JP2023007752A - Motor drive control device and method, and motor drive control system - Google Patents

Motor drive control device and method, and motor drive control system Download PDF

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JP2023007752A JP2021110801A JP2021110801A JP2023007752A JP 2023007752 A JP2023007752 A JP 2023007752A JP 2021110801 A JP2021110801 A JP 2021110801A JP 2021110801 A JP2021110801 A JP 2021110801A JP 2023007752 A JP2023007752 A JP 2023007752A
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宏明 河合
Hiroaki Kawai
俊宏 野木
Toshihiro Nogi
徹也 小川
Tetsuya Ogawa
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Abstract

To provide a motor drive control device, a motor drive control method, and a motor drive control system, capable of more appropriately suppressing pulsation torque.SOLUTION: A motor drive control system S comprises a motor M and a motor drive control unit for controlling the motor M, the motor drive control unit comprising: a pulsation torque estimation unit PT that uses a pulsation model representing pulsation torque having torque magnitude increasing and decreasing according to a lapse of time to estimate pulsation torque to be generated at the next control timing; a compensation value generation unit CV for generating a compensation value for canceling the estimated pulsation torque; and a drive control unit DC for controlling and driving the motor M using a control command value based on the generated compensation value. The pulsation torque contains at least either of first pulsation torque caused by a spatial high frequency component in a magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the motor M and second pulsation torque that is cogging torque.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電動機の駆動を制御する電動機駆動制御装置および電動機駆動制御方法に関する。そして、本発明は、前記電動機駆動制御装置を備える電動機駆動制御システムに関する。 The present invention relates to a motor drive control device and a motor drive control method for controlling the drive of a motor. The present invention also relates to an electric motor drive control system including the electric motor drive control device.

電気エネルギを機械エネルギへ変換する電動機は、様々な用途に利用されており、一般に、軸を有し前記軸回りに回転する回転子(ロータ)と、前記回転子に対し相対的に静止し前記回転子と磁気的に相互作用する固定子(ステータ)とを備え、回転変化する磁界(回転磁界)によって前記回転子を回転させる。このような電動機では、回転すると、固定子の磁石と回転子の磁石との位置関係が変化するため、トルクが脈動することがある。このような脈動トルク(トルク脈動)を低減するために、例えば、特許文献1や特許文献2に制御装置が提案されている。 2. Description of the Related Art Electric motors that convert electrical energy into mechanical energy are used for various purposes. It has a stator that magnetically interacts with a rotor, and rotates the rotor by a rotating magnetic field. When such an electric motor rotates, the positional relationship between the magnets of the stator and the magnets of the rotor changes, so torque may pulsate. In order to reduce such pulsating torque (torque pulsation), for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a control device.

この特許文献1に開示された電動機の制御装置は、電圧指令の基本値を算出する基本電圧指令算出部と、電動機の巻線に流れる電流を検出する電流検出部と、前記巻線に印加される印加電圧及び前記電流の検出値に基づいて、前記巻線に鎖交する鎖交磁束を推定する磁束推定部と、前記電流の検出値及び前記鎖交磁束の推定値に基づいて、前記電動機の出力トルクを推定するトルク推定部と、前記出力トルクの推定値から脈動成分を抽出する脈動抽出部と、前記脈動成分の抽出値に基づいて、電圧指令補正値を算出する脈動制御部と、前記電圧指令の基本値に前記電圧指令補正値を重畳して、重畳後の電圧指令を算出する重畳部と、前記重畳後の電圧指令に基づいて、前記巻線にインバータを介して電圧を印加する電圧印加部と、を備える。この電圧印加部は、前記重畳後のdq軸の電圧指令に対して、磁極位置に基づいて、固定座標変換及び2相3相変換を行って、3相の電圧指令を算出する座標変換部と、前記3相の電圧指令のそれぞれと、キャリア波の三角波とを比較することによって、3相各相の矩形パルス波に応じた制御信号を出力するPWM制御部とを備えている。 The motor control device disclosed in Patent Document 1 includes a basic voltage command calculator that calculates a basic value of a voltage command, a current detector that detects the current flowing through the windings of the motor, and a current that is applied to the windings. a magnetic flux estimating unit for estimating a magnetic flux linkage interlinking with the winding based on the applied voltage and the detected value of the current; and based on the detected value of the current and the estimated value of the magnetic flux linkage, the motor a torque estimator for estimating the output torque of; a pulsation extractor for extracting a pulsation component from the estimated value of the output torque; a pulsation controller for calculating a voltage command correction value based on the extracted value of the pulsation component; a superimposing unit that superimposes the voltage command correction value on the basic value of the voltage command to calculate a voltage command after superimposition; and applying a voltage to the winding via an inverter based on the voltage command after superimposition. and a voltage applying unit for applying the voltage. The voltage application unit performs fixed coordinate transformation and two-phase three-phase transformation on the superimposed dq-axis voltage command based on the magnetic pole position, and calculates a three-phase voltage command. and a PWM controller for outputting a control signal corresponding to the rectangular pulse wave of each of the three phases by comparing each of the voltage commands of the three phases with the triangular wave of the carrier wave.

前記特許文献2に開示されたモータ制御装置は、直流電力から交流電力への電力変換を行う電力変換器と接続され、前記交流電力を用いて駆動する交流モータの駆動を制御するモータ制御装置であって、電流指令を生成する電流指令生成部と、前記電流指令に基づいて電圧指令を生成する電流制御部と、前記電圧指令に基づいて前記電力変換器の動作を制御するためのゲート信号を生成するゲート信号生成部と、前記電流指令に脈動を重畳して前記電流指令を補正する電流指令補正部と、を備え、前記電流指令補正部は、前記交流モータの回転数に基づいて前記脈動の振幅および位相をそれぞれ変化させる。 The motor control device disclosed in Patent Document 2 is connected to a power converter that performs power conversion from DC power to AC power, and is a motor control device that controls driving of an AC motor that is driven using the AC power. a current command generator that generates a current command; a current controller that generates a voltage command based on the current command; and a gate signal for controlling the operation of the power converter based on the voltage command. and a current command correction unit that corrects the current command by superimposing pulsation on the current command, wherein the current command correction unit corrects the pulsation based on the rotation speed of the AC motor. are changed in amplitude and phase, respectively.

