controller for self-excited power converter | |
JP5473071B2 (en) | Load control device | |
JPH06133558A (en) | Pwm control system | |
CN110800206A (en) | Motor control device and motor control method | |
JP7385776B2 (en) | Electric motor control device | |
JP2006121855A (en) | Ac motor control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230615 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240117 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240119 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7437265 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |