JP2022030283A - Controller for controlling multi-winding motor - Google Patents

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Abstract

To prevent a malfunction caused when a phase of a PWM carrier is shifted when a multi-winding motor is controlled using a plurality of inverters.SOLUTION: In a current control unit 23 provided in a control unit 10 of a control device 1, a carrier phase shift processing unit 30 sets a phase shift set value SS so as not to be the same as the phase shift set value SS in other control unit 10 and so that a timing before and after a timing with a control timing A being a reference is not coincident with an application timing B. A current correction angle processing unit 31 obtains a current correction angle φ1 corresponding to a time period from the application timing B to the control timing A. By delaying a magnetic pole position by the current correction angle φ 1, current control is performed. A voltage correction angle processing unit 32 obtains a voltage correction angle φ2 corresponding to a time period from the control timing A to the application timing B. By advancing the magnetic pole position by the voltage correction angle φ2, operation of a voltage command is performed.SELECTED DRAWING: Figure 4

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.

特開昭63-305793号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-305793 特開2018-85837号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-85837

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 claim 1 includes a plurality of control units and a plurality of power units corresponding to the plurality of control units, and controls one of the plurality of control units. A unit is used as a master, a carrier used by the master is used as a reference phase carrier, a timing at which the polarity of the reference phase carrier changes is set as a control timing A common to the plurality of control units, and each of the plurality of control units has a common control timing A. It is assumed that the timing of the peaks and valleys of the carrier to be used is the application timing B, the control timing A and the application timing B are repeated in the carrier, and each of the plurality of control units is in 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, the predetermined d-axis current command id * and the predetermined q-axis current command iq * are latched. The d-axis voltage command vd * and the q-axis voltage command vq * are controlled by controlling the current so that the deviations between the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq obtained from the current feedback are zero. Is generated, and the PWM gate signal is 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 *, and the carrier used by the control unit. G is generated, the gate signal G is output at the application timing B after the control timing A, and each of the plurality of power units is output by the control unit corresponding to the power unit. In a control device that drives an inverter corresponding to the power unit based on the gate signal G and controls the multi-winding motor in parallel, each of the plurality of control units is provided before and after the control timing A. 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 the predetermined dead band and the application timing B do not match, and the carrier with respect to the reference phase carrier. A carrier phase-shifted by the phase-shift set value SS set by the phase-shift processing unit is generated, and the gate signal G is generated based on the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw and the phase-shifted carrier. It is characterized by having a PWM unit and a PWM unit.

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 claim 2, in the control device according to claim 1, the carrier phase shift processing unit sets a preset carrier frequency to f, and sets the number of motor windings of the multi-winding motor to N. The basic shift calculation unit for calculating the basic shift value SF and the basic shift calculation unit using the formula: (360 / N) × n, where n is the winding position of the multi-winding motor controlled by the control unit. When it is determined that the basic shift value SF calculated by When the angle 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 shift value SF is set to the above. It is characterized by including a shift setting processing unit for setting as a phase shift setting value SS.

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 claim 1, each of the plurality of control units further corresponds to the time between the application timing B and the control timing A in the control device according to the third aspect. The current correction angle φ1 obtained by the current correction angle processing unit is subtracted from the angle of the magnetic pole position of the multi-winding motor and the current correction angle processing unit for obtaining the current correction angle φ1, and the electric angle θ1 is obtained. And 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 subtractor obtained by the subtractor. It is characterized by having.

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 claim 4 is the control device according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the plurality of control units further performs from the control timing A to the application timing B. The voltage correction angle processing unit for obtaining the voltage correction angle φ2 corresponding to the time between them, and the voltage correction angle φ2 obtained by the voltage correction angle processing unit for the angle of the magnetic pole position of the multi-winding motor. Based on the adder that adds and obtains the electric angle θ2 and the electric angle θ2 obtained by the adder, the d-axis voltage command vd * and the q-axis voltage command vq * are given to the three-phase AC voltage command Vu, It is characterized by having a second coordinate conversion unit that converts coordinates to Vv and Vw.

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.