特開2020-178439号公報JP 2020-178439 A 特開2020-188555号公報JP 2020-188555 A

ところで、前記特許文献1では、脈動を抑制するための前記重畳後の電圧指令を、フィードバック制御を介さずに直接PWM制御部に入力している。このため、脈動抑制部におけるゲインの設定が適切でない場合、制御系が不安定となる虞がある。 By the way, in Patent Document 1, the superimposed voltage command for suppressing pulsation is directly input to the PWM control unit without feedback control. Therefore, if the gain setting in the pulsation suppressor is not appropriate, the control system may become unstable.

一方、前記特許文献2では、電流指令補正部が出力する指令電流値に、電流制御部の周波数応答性を超える周波数が含まれている場合、その指令値に追従した電流制御ができない。つまり、電流制御部の周波数応答性を超える高周波の脈動は、前記特許文献2に開示されたモータ制御装置では抑制することが難しい。 On the other hand, in Patent Document 2, if the command current value output by the current command correction unit includes a frequency that exceeds the frequency response of the current control unit, current control that follows the command value cannot be performed. In other words, it is difficult for the motor control device disclosed in Patent Document 2 to suppress high-frequency pulsations that exceed the frequency response of the current control unit.

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、より適切に脈動トルクを抑制できる電動機駆動制御装置、電動機駆動制御方法および前記電動機駆動制御装置を備える電動機駆動制御システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide an electric motor drive control device, an electric motor drive control method, and an electric motor drive control system including the electric motor drive control device that can more appropriately suppress pulsating torque. is to provide

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる電動機駆動制御装置は、電動機を制御する装置であって、時間経過に従ってトルクの大きさが増減する脈動トルクを表す脈動モデルを用いることによって、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定する脈動トルク推定部と、前記脈動トルク推定部で推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を生成する補償値生成部と、前記補償値生成部で生成した補償値に基づく制御指令値で前記電動機を制御して駆動する駆動制御部とを備え、前記脈動トルクは、前記電動機の円周方向における起磁力分布の空間高周波成分に起因する第1脈動トルク、および、コギングトルクである第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む。 As a result of various studies, the inventors of the present invention have found that the above object can be achieved by the present invention described below. That is, an electric motor drive control device according to one aspect of the present invention is a device that controls an electric motor, and uses a pulsation model representing pulsation torque whose magnitude increases and decreases with the lapse of time, thereby controlling the following control timing: A pulsating torque estimating unit for estimating the generated pulsating torque, a compensation value generating unit for generating a compensation value for canceling the pulsating torque estimated by the pulsating torque estimating unit, and control based on the compensation value generated by the compensation value generating unit a drive control unit that controls and drives the electric motor with a command value, and the pulsating torque is a first pulsating torque resulting from a spatial high-frequency component of the magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor, and a cogging torque. At least one of a certain second pulsating torque is included.

このような電動機駆動制御装置は、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定し、この推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を生成するので、電動機自体に生じる第1および第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む脈動トルクをより適切に抑制できる。 Such a motor drive control device estimates the pulsating torque generated at the next control timing and generates a compensation value for canceling the estimated pulsating torque. pulsating torque including at least one of can be suppressed more appropriately.

他の一態様では、上述の電動機駆動制御装置において、前記駆動制御部は、前記電動機の駆動電流を制御する電流制御系および前記電動機の速度を制御する速度制御系を含み、前記補償値生成部は、前記脈動トルクの周波数、前記電流制御系が前記脈動トルクに追従できる前記電流制御系の第1周波数帯域および前記速度制御系が前記脈動トルクに追従できる前記速度制御系の第2周波数帯域に基づいて前記補償値を生成するか否かを決定し、前記補償値を生成すると決定した場合に前記補償値を生成する。好ましくは、上述の電動機駆動制御装置において、前記補償値生成部は、第1に、前記脈動トルクにおける第1脈動トルクの周波数が第1周波数帯域を超えている場合および前記脈動トルクにおける第2脈動トルクの周波数が第1周波数帯域を超えている場合のうちのいずれでもない場合では、前記補償値を生成しないように決定し、第2に、前記脈動トルクにおける第1脈動トルクの周波数が第1周波数帯域を超えている場合および前記脈動トルクにおける第2脈動トルクの周波数が第1周波数帯域を超えている場合のうちの少なくともいずれかである場合であって、かつ、前記脈動トルクにおける第1脈動トルクの周波数が第2周波数帯域を超えている場合および前記脈動トルクにおける第2脈動トルクの周波数が第2周波数帯域を超えている場合のうちのいずれでもない場合では、前記駆動制御部の入力側で用いる前記補償値を生成するように決定し、第3に、前記脈動トルクにおける第1脈動トルクの周波数が第1周波数帯域を超えている場合および前記脈動トルクにおける第2脈動トルクの周波数が第1周波数帯域を超えている場合のうちの少なくともいずれかである場合であって、かつ、前記脈動トルクにおける第1脈動トルクの周波数が第2周波数帯域を超えている場合および前記脈動トルクにおける第2脈動トルクの周波数が第2周波数帯域を超えている場合のうちの少なくともいずれかである場合では、前記駆動制御部の出力に用いる前記補償値を生成するように決定する。好ましくは、前記駆動制御部は、制御目標に応じたフィードバック制御で前記電動機を制御する装置であって、前記制御目標に基づくd軸電流指令値およびq軸電流指令値を生成する電流指令生成部と、前記電流指令生成部で生成したd軸電流指令値およびq軸電流指令値と前記電動機に給電された電流値に対応するd軸電流値およびq軸電流値との各偏差を生成する偏差生成部と、前記偏差生成部で生成した各偏差に基づくd軸電圧指令値およびq軸電圧指令値を生成する電流制御部とを備え、前記補償値生成部が前記駆動制御部の入力側で用いる前記補償値を生成するように決定した場合、前記電流制御部の入力に前記補償値が用いられ、前記駆動制御部の出力に用いる前記補償値を生成するように決定した場合、前記電流制御部の出力に前記補償値が用いられる。好ましくは、前記電動機は、永久磁石型同期電動機(PMSM)であり、d軸の制御目標は、定数0であり、前記補償値生成部が前記駆動制御部の入力側で用いる前記補償値を生成するように決定した場合、前記補償値がq軸電流のみに対して用いられ、前記駆動制御部の出力に用いる前記補償値を生成するように決定した場合、前記補償値がq軸電圧のみに対して用いられる。好ましくは、前記永久磁石型同期電動機(PMSM)は、表面型永久磁石式同期電動機(SPMSM)を含む。 In another aspect, in the above-described electric motor drive control device, the drive control unit includes a current control system that controls the drive current of the electric motor and a speed control system that controls the speed of the electric motor, and the compensation value generation unit is the frequency of the pulsating torque, the first frequency band of the current control system in which the current control system can follow the pulsating torque, and the second frequency band of the speed control system in which the speed control system can follow the pulsating torque. determining whether to generate the compensation value based on the compensation value, and generating the compensation value if it is determined to generate the compensation value. Preferably, in the above-described electric motor drive control device, the compensation value generating section firstly detects when the frequency of the first pulsating torque in the pulsating torque exceeds a first frequency band and when the frequency of the second pulsating torque in the pulsating torque in none of the cases where the frequency of the torque exceeds the first frequency band, determining not to generate the compensation value; or at least one of the frequency of the second pulsating torque in the pulsating torque exceeds the first frequency band, and the first pulsation in the pulsating torque When neither the frequency of the torque exceeds the second frequency band nor the frequency of the second pulsating torque in the pulsating torque exceeds the second frequency band, the input side of the drive control unit and third, if the frequency of a first pulsating torque in the pulsating torque exceeds a first frequency band and if the frequency of a second pulsating torque in the pulsating torque exceeds the first at least one of the cases where the frequency exceeds one frequency band, and the frequency of the first pulsating torque in the pulsating torque exceeds the second frequency band; In at least one of the cases where the frequency of the pulsating torque exceeds the second frequency band, it is determined to generate the compensation value used for the output of the drive control section. Preferably, the drive control unit is a device that controls the electric motor by feedback control according to a control target, and is a current command generation unit that generates a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the control target. and a deviation between the d-axis current command value and the q-axis current command value generated by the current command generation unit and the d-axis current value and the q-axis current value corresponding to the current value supplied to the motor. and a current control unit for generating a d-axis voltage command value and a q-axis voltage command value based on each deviation generated by the deviation generation unit, wherein the compensation value generation unit is on the input side of the drive control unit. When it is determined to generate the compensation value to be used, the compensation value is used for the input of the current control unit, and when it is determined to generate the compensation value to be used for the output of the drive control unit, the current control Said compensation value is used in the output of the section. Preferably, the motor is a permanent magnet type synchronous motor (PMSM), the d-axis control target is a constant 0, and the compensation value generator generates the compensation value used on the input side of the drive controller. When it is determined to generate the compensation value used for the output of the drive control unit, the compensation value is used only for the q-axis voltage. used against Preferably, the permanent magnet synchronous motor (PMSM) includes a surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM).

このような電動機駆動制御装置は、前記脈動トルクの周波数、前記第1周波数帯域および前記第2周波数帯域に基づいて前記補償値を生成するか否かを決定するので、適切に前記補償値を生成できる。 Since such a motor drive control device determines whether or not to generate the compensation value based on the frequency of the pulsating torque, the first frequency band, and the second frequency band, the compensation value is generated appropriately. can.

他の一態様では、上述の電動機駆動制御装置において、前記補償値生成部は、前記補償値に基づく制御指令値に対応する電圧値が前記電動機に給電する電源における所定の出力電圧値を超える場合には、前記補償値を生成しない。 In another aspect, in the above-described electric motor drive control device, the compensation value generation unit may generate a voltage when a voltage value corresponding to a control command value based on the compensation value exceeds a predetermined output voltage value of a power supply that supplies power to the electric motor. do not generate the compensation value.

このような電動機駆動制御装置は、電源の定格電圧値以内で電動機を制御するので、制御の不安定化を回避できる。 Since such a motor drive control device controls the motor within the rated voltage value of the power supply, it is possible to avoid destabilization of control.

本発明の他の一態様にかかる電動機駆動制御方法は、電動機を制御する方法であって、時間経過に従ってトルクの大きさが増減する脈動トルクを表す脈動モデルを用いることによって、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定する脈動トルク推定工程と、前記脈動トルク推定工程で推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を求める補償値処理工程と、前記補償値処理工程で求めた補償値に基づく制御指令値で前記電動機を制御して駆動する駆動制御工程とを備え、前記脈動トルクは、前記電動機の円周方向における起磁力分布の空間高周波成分に起因する第1脈動トルク、および、コギングトルクである第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む。 An electric motor drive control method according to another aspect of the present invention is a method for controlling an electric motor, and uses a pulsation model representing a pulsation torque whose magnitude increases or decreases with the lapse of time so that at the next control timing, a pulsating torque estimating step of estimating the generated pulsating torque; a compensation value processing step of obtaining a compensation value for canceling the pulsating torque estimated in the pulsating torque estimating step; and a control command based on the compensation value obtained in the compensation value processing step. and a drive control step of controlling and driving the electric motor with a value, wherein the pulsating torque is a first pulsating torque resulting from a spatial high-frequency component of a magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor, and a cogging torque. At least one of the second pulsating torques is included.

このような電動機駆動制御方法は、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定し、この推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を生成するので、電動機自体に生じる第1および第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む脈動トルクをより適切に抑制できる。 In such a motor drive control method, the pulsating torque generated at the next control timing is estimated, and a compensation value for canceling the estimated pulsating torque is generated. pulsating torque including at least one of can be suppressed more appropriately.

本発明の他の一態様にかかる電動機駆動制御システムは、電動機と、前記電動機を制御する電動機駆動制御部とを備え、前記電動機駆動制御部は、これら上述のいずれかの電動機駆動制御装置である。 An electric motor drive control system according to another aspect of the present invention includes an electric motor and an electric motor drive control unit that controls the electric motor, and the electric motor drive control unit is any one of the electric motor drive control devices described above. .

これによれば、これら上述のいずれかの電動機駆動制御装置を備えた電動機駆動制御システムが提供できる。このような電動機駆動制御システムは、これら上述のいずれかの電動機駆動制御装置を備えるので、電動機自体に生じる第1および第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む脈動トルクをより適切に抑制できる。 According to this, it is possible to provide an electric motor drive control system including any one of the electric motor drive control devices described above. Since such an electric motor drive control system includes any one of the electric motor drive control devices described above, it is possible to more appropriately suppress pulsating torque including at least one of the first and second pulsating torques generated in the electric motor itself.

本発明にかかる電動機駆動制御装置および電動機駆動制御方法は、より適切に脈動トルクを抑制できる。本発明によれば、前記電動機駆動制御装置を備える電動機駆動制御システムが提供できる。 The electric motor drive control device and the electric motor drive control method according to the present invention can suppress pulsating torque more appropriately. According to the present invention, an electric motor drive control system including the electric motor drive control device can be provided.