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。It is an overall view which shows the structural example of the motor control system including the control device by embodiment of this invention. マスターの制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control part of a master. スレーブの制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the configuration example of the control part of a slave. 電流制御部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a current control part. デッドバンドを説明する図である。It is a figure explaining the dead band. 第一例のキャリア位相シフト処理部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the carrier phase shift processing part of 1st example. デッドバンドテーブルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a dead band table. シフト設定処理部の処理例を説明する図である。It is a figure explaining the processing example of the shift setting processing part. 第二例のキャリア位相シフト処理部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the carrier phase shift processing part of the 2nd example. シフトテーブルの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a shift table. PWM部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a PWM part. フェーズシフト回路の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of a phase shift circuit. 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。It is a figure explaining the control timing A, the application timing B and the like in the conventional motor control system.

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 control device 1, a multi-winding motor 2, and an encoder 3. In FIG. 1, the description of the power supply system such as a commercial power supply, a converter, and an inverter is omitted.

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 control device 1 includes control units 10-1, 10-2, ..., 10-9, and corresponding power units 11-1, 11-2, ..., 11-9. The control unit 10-1 is a master control unit, and the control units 10-2, ..., 10-9 are slave control units.

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 multi-winding motor 2.

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 multi-winding motor 2 by each of the power units 11-1, 11-2, ..., 11-9, are generically referred to. It is called a three-phase AC voltage e *. Note that FIG. 1 shows a configuration directly related to the present invention, and a configuration not directly related to the present invention is omitted.

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 encoder 3 and generates a magnetic pole position and a torque command based on the encoder data. Then, the control unit 10-1 outputs a synchronization signal, a magnetic pole position, a torque command, and the like to the control unit 10-2.

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 current control unit 23, which will be described later, the control timing A common to all the control units 10, the independent application timing B and the like in all the control units 10.

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 motor 2.

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 encoder 3 generates a pulse signal corresponding to the rotation of the multi-winding motor 2 as encoder data. Speed feedback, which is the rotation speed of the encoder 3, can be obtained from the count value of the encoder data.

〔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 position calculation unit 20, a speed control unit 21, a master synchronous communication unit 22-1, and a current control unit 23. The master synchronous communication unit 22-1 and the slave synchronous communication unit 22-2 shown in FIG. 3 to be described later are collectively referred to as a synchronous communication unit 22.

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 position calculation unit 20 inputs encoder data from the encoder 3 and obtains the magnetic pole position of the multi-winding motor 2 based on the encoder data. Then, the magnetic pole position calculation unit 20 outputs the magnetic pole position to the synchronous communication unit 22-1.

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 speed control unit 21 inputs encoder data from the encoder 3 so that the difference between the preset speed command and the speed obtained from the encoder data (rotational speed of the multi-winding motor 2) becomes 0. The torque command is obtained, and the torque command is output to the synchronous communication unit 22-1.

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 position calculation unit 20, and also inputs the torque command from the speed control unit 21. Then, the synchronous communication unit 22-1 outputs a predetermined synchronization signal and data such as a magnetic pole position and a torque command to the slave synchronous communication unit 22-2 shown in FIG. 3 to be described later. Further, the synchronous communication unit 22-1 outputs the magnetic pole position and the torque command to the current control unit 23.

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 current control unit 23 inputs the magnetic pole position and the torque command from the synchronous communication unit 22-1, and inputs the output currents iu1 and iw1 from the corresponding power unit 11-1. Then, the current control unit 23 converts the torque command into the q-axis current command iq * and converts the output currents iu1 and iw1 into coordinates to generate the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq.

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 current control unit 23 generates a gate signal G1 by performing vector control on the d-axis and the q-axis using the q-axis current command iq * and the q-axis current feedback iq based on the magnetic pole position, and the gate signal G1. Is output to the corresponding power unit 11-1. The details of the current control unit 23 will be described later.

〔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 current control unit 23. The configuration of the control unit 10-2 and the configurations of the control units 10-3, ..., 10-9 are the same.

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 current control unit 23.

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 current control unit 23 has the same configuration as the current control unit 23 shown in FIG. 2, and performs the same processing. The details of the current control unit 23 will be described later.

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 current control unit 23 based on the synchronization signal, and generates the carrier c phase-shifted by the phase shift set value SS. Further, the control unit 10 determines the timing at which the polarity of the triangular wave of the carrier c1 generated by the master control unit 10-1 changes as the common control timing A based on the synchronization signal. Further, the control unit 10 determines the timing of the peaks and valleys of the triangular wave in the carrier c generated by the control unit 10 as the application timing B.