実施形態における電動機駆動制御システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of an electric motor drive control system in an embodiment; FIG. 前記電動機駆動制御システムにおけるインバータ回路の構成を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing the configuration of an inverter circuit in the motor drive control system; FIG. 電流制御系のブロック図である。3 is a block diagram of a current control system; FIG. 速度制御系のブロック図である。3 is a block diagram of a speed control system; FIG. 前記電動機駆動制御システムにおける動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing operations in the electric motor drive control system; 変形形態における電動機駆動制御システムにおける動作を示すフローチャートである。9 is a flow chart showing the operation of the motor drive control system in a modified form;

以下、図面を参照して、本発明の1または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 One or more embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the disclosed embodiments. It should be noted that the configurations denoted by the same reference numerals in each figure indicate the same configurations, and the description thereof will be omitted as appropriate. In the present specification, reference numerals with suffixes omitted are used when referring to generically, and reference numerals with suffixes are used when referring to individual configurations.

実施形態における電動機駆動制御システムは、電動機を、制御しつつ、駆動するシステムであり、例えば、電動機と、前記電動機を制御する電動機駆動制御部とを備える、この電動機駆動制御部は、時間経過に従ってトルクの大きさが増減する脈動トルクを表す脈動モデルを用いることによって、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定する脈動トルク推定部と、前記脈動トルク推定部で推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を生成する補償値生成部と、前記補償値生成部で生成した補償値に基づく制御指令値で前記電動機を制御して駆動する駆動制御部とを備える、ここで、前記脈動トルクは、前記電動機の円周方向における起磁力分布の空間高周波成分に起因する第1脈動トルク、および、コギングトルクである第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む。以下、このような電動機駆動制御部とを備える電動機駆動制御システムについて、より具体的に説明する。 An electric motor drive control system according to an embodiment is a system that controls and drives an electric motor. For example, it includes an electric motor and an electric motor drive control unit that controls the electric motor. A pulsation torque estimator for estimating the pulsation torque generated at the next control timing by using a pulsation model representing the pulsation torque whose magnitude increases and decreases, and a compensation for canceling the pulsation torque estimated by the pulsation torque estimator. and a drive control unit that controls and drives the electric motor with a control command value based on the compensation value generated by the compensation value generation unit, wherein the pulsating torque is the It includes at least one of a first pulsating torque resulting from a spatial high-frequency component of the magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor and a second pulsating torque that is a cogging torque. A motor drive control system including such a motor drive control unit will be described in more detail below.

図1は、実施形態における電動機駆動制御システムの構成を示すブロック図である。図2は、前記電動機駆動制御システムにおけるインバータ回路の構成を示す回路図である。図3は、電流制御系のブロック図である。図4は、速度制御系のブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an electric motor drive control system according to an embodiment. FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of an inverter circuit in the motor drive control system. FIG. 3 is a block diagram of the current control system. FIG. 4 is a block diagram of the speed control system.

実施形態における電動機駆動制御システムSは、例えば、図1に示すように、電動機Mと、インバータ回路IVと、PWM変調器PWと、2相3相変換部CV1と、駆動制御部DCと、3相2相変換部CV2と、回転速度処理部RSCと、電流測定部CSと、回転角度測定部VSと、脈動トルク推定部PTと、補償値生成部CVとを備える。 The electric motor drive control system S in the embodiment includes, for example, as shown in FIG. It comprises a phase-to-phase converter CV2, a rotational speed processor RSC, a current measuring section CS, a rotation angle measuring section VS, a pulsating torque estimating section PT, and a compensation value generating section CV.

電動機Mは、インバータ回路IVに接続され、インバータ回路IVの交流出力で駆動される電動機である。例えば、電動機Mは、インバータ回路IVから出力されるU相、V相およびW相の三相交流電力で駆動される同期電動機、より具体的には、本実施形態では表面型永久磁石式同期電動機(Surface mounted permanent magnet synchronous motor、SPMSM)であり、その速度制御を対象としている。なお、電動機Mは、これに限定されるものではなく、例えば、例えば、誘導電動機(induction motor、IM)やSRモータ(Switched Reluctance motor、SRM)等の他の種類であってもよい。 The electric motor M is a motor connected to the inverter circuit IV and driven by the AC output of the inverter circuit IV. For example, the electric motor M is a synchronous motor driven by a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase AC power output from an inverter circuit IV. (Surface mounted permanent magnet synchronous motor, SPMSM) and its speed control is the object. The electric motor M is not limited to this, and may be, for example, an induction motor (IM), an SR motor (Switched Reluctance motor, SRM), or another type.

PWM変調器PWは、変更可能なパスル幅で矩形波を出力する回路であり、インバータ回路IVは、直流電力を交流電力に変換する回路であり、本実施形態では、PWM変調器PWおよびインバータ回路IVにより、三相交流電力で電動機を駆動する、いわゆる3相PWMインバータモータドライバが構成される。これらPWM変調器PWおよびインバータ回路IVは、2相3相変換部CV1を介して駆動制御部DCに接続され、駆動制御部DCの制御に従って、直流電源Vdcからの直流電力を、所定の周波数の交流電力へ変換する。より具体的には、PWM変調器PWは、駆動制御部DCの制御に従った周波数およびパルス幅の矩形波を制御信号(IV制御信号)としてインバータ回路IVへ出力する回路である。インバータ回路IVは、PWM変調器PWに接続され、PWM変調器PWからのIV制御信号に従って、直流電源Vdcの直流電力を、所定の周波数の交流電力へ変換する回路である。インバータ回路IVは、例えば、図2に示すように、直列に接続された2個のスイッチング素子Trを1組として、互いに並列に接続された3組Tr1、Tr4;Tr2、Tr5;Tr3、Tr6を備える。より具体的には、インバータ回路IVは、6個の第1ないし第6スイッチングTr1~Tr6を備える。これら第1ないし第6スイッチング素子Tr1~Tr6は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等の、オンオフするスイッチ機能を持つ電力用半導体素子である。第1ないし第3スイッチング素子Tr1~Tr3の各一方端子(例えば各コレクタ端子)は、それぞれ、直流電源Vdcの一方端子に接続される。第1スイッチング素子Tr1の他方端子(例えばエミッタ端子)は、第4スイッチング素子Tr4の一方端子(例えば各コレクタ端子)に接続される。第2スイッチング素子Tr2の他方端子(例えばエミッタ端子)は、第5スイッチング素子Tr5の一方端子(例えば各コレクタ端子)に接続される。第3スイッチング素子Tr3の他方端子(例えばエミッタ端子)は、第6スイッチング素子Tr6の一方端子(例えば各コレクタ端子)に接続される。これら第4ないし第6スイッチング素子Tr4~Tr6の各他方端子(例えば各エミッタ端子)は、それぞれ、直流電源Vdcの他方端子に接続される。これら第1ないし第6スイッチング素子Tr1~Tr6における、スイッチング素子TrをオンオフするためのIV制御信号が入力される各制御端子(例えばゲート端子)は、PWM変調器PWに接続される。これら第1ないし第6スイッチング素子Tr1~Tr6それぞれにおいて、その一方端子と他方端子との各間それぞれには、他方端子にアノード端子を接続した各ダイオードD1~D6が接続される。そして、第1スイッチング素子Tr1と第4スイッチング素子Tr4とを接続する第1接続点は、例えばU相の交流電流を出力し、電動機MのU相を接続する入力端子に接続される。第2スイッチング素子Tr2と第5スイッチング素子Tr5とを接続する第2接続点は、例えばV相の交流電流を出力し、電動機MのV相を接続する入力端子に接続される。第3スイッチング素子Tr3と第6スイッチング素子Tr6とを接続する第3接続点は、例えばW相の交流電流を出力し、電動機MのW相を接続する入力端子に接続される。このような構成では、インバータ回路IVは、いわゆる2レベル3相インバータ回路であり、各組の一方のスイッチング素子Tr1、Tr2、Tr3と他方のスイッチング素子Tr4、Tr5、Tr6とは、互いに逆のスイッチング態様(一方がオンの場合には他方がオフで、一方がオフの場合には他方がオンである態様)となるように、PWM変調器PWからのIV制御信号に従って制御され、直流電源Vdcの直流電力を変換してU相、V相およびW相の3相の交流電流を電動機Mへ出力する。 The PWM modulator PW is a circuit that outputs a rectangular wave with a variable pulse width, and the inverter circuit IV is a circuit that converts DC power to AC power. In this embodiment, the PWM modulator PW and the inverter circuit IV constitutes a so-called three-phase PWM inverter motor driver that drives a motor with three-phase AC power. These PWM modulator PW and inverter circuit IV are connected to a drive controller DC via a two-to-three phase converter CV1, and convert DC power from a DC power supply Vdc to a predetermined frequency according to the control of the drive controller DC. Convert to AC power. More specifically, the PWM modulator PW is a circuit that outputs a rectangular wave having a frequency and a pulse width controlled by the drive controller DC as a control signal (IV control signal) to the inverter circuit IV. The inverter circuit IV is a circuit that is connected to the PWM modulator PW and converts the DC power of the DC power supply Vdc into AC power of a predetermined frequency according to the IV control signal from the PWM modulator PW. For example, as shown in FIG. 2, the inverter circuit IV includes three sets Tr1, Tr4; Tr2, Tr5; Prepare. More specifically, the inverter circuit IV includes six first through sixth switches Tr1 through Tr6. These first to sixth switching elements Tr1 to Tr6 are power semiconductor elements, such as insulated gate bipolar transistors (IGBTs), which have switching functions to turn on and off. One terminal (for example, each collector terminal) of each of the first to third switching elements Tr1 to Tr3 is connected to one terminal of the DC power supply Vdc. The other terminal (for example, emitter terminal) of the first switching element Tr1 is connected to one terminal (for example, each collector terminal) of the fourth switching element Tr4. The other terminal (for example, emitter terminal) of the second switching element Tr2 is connected to one terminal (for example, each collector terminal) of the fifth switching element Tr5. The other terminal (for example, the emitter terminal) of the third switching element Tr3 is connected to one terminal (for example, each collector terminal) of the sixth switching element Tr6. The other terminals (for example, emitter terminals) of the fourth to sixth switching elements Tr4 to Tr6 are connected to the other terminal of the DC power supply Vdc. Control terminals (for example, gate terminals) to which IV control signals for turning on/off the switching elements Tr are input in the first to sixth switching elements Tr1 to Tr6 are connected to the PWM modulator PW. Diodes D1 to D6 having anode terminals connected to the other terminals are connected between the one terminals and the other terminals of the first to sixth switching elements Tr1 to Tr6, respectively. A first connection point that connects the first switching element Tr1 and the fourth switching element Tr4 is connected to an input terminal that outputs a U-phase alternating current and connects the U-phase of the electric motor M, for example. A second connection point connecting the second switching element Tr2 and the fifth switching element Tr5 outputs, for example, a V-phase alternating current and is connected to an input terminal to which the V-phase of the electric motor M is connected. A third connection point that connects the third switching element Tr3 and the sixth switching element Tr6 is connected to an input terminal that outputs a W-phase AC current and connects the W-phase of the electric motor M, for example. In such a configuration, the inverter circuit IV is a so-called two-level three-phase inverter circuit, and the switching elements Tr1, Tr2, and Tr3 on one side of each group and the switching elements Tr4, Tr5, and Tr6 on the other side are switched in opposite directions to each other. Control is performed according to the IV control signal from the PWM modulator PW so that when one is on, the other is off, and when one is off, the other is on. It converts the DC power and outputs AC current of three phases of U-phase, V-phase and W-phase to the electric motor M.

電流測定部CSは、3相2相変換部CV2に接続され、インバータ回路IVから電動機Mへ流れる電流、本実施形態では、U相電流、V相電流およびW相電流それぞれを測定し、その各測定結果を3相2相変換部CV2へ出力する装置である。電流測定部CSは、例えば交流電流計を備えて構成される。 The current measurement unit CS is connected to the three-to-two phase conversion unit CV2, and measures the current flowing from the inverter circuit IV to the electric motor M, in this embodiment, the U-phase current, the V-phase current, and the W-phase current. This device outputs the measurement result to the three-to-two phase converter CV2. The current measuring unit CS is configured with an AC ammeter, for example.

回転角度測定部VSは、2相3相変換部CV1、3相2相変換部CV2、回転速度処理部RSCおよび脈動トルク推定部PTそれぞれに接続され、電動機Mにおける磁極位置を角度で測定し、その測定結果(回転角度、電気角(=機械角/電動機Mの極対数))を2相3相変換部CV1、3相2相変換部CV2、回転速度処理部RSCおよび脈動トルク推定部PTそれぞれに出力する装置である。回転角度測定部VSは、例えば、ロータリエンコーダ(パルスジェネレータ)や、ホールIC等を備えて構成される。なお、センサレスの場合には、回転角度測定部VSは、電動機Mのモデルを用いて電流および電圧から電動機Mの回転角度を求めてもよい。 The rotation angle measurement unit VS is connected to each of the two-to-three-phase conversion unit CV1, the three-to-two phase conversion unit CV2, the rotation speed processing unit RSC, and the pulsation torque estimation unit PT, and measures the magnetic pole position of the electric motor M in terms of angles, The measurement results (rotational angle, electrical angle (=mechanical angle/polar logarithm of electric motor M)) are converted to two-to-three-phase converter CV1, three-to-two-phase converter CV2, rotational speed processor RSC, and pulsating torque estimator PT, respectively. It is a device that outputs to The rotation angle measurement unit VS is configured including, for example, a rotary encoder (pulse generator), a Hall IC, and the like. In the sensorless case, the rotation angle measurement unit VS may use a model of the electric motor M to obtain the rotation angle of the electric motor M from the current and voltage.