〔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 current control unit 23 shown in FIGS. 2 and 3 will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the current control unit 23.

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 current control unit 23 includes a carrier phase shift processing unit 30, a current correction angle processing unit 31, a voltage correction angle processing unit 32, subtractors 33, 38, 39, adders 34, 43, 44, and a coordinate conversion unit 35. , 45, d-axis current command generator 36, torque command converter 37, d-axis current controller 40, q-axis current controller 41, non-interference compensation controller 42, and PWM unit 46.

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 shift processing unit 30 sets the phase shift setting value SS corresponding to the phase shift amount with respect to the carrier c generated by the PWM unit 46 arbitrarily or by a predetermined process so as to satisfy the following conditions. Specifically, the carrier phase shift processing unit 30 is set so as not to be the same as the phase shift set value SS in the other control units 10, and before and after the control timing A common to all the control units 10 is used as a reference. The phase shift set value SS is set so that the predetermined timing of the above and the application timing B, which is the timing of the peaks and valleys of the carrier c generated by the PWM unit 46, do not match.

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 shift processing unit 30 outputs the phase shift set value SS to the current correction angle processing unit 31, the voltage correction angle processing unit 32, and the PWM unit 46. The details of the carrier phase shift processing unit 30 will be described later.

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 angle processing unit 31 inputs the phase shift set value SS from the carrier phase shift processing unit 30. Then, the current correction angle processing unit 31 obtains the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq using the latched output currents iu and iw from the application timing B in which the output currents iu and iw are input and latched. The time until the control timing A for performing the current control calculation is obtained. The current correction angle processing unit 31 obtains the current correction angle φ1 corresponding to the time, and outputs the current correction angle φ1 to the subtractor 33.

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 angle processing unit 31 specifies the application timing B based on the synchronization signal and the phase shift set value SS, specifies the control timing A based on the synchronization signal, and from the application timing B to the control timing A. Find the time between.

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 subtractor 33 described later, the magnetic pole position can be delayed by the time between the application timing B and the control timing A. Then, at the control timing A, it is possible to realize the current control corresponding to the magnetic pole position of the application timing B before the control timing A.

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 angle processing unit 31 of all the control units 10, respectively. This is because when the phase of the carrier c is shifted, the time between the application timing B and the control timing A changes according to the phase.

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 angle processing unit 32 inputs the phase shift set value SS from the carrier phase shift processing unit 30. Then, the voltage correction angle processing unit 32 actually outputs from the control timing A that calculates the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw from the d-axis voltage command vd * and the q-axis voltage command vq *. Find the time until timing B. The voltage correction angle processing unit 32 obtains the voltage correction angle φ2 corresponding to the time, and outputs the voltage correction angle φ2 to the adder 34.

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 angle processing unit 32 specifies the control timing A based on the synchronization signal, specifies the application timing B based on the synchronization signal and the phase shift set value SS, and from the control timing A to the application timing B. Find the time between.

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 adder 34 described later, the magnetic pole position can be advanced by the time between the control timing A and the application timing B. Then, at the control timing A, the control operation corresponding to the magnetic pole position of the application timing B after the control timing can be realized, and at the application timing B, the output processing corresponding to the magnetic pole position of the application timing B is performed. It can be realized.

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 angle processing unit 32 of all the control units 10, respectively. This is because when the phase of the carrier c is shifted, the time between the control timing A and the application timing B changes according to the phase.

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 subtractor 33 inputs the magnetic pole position from the synchronous communication unit 22, and also inputs the current correction angle φ1 from the current correction angle processing unit 31. Then, the subtractor 33 obtains the electric angle θ1 by subtracting the current correction angle φ1 from the angle of the magnetic pole position, and outputs the electric angle θ1 to the coordinate conversion unit 35.

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 adder 34 inputs the magnetic pole position from the synchronous communication unit 22, and also inputs the voltage correction angle φ2 from the voltage correction angle processing unit 32. Then, the adder 34 obtains the electric angle θ2 by adding the voltage correction angle φ2 to the angle of the magnetic pole position, and outputs the electric angle θ2 to the coordinate conversion unit 45.