2相3相変換部CV1は、駆動制御部DCに接続され、回転角度測定部VSから入力された測定結果(回転角度)および駆動制御部DCで生成された電圧指令値v 、v から、この電圧指令値v 、v に対応するU相電流、V相電流およびW相電流をインバータ回路IVから出力するようにPWM変調器PWを制御するための制御信号(PWM制御信号)を求め、このPWM制御信号をPWM変調器PWへ出力するものである。 The two-to-three phase conversion unit CV1 is connected to the drive control unit DC, and receives the measurement result (rotation angle) input from the rotation angle measurement unit VS and the voltage command values v d * and v q generated by the drive control unit DC. * , a control signal ( PWM control signal), and outputs this PWM control signal to the PWM modulator PW.

3相2相変換部CV2は、駆動制御部DCに接続され、電流測定部CSから入力された測定結果(U相電流、V相電流およびW相電流)および回転角度測定部VSから入力された測定結果(回転角度)から、いわゆるクラーク(Clarke)変換およびパーク(Park)変換によって、励磁電流(d軸電流)iおよびトルク分電流(q軸電流)iを求め、この求めたd軸電流iおよびq軸電流iを駆動制御部DCへ出力するものである。 The three-to-two phase conversion unit CV2 is connected to the drive control unit DC, and receives measurement results (U-phase current, V-phase current, and W-phase current) input from the current measurement unit CS and input from the rotation angle measurement unit VS. From the measurement result (rotation angle), the excitation current ( d -axis current) id and the torque component current (q-axis current) iq are obtained by the so-called Clarke transformation and Park transformation, and the obtained d-axis It outputs the current id and the q -axis current iq to the drive controller DC.

回転速度処理部RSCは、駆動制御部DCに接続され、回転角度測定部VSから入力された測定結果(回転角度)から、電動機Mの回転速度ωを求め、この求めた回転速度ωを駆動制御部DCへ出力するものである。例えば、回転角度測定部VSで測定された回転角度θを時間微分して電動機Mの極対数pの逆数を乗じることによって回転速度ωが求められる。 The rotation speed processing unit RSC is connected to the drive control unit DC, obtains the rotation speed ω m of the electric motor M from the measurement result (rotation angle) input from the rotation angle measurement unit VS, and converts the obtained rotation speed ω m It outputs to the drive control section DC. For example, the rotation speed ωm can be obtained by time-differentiating the rotation angle θe measured by the rotation angle measuring unit VS and multiplying it by the reciprocal of the number of pole pairs p of the motor M.

駆動制御部DCは、補償値生成部CVで後述のように生成した補償値に基づく制御指令値で電動機Mを制御して駆動するものである。より具体的には、駆動制御部DCは、制御目標に応じたフィードバック制御で電動機Mを制御する装置であって、前記制御目標に基づくd軸電流指令値およびq軸電流指令値を生成する電流指令生成部GId、GIqと、前記電流指令生成部GId、GIqで生成したd軸電流指令値およびq軸電流指令値と前記電動機Mに給電された電流値に対応するd軸電流値およびq軸電流値との各偏差を、前記d軸電流指令値およびq軸電流指令値から前記d軸電流値およびq軸電流値をそれぞれ減算することによって生成する偏差生成部SM2d、SM2qと、前記偏差生成部SM2d、SM2qで生成した各偏差に基づくd軸電圧指令値およびq軸電圧指令値を例えばいわゆるPI制御で生成する電流制御部GVd、GVqとを備える。本実施形態では、電動機Mは、永久磁石型同期電動機(PMSM)、より具体的には、表面型永久磁石式同期電動機(SPMSM)であるので、トルクに寄与するのは、q軸のみであり、d軸の制御目標は、常に、定数0となり、d軸の電流指令生成部GIdは、図1に示すように、省略される。したがって、このd軸の制御目標0は、d軸の偏差生成部SM2dに入力される。q軸の電流指令生成部GIqは、図1に示すように、制御目標ω (k)と回転速度処理部RSCで求めた電動機Mの回転速度ωとの偏差を、前記制御目標ω (k)から前記電動機Mの回転速度ωを減算することによって求める偏差生成部SM1qと、前記偏差生成部SM1qで求めた偏差に応じたq軸電流指令値を例えばPI制御で生成する生成部PIとを備える。 The drive controller DC controls and drives the electric motor M with a control command value based on the compensation value generated by the compensation value generator CV as described later. More specifically, the drive control unit DC is a device that controls the electric motor M by feedback control according to a control target, and is a current controller that generates a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the control target. command generators GId and GIq, d-axis current command values and q-axis current command values generated by the current command generators GId and GIq, and d-axis current values and q-axis current values corresponding to the current values supplied to the motor M deviation generators SM2d and SM2q for generating deviations from current values by subtracting the d-axis current value and the q-axis current value from the d-axis current command value and the q-axis current command value, respectively; Current control units GVd and GVq are provided for generating a d-axis voltage command value and a q-axis voltage command value based on the deviations generated by the units SM2d and SM2q, for example, by so-called PI control. In this embodiment, the motor M is a permanent magnet synchronous motor (PMSM), more specifically a surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM), so only the q-axis contributes to torque. , the d-axis control target is always constant 0, and the d-axis current command generator GId is omitted as shown in FIG. Therefore, this d-axis control target 0 is input to the d-axis deviation generator SM2d. As shown in FIG. 1, the q-axis current command generator GIq calculates the deviation between the control target ω m * (k) and the rotation speed ω m of the motor M obtained by the rotation speed processing unit RSC as the control target ω A deviation generator SM1q obtained by subtracting the rotation speed ω m of the electric motor M from m * (k), and a q-axis current command value corresponding to the deviation obtained by the deviation generator SM1q is generated by PI control, for example. and a generator PI.

このような構成の駆動制御部DCは、電動機Mの駆動電流を制御する電流制御系および前記電動機Mの速度を制御する速度制御系を含んでいる。 The drive control section DC having such a configuration includes a current control system for controlling the drive current of the electric motor M and a speed control system for controlling the speed of the electric motor M. FIG.

脈動トルク推定部PTは、補償値生成部CVに接続され、時間経過に従ってトルクの大きさが増減する脈動トルクを表す脈動モデルを用いることによって、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定するものである。前記脈動トルクは、例えば、前記電動機Mの円周方向における起磁力分布の空間高周波成分に起因する第1脈動トルク、および、コギングトルクである第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む。本実施形態では、次式1のように、第1および第2脈動トルクp、Tcog、の両方を含むように脈動トルクTdistがモデル化されるが、例えば電動機駆動制御システムSの仕様等に応じて、一方が省略されて脈動トルクTdistがモデル化されてもよい。 The pulsating torque estimating unit PT is connected to the compensation value generating unit CV, and estimates the pulsating torque generated at the next control timing by using a pulsating torque representing the pulsating torque whose magnitude increases or decreases with the passage of time. be. The pulsating torque includes, for example, at least one of a first pulsating torque caused by a spatial high-frequency component of the magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor M and a second pulsating torque that is a cogging torque. In this embodiment, the pulsating torque T dist is modeled so as to include both the first and second pulsating torques p n and T cog as shown in Equation 1 below. etc., one of them may be omitted and the pulsating torque T dist may be modeled.

Figure 2023007752000002
Figure 2023007752000002

ここで、i(k)は、k番目の制御におけるd軸電流であり、i(k)は、k番目の制御におけるq軸電流であり、θ(k)は、k番目の制御における電動機Mの回転角度である。φdh(θ)は、d軸上の鎖交磁束の高調波成分であり、φqh(θ)は、q軸上の鎖交磁束の高調波成分である。この式1の第1項は、前記第1脈動トルクpを表し、前記式1の第2項は、前記第2脈動トルクTcogを表している。この第1脈動トルクpは、例えば、電動機Mの円周方向における起磁力分布がサインカーブとなる理想状態からのズレによって生じる。 where i d (k) is the d-axis current in the k-th control, i q (k) is the q-axis current in the k-th control, and θ e (k) is the k-th control is the rotation angle of the electric motor M at . φ dhe ) is the harmonic component of the flux linkage on the d-axis, and φ qhe ) is the harmonic component of the flux linkage on the q-axis. The first term of Equation 1 represents the first pulsating torque pn , and the second term of Equation 1 represents the second pulsating torque T cog . This first pulsating torque pn is generated, for example, by a deviation from an ideal state in which the magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor M is a sine curve.

この第1脈動トルクpにおけるφdh(θ)およびφqh(θ)は、例えば、無負荷で前記電動機Mを駆動して得られた逆起電圧値ν、νを検出して次式2に用いることによって求められ、これによって第1脈動トルクpが求められる。Ψは、電動機Mにおける永久磁石の差交磁束である。あるいは、例えば、φdh(θ)およびφqh(θ)は、同様の駆動状態を模擬したシミュレーションによって、もしくは、いわゆるFEM解析から求められる。 φ dhe ) and φ qhe ) at the first pulsating torque p n are obtained by detecting back electromotive force values ν d and ν q obtained by driving the motor M with no load, for example. is obtained by using the following equation 2, thereby obtaining the first pulsating torque pn . Ψ is the cross flux of the permanent magnets in the motor M; Alternatively, for example, φ dhe ) and φ qhe ) can be obtained by simulation simulating similar driving conditions or by so-called FEM analysis.

Figure 2023007752000003
Figure 2023007752000003

この第2脈動トルクTcogは、例えば、同様に、無負荷で前記電動機Mを駆動して得られた推力値を検出することによって求められる。あるいは、例えば、第2脈動トルクTcogは、同様の駆動状態を模擬したシミュレーションによって、もしくは、いわゆるFEM解析から求められる。 This second pulsating torque T cog can be obtained, for example, by similarly detecting the thrust value obtained by driving the electric motor M with no load. Alternatively, for example, the second pulsating torque T cog can be obtained by a simulation simulating a similar drive state, or by so-called FEM analysis.

本実施形態では、電動機Mの回転角度θ(k)に依存して変化する脈動トルクTdistが上述の式1の脈動モデルによって推定され、この推定された脈動トルクTdistを打ち消す補償値を制御指令に加えることで、脈動トルクTdistが抑制される。ここで、回転角度測定部VSにより検出した回転角度θ(k)から推定した脈動トルクTdistは、現在での回転角度θ(k)で発生する脈動トルクTdistの推定値であり、実際には、補償値を生成するための処理時間が必要となるので、少なくとも1制御周期の前記処理時間が経過しているため、脈動トルクTdistの推定値と実際に発生する脈動トルクTdistとの間で前記処理時間の遅れが生じ、この遅れに起因する不整合がこれら両者間に生じる。特に、高速で回転している場合は、この不整合が制御に大きく影響し、脈動トルクTdistの抑制が難しくなる。脈動トルクTdistを抑制するためには、この遅れを補償する必要があり、本実施形態では、脈動トルクTdistの推定に用いる回転角度θ(k)の遅れが補償される。本実施形態では、前記遅れ(前記処理時間)が1制御周期Tの時間とされ、1制御周期Tの時間だけ経過した回転角度θ(k+1)が次式3によって推定され、この回転角度の推定値θ(k+1)を、脈動トルクTdistの推定に用いることによって、前記遅れが補償される。なお、現在、k番目の制御の場合、(k+1)、(k+2)、(k+3)、・・・は、予測値であることを表している。 In this embodiment, the pulsating torque T dist that varies depending on the rotational angle θ e (k) of the electric motor M is estimated by the pulsating model of the above equation 1, and a compensation value that cancels out the estimated pulsating torque T dist is determined. By adding it to the control command, the pulsating torque T dist is suppressed. Here, the pulsating torque T dist estimated from the rotation angle θ e (k) detected by the rotation angle measuring unit VS is an estimated value of the pulsating torque T dist generated at the current rotation angle θ e (k), Actually, since a processing time is required to generate the compensation value, since the processing time of at least one control cycle has elapsed, the estimated value of the pulsating torque T dist and the actually generated pulsating torque T dist The processing time delay occurs between the two, and a mismatch occurs between them due to this delay. In particular, when rotating at high speed, this mismatch greatly affects the control, making it difficult to suppress the pulsating torque T dist . In order to suppress the pulsating torque T dist , it is necessary to compensate for this delay, and in this embodiment, the delay in the rotation angle θ e (k) used for estimating the pulsating torque T dist is compensated. In the present embodiment, the delay (the processing time) is set to the time of one control cycle T s , and the rotation angle θ e (k+1) after the time of one control cycle T s has elapsed is estimated by the following equation 3, and this rotation By using the angle estimate θ e (k+1) to estimate the pulsating torque T dist , the lag is compensated. In the case of the k-th control, (k+1), (k+2), (k+3), . . . represent predicted values.