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 conversion unit 35 inputs the output currents iu and iw from the corresponding power unit 11 and also inputs the electric angle θ1 from the subtractor 33, and inputs the U-phase output current iu and the W-phase output current iw to the V-phase output current iv. Ask for.

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 conversion unit 35 coordinates-converts the U-phase output current iu, the W-phase output current iw, and the V-phase output current iv into the d-axis current feedback id and the q-axis current feedback iq based on the electric angle θ1. Then, the coordinate conversion unit 35 outputs the d-axis current feedback id to the subtractor 38, and outputs the q-axis current feedback iq to the subtractor 39.

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 current command generator 36 generates a d-axis current command id * by a predetermined operation, and outputs the d-axis current command id * to the subtractor 38. The torque command converter 37 inputs a torque command from the synchronous communication unit 22, converts the torque command into a q-axis current command iq * by a predetermined calculation, and outputs the q-axis current command iq * to the subtractor 39.

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 subtractor 38 inputs the d-axis current command id * from the d-axis current command generator 36, and inputs the d-axis current feedback id from the coordinate conversion unit 35. Then, the subtractor 38 obtains the d-axis current deviation by subtracting the d-axis current feedback id from the d-axis current command id *, and outputs the d-axis current deviation to the d-axis current controller 40.

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 subtractor 39 inputs the q-axis current command iq * from the torque command converter 37, and inputs the q-axis current feedback iq from the coordinate conversion unit 35. Then, the subtractor 39 obtains the q-axis current deviation by subtracting the q-axis current feedback iq from the q-axis current command iq *, and outputs the q-axis current deviation to the q-axis current controller 41.

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 current controller 40 inputs the d-axis current deviation from the subtractor 38, and obtains the d-axis voltage command vd *'by performing current control by the PI controller so that the d-axis current deviation becomes 0. .. Then, the d-axis current controller 40 outputs the d-axis voltage command vd *'to the adder 43.

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 current controller 41 inputs the q-axis current deviation from the subtractor 39, and obtains the q-axis voltage command vq *'by performing current control by the PI controller so that the q-axis current deviation becomes 0. .. Then, the q-axis current controller 41 outputs the q-axis voltage command vq *'to the adder 44.

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 non-interference compensation controller 42 receives the d-axis voltage command vd *'and the q-axis voltage command vq *'in known processing based on the d-axis voltage command vd *', the q-axis voltage command vq *', and the encoder data. The d-axis voltage compensation value and the q-axis voltage compensation value for compensating for the interference between the two are obtained. Then, the non-interference compensation controller 42 outputs the d-axis voltage compensation value to the adder 43, and outputs the q-axis voltage compensation value to the adder 44.

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 adder 43 inputs the d-axis voltage command vd *'from the d-axis current controller 40, inputs the d-axis voltage compensation value from the non-interference compensation controller 42, and inputs the d-axis voltage compensation value to the d-axis voltage command vd *'. By adding the voltage compensation value, the non-interference compensated d-axis voltage command vd * is obtained. Then, the adder 43 outputs the d-axis voltage command vd * to the coordinate conversion unit 45.

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 adder 44 inputs the q-axis voltage command vq *'from the q-axis current controller 41, inputs the q-axis voltage compensation value from the non-interference compensation controller 42, and inputs the q-axis voltage command vq *'to the q-axis voltage command vq *'. By adding the voltage compensation values, the non-interference-compensated q-axis voltage command vq * is obtained. Then, the adder 44 outputs the q-axis voltage command vq * to the coordinate conversion unit 45.

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 conversion unit 45 inputs the d-axis voltage command vd * from the adder 43, the q-axis voltage command vq * from the adder 44, and further inputs the electric angle θ2 from the adder 34.

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 conversion unit 45 coordinates-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, and the three-phase AC voltage commands Vu, Vv. , Vw is output to the PWM unit 46.

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 section 46 in the subsequent stage, and the corresponding power section 11 in the subsequent stage produces three phases. An AC voltage e * is generated and supplied to the multi-winding motor 2.

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 unit 46 inputs the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw from the coordinate conversion unit 45, and inputs the phase shift set value SS from the carrier phase shift processing unit 30. Then, the PWM unit 46 generates a carrier c whose phase is shifted by the phase shift set value SS with respect to the reference phase carrier based on the synchronization signal.

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 PWM unit 46 generates a PWM gate signal G according to the comparison result by comparing the amplitude of the command with the amplitude of the carrier c for each phase of the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, and Vw. The PWM unit 46 outputs the gate signal G to the corresponding power unit 11.

〔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 shift processing unit 30 shown in FIG. 4 will be described in detail. As described above, in the carrier phase shift processing unit 30, the timing before and after and the application timing B based on the common control timing A are set so as not to be the same as the phase shift set value SS in the other control units 10. Set the phase shift setting value SS so that they do not match.

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 shift processing unit 30 in detail, about the reason why the timing before and after the common control timing A is used as a reference and the application timing B do not match when the phase shift setting value SS is set. explain. The area before and after the common control timing A as a reference and which does not match the application timing B (excluding the application timing B) is defined as a dead band.

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 dead band DBi 2 and a voltage dead band DB v2 are provided before and after the 270 deg control timing A.

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 shift processing unit 30 provided in the slave control unit 10 has a peak in the carrier c in which the phase shift set value SS is phase-shifted with respect to the reference phase carrier c1. And the application timing B, which is the timing of the valley, does not match the dead bands DBi1 and DBi2 for current and the dead bands DBv1 and DBv2 for voltage (set the phase shift setting value SS so as not to match).

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 shift processing unit 30 provided in the slave control unit 10, the application timing B is the dead band DBi1 and DBi2 for current in the carrier c whose phase shift is phase-shifted by the phase shift set value SS with respect to the carrier c1 of the reference phase. The phase shift setting value SS is set so as not to match with.

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 motor 2 is controlled.

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 multi-winding motor 2 at the application timing B is the three-phase AC voltage command of the scan. The control becomes unstable because Vu, Vv, Vw and the gate signal G are used, or the three-phase AC voltage command Vu, Vv, Vw and the gate signal G one scan before are used.

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 shift processing unit 30 provided in the slave control unit 10, the application timing B is the dead band DBv1 and DBv2 for voltage in the carrier c whose phase shift is phase-shifted by the phase shift set value SS with respect to the carrier c1 of the reference phase. The phase shift setting value SS is set so as not to match with.

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 shift processing unit 30 of the first example will be described. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the carrier phase shift processing unit 30 of the first example. The carrier phase shift processing unit 30a includes a basic shift calculation unit 50, a shift setting processing unit 51, and a dead band table 52.

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 shift calculation unit 50 has a preset carrier frequency f, a motor winding number N (= 9), and a winding position n (= 0 to 8) of the multi-winding motor 2 controlled by the control unit 10. ) Is entered. The winding position n is 0 in the case of the master control unit 10-1, and 1 to 8 in the case of the slave control units 10-2, ..., 10-9, respectively.

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 shift calculation unit 50 divides 360 deg by the number of motor windings N using the number of motor windings N and the winding position n, and multiplies the division result by the winding position n ((360 deg / N) ×. Winding position n) is performed, and the basic shift value SF corresponding to the winding position n is obtained. Then, the basic shift calculation unit 50 outputs the basic shift value SF to the shift setting processing unit 51.

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 setting processing unit 51 inputs the basic shift value SF from the basic shift calculation unit 50, and reads dead band information from the preset dead band table 52 corresponding to the carrier frequency f, the control cycle CT, and the like. Then, the shift setting processing unit 51 determines whether or not the basic shift value SF is within the dead band region.

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 setting processing unit 51 determines that the basic shift value SF is within the dead band region, the shift setting processing unit 51 determines the end angle close to the basic shift value SF among the angles (two end angles) at both ends in the dead band region. select. Then, the shift setting processing unit 51 sets an angle on the selected end angle side that is outside the dead band region (for example, the angle closest to the dead band), and sets the angle as the phase shift setting value SS. It is output to the current correction angle processing unit 31, the voltage correction angle processing unit 32, and the PWM unit 46.

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 setting processing unit 51 determines that the basic shift value SF is not within the dead band region, the current correction angle processing unit 31 and the voltage correction angle processing unit 31 use the basic shift value SF as the phase shift setting value SS. Output to unit 32 and PWM unit 46.

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 setting processing unit 51. This example shows the processing of the shift setting processing unit 51 provided in the slave control unit 10-4.

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 shift calculation unit 50 uses the number of motor windings N = 9 and the winding position n = 3 of the control unit 10-4 by the calculation of (360deg / 9) × 3. The basic shift value SF = 120 deg is obtained.

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 setting processing unit 51 reads the dead band information from the dead band table 52 shown in FIG. 7, and determines that the basic shift value SF = 120 deg is within the dead band region (109 to 120 deg). Then, the shift setting processing unit 51 selects an end angle 120 deg close to the basic shift value SF = 120 deg among the two end angles (109 deg, 120 deg) in the dead band region.

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 setting processing unit 51 sets an angle (121 deg in this example) that is an angle on the selected end angle 120 deg side and is outside the dead band region (109 to 120 deg), and sets the angle 121 deg as the phase shift setting value. Output as SS = 121deg.

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 multi-winding motor 2 at the application timing B uses the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw and the gate signal G of the scan, or the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw one scan before. And the gate signal G is not used, and the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw and the gate signal G of the scan are used, so that the control is stable.

(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 shift processing unit 30 of the second example will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the carrier phase shift processing unit 30 of the second example. The carrier phase shift processing unit 30b includes a shift setting processing unit 53 and a shift table 54.

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 setting processing unit 53 has a preset carrier frequency f, a motor winding number N (= 9), and a winding position n (= 0 to 8) of the multi-winding motor 2 controlled by the control unit 10. ) Is entered. The winding position n is 0 in the case of the master control unit 10-1, and 1 to 8 in the case of the slave control units 10-2, ..., 10-9, respectively.

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 setting processing unit 53 reads out the angle information (deg) corresponding to the number of motor windings N and the winding position n from the preset shift table 54 corresponding to the carrier frequency f, the control cycle CT, and the like. Then, the shift setting processing unit 53 outputs the read angle information as the phase shift setting value SS to the current correction angle processing unit 31, the voltage correction angle processing unit 32, and the PWM unit 46.

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 PWM unit 46 shown in FIG. 4 will be described in detail. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of the PWM unit 46. The PWM unit 46 includes a phase shift circuit 60 and a gate signal generation unit 61.

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 phase shift circuit 60 inputs the phase shift set value SS from the carrier phase shift processing unit 30, and also inputs the preset carrier frequency f. Then, the phase shift circuit 60 uses a signal having a carrier frequency f based on the synchronization signal to generate a carrier c phase-shifted by the phase shift set value SS, and outputs the carrier c to the gate signal generation unit 61. The details of the phase shift circuit 60 will be described later.

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 signal generation unit 61 inputs the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw from the coordinate conversion unit 45, and inputs the carrier c phase-shifted by the phase shift set value SS from the phase shift circuit 60. Then, the gate signal generation unit 61 compares the amplitude of the command with the amplitude of the carrier c for each phase of the three-phase AC voltage commands Vu, Vv, Vw, and the PWM gate signal G according to the comparison result. To generate. The PWM unit 46 outputs the gate signal G to the corresponding power unit 11.

(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 phase shift circuit 60 shown in FIG. 11 will be described in detail. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of the phase shift circuit 60. The phase shift circuit 60 includes a rising edge determination unit 70, a falling edge determination unit 71, a carrier H shift count unit 72, a carrier L shift count unit 73, a count monitoring unit 74, 75, an up / down count control unit 76, and an up. / A down counter 77 and a carrier generation unit 78 are provided.

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 edge determination unit 70 inputs a signal having a carrier frequency f set in advance and synchronized with the synchronization signal, detects the rising edge of the signal having a carrier frequency f, and uses the detected signal as a carrier H shift counting unit. Output to 72.

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 edge determination unit 71 inputs a signal having a carrier frequency f set in advance and synchronized with the synchronization signal, detects the falling edge of the signal having the carrier frequency f, and shifts the detected signal to the carrier L. Output to the count unit 73.

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 shift count unit 72 inputs a detection signal from the rising edge determination unit 70, the carrier H shift count unit 72 clears the count and starts counting from the detection signal as a starting point. Then, the carrier H shift count unit 72 outputs the count value to the count monitoring unit 74.

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 edge determination unit 71, the carrier L shift count unit 73 clears the count and starts counting from the detection signal as a starting point. Then, the carrier L shift count unit 73 outputs the count value to the count monitoring unit 75.

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 count monitoring unit 74 inputs the phase shift set value SS from the carrier phase shift processing unit 30, and also inputs the count value from the carrier H shift count unit 72. Then, when the input count value matches the count setting value corresponding to the phase shift setting value SS, the count monitoring unit 74 outputs a match signal to the up / down count control unit 76.

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 count monitoring unit 75 inputs the phase shift set value SS from the carrier phase shift processing unit 30, and also inputs the count value from the carrier L shift count unit 73. Then, when the input count value matches the count setting value corresponding to the phase shift setting value SS, the count monitoring unit 75 outputs a match signal to the up / down count control unit 76.

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 count control unit 76 inputs match signals from the count monitoring units 74 and 75, respectively, and outputs an up instruction to the up / down counter 77 when the match signal from the count monitoring unit 74 is input. Further, the up / down count control unit 76 outputs a down instruction to the up / down counter 77 when the match signal from the count monitoring unit 75 is input.

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 count monitoring units 74 and 75 are input, the up / down count control unit 76 outputs the pulse of the period signal to the carrier generation unit 78. Here, the period signal is a signal having a pulse after a time (count) of the phase shift set value SS from the timing of the rising edge or the falling edge of the signal having the carrier frequency f based on the synchronization signal.

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 count control unit 76, and when the up instruction is input, the count value is increased at a constant rate of increase, and when the down instruction is input, the count value is increased. Is reduced at a constant rate of decrease. Then, the up / down counter 77 outputs the count value to the carrier generation unit 78.

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 carrier generation unit 78 inputs a pulse of a period signal from the up / down count control unit 76, and inputs a count value from the up / down counter 77. Then, the carrier generation unit 78 generates a carrier c phase-shifted by the phase shift set value SS with respect to the reference phase carrier based on the pulse and count value of the period signal, and outputs the carrier c to the gate signal generation unit 61. do.

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 control device 1 of the embodiment of the present invention, the carrier phase shift processing unit 30 provided in the current control unit 23 of the control unit 10 is the same as the phase shift set value SS in the other control units 10. The phase shift setting value SS is set so that the timing does not become the same and the timing before and after the control timing A and the application timing B do not match.

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 angle processing unit 31 obtains the current correction angle φ1 corresponding to the time between the application timing B and the control timing A, and the subtractor 33 subtracts the current correction angle φ1 from the magnetic pole position to obtain the current. The electric angle θ1 which is the magnetic pole position delayed by the correction angle φ1 is obtained.

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 angle processing unit 32 obtains the voltage correction angle φ2 corresponding to the time between the control timing A and the application timing B, and the adder 34 adds the voltage correction angle φ2 to the magnetic pole position to obtain a voltage. The electric angle θ2, which is the position of the magnetic pole advanced by the correction angle φ2, is obtained.

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 angle processing unit 31 performs processing for obtaining the current correction angle φ1 in consideration of this phase difference, and as a result, highly accurate current control can be realized.

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 angle processing unit 32 performs processing for obtaining the voltage correction angle φ2 in consideration of the phase difference, and as a result, highly accurate voltage control can be realized. ..

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 setting processing unit 51 of the carrier phase shift processing unit 30a shown in FIG. 6 uses the dead band table 52 to obtain the phase shift setting value SS. Therefore, the phase shift set value SS may be obtained. Further, the shift setting processing unit 53 of the carrier phase shift processing unit 30b shown in FIG. 9 uses the shift table 54 to obtain the phase shift setting value SS, but the phase shift setting value is calculated by a predetermined calculation formula. You may ask for SS.

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 setting processing unit 51 of the carrier phase shift processing unit 30a shown in FIG. 6 determines that the basic shift value SF is within the dead band region, of the two end angles in the dead band region, An end angle close to the basic shift value SF was selected, and the phase shift set value SS was obtained. On the other hand, the shift setting processing unit 51 may randomly select one end angle from the two end angles in the dead band region and obtain the phase shift setting value SS.

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)

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.
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.
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.
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.
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