Figure 2023007752000004
Figure 2023007752000004

したがって、本実施形態では、脈動トルク推定部PTは、回転角度測定部VSに接続され、回転角度測定部VSで測定した電動機Mの回転角度θ(k)に基づいて、1制御周期Tの時間だけ経過した回転角度θ(k+1)を上記式3によって推定する回転角度推定部DAと、前記回転角度推定部DAに接続され、前記回転角度推定部DAで推定した1制御周期T後の回転角度θ(k+1)に基づいて第1脈動トルクpを推定する、上記式1の第1項に相当する第1脈動トルク推定部PNと、前記回転角度推定部DAに接続され、前記回転角度推定部DAで推定した1制御周期T後の回転角度θ(k+1)に基づいて第2脈動トルクTcogを推定する、上記式1の第2項に相当する第2脈動トルク推定部TCと、前記第1脈動トルク推定部PNで推定した第1脈動トルクpと前記第2脈動トルク推定部TCで推定した第2脈動トルクTcogとを加算する加算部SMとを備える。 Therefore, in the present embodiment, the pulsating torque estimator PT is connected to the rotation angle measurement unit VS, and based on the rotation angle θ e (k) of the electric motor M measured by the rotation angle measurement unit VS, one control period T s a rotation angle estimating unit DA for estimating the rotation angle θ e (k+1) after a period of time has passed using the above equation 3; A first pulsating torque estimating unit PN corresponding to the first term of the above equation 1 for estimating the first pulsating torque pn based on the subsequent rotational angle θ e (k+1) and the rotational angle estimating unit DA. , the second pulsation corresponding to the second term of the above equation 1, which estimates the second pulsation torque T cog based on the rotation angle θ e (k+1) after one control period T s estimated by the rotation angle estimator DA a torque estimating section TC; and an adding section SM for adding the first pulsating torque pn estimated by the first pulsating torque estimating section PN and the second pulsating torque T cog estimated by the second pulsating torque estimating section TC. Prepare.

補償値生成部CVは、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を生成するものである。 The compensation value generator CV generates a compensation value for canceling the pulsating torque estimated by the pulsating torque estimator PT.

本実施形態では、脈動トルクTdisの周波数が低い場合には、駆動制御部DC自体で脈動トルクTdisを打ち消すことができるので、このような場合には、補償値生成部CVは、前記補償値を生成しない。より具体的には、駆動制御部DCにおける電流および速度の各制御系の制御指令値を入力とする各閉ループ伝達関数が求められ、これらの各遮断周波数(カットオフ周波数)に応じて補償値の生成の可否および前記補償値の入力箇所が決定される。すなわち、補償値生成部CVは、脈動トルクの周波数、駆動制御部DCの前記電流制御系が前記脈動トルクに追従できる前記電流制御系の第1周波数帯域および前記駆動制御部DCの前記速度制御系が前記脈動トルクに追従できる前記速度制御系の第2周波数帯域に基づいて前記補償値を生成するか否かを決定し、前記補償値を生成すると決定した場合に前記補償値を生成する。 In this embodiment, when the frequency of the pulsating torque T dis is low, the pulsating torque T dis can be canceled by the drive control unit DC itself. Generate no value. More specifically, each closed-loop transfer function is obtained by inputting the control command values of the current and speed control systems in the drive control unit DC, and the compensation value is determined according to each of these cutoff frequencies. Whether or not to generate the compensation value and where to input the compensation value are determined. That is, the compensation value generation unit CV is configured to generate the frequency of the pulsating torque, the first frequency band of the current control system in which the current control system of the drive control unit DC can follow the pulsating torque, and the speed control system of the drive control unit DC determines whether to generate the compensation value based on the second frequency band of the speed control system that can follow the pulsating torque, and generates the compensation value when it is determined to generate the compensation value.

より詳しくは、前記電流制御系は、例えば、図3に示すように近似され、制御目標のq軸電流i と電動機Mのq軸電流iとの偏差を、前記制御目標のq軸電流i から前記電動機Mのq軸電流iを減算することによって求める減算器11と、前記減算器11で求めた偏差に基づいて電動機Mをフィードバック制御する制御器12と、前記制御器12によって制御される電動機Mの電気回路13とを備える。制御器12は、例えば、kPi+kIi/sで表され、電動機Mの電気回路13は、例えば、1/(Ls+R)で表される。 More specifically , the current control system is approximated, for example, as shown in FIG. a subtractor 11 obtained by subtracting the q -axis current iq of the electric motor M from the current iq * ; a controller 12 for feedback-controlling the electric motor M based on the deviation obtained by the subtractor 11; an electric circuit 13 of the electric motor M controlled by 12; The controller 12 is for example k Pi +k Ii /s and the electric circuit 13 of the motor M is for example 1/(Ls+R).

この前記電流制御系における制御目標のq軸電流i から実電流iまでの閉ループ伝達関数Giq(s)は、次式4で表され、例えば、kPi=ωcfi×Lとし、kIi=kPi×(R/L)とすると、次式5で表される。 The closed-loop transfer function G iq (s) from the control target q-axis current i q * to the actual current i q in the current control system is expressed by the following equation 4, for example, k Picfi ×L, When k Ii =k Pi ×(R/L), the following equation 5 is obtained.

Figure 2023007752000005
Figure 2023007752000005

Figure 2023007752000006
ここで、Lは、電動機Mの巻線のインダクタンスであり、Rは、電動機Mの巻線の抵抗であり、ωcfiは、前記電流制御系の遮断周波数である。sは、ラプラス変換の演算子である。上述のkPi=ωcfi×Lとし、kIi=kPi×(R/L)のゲイン設定は、一例であり、この他のゲイン設定でも、上記式4から遮断周波数は、求められ得る。
Figure 2023007752000006
where L is the inductance of the windings of the motor M, R is the resistance of the windings of the motor M, and ω cfi is the cut-off frequency of the current control system. s is the Laplace transform operator. The above gain setting of k Picfi ×L and k Ii =k Pi ×(R/L) is an example, and the cutoff frequency can be obtained from Equation 4 above even with other gain settings.

上記式5から、前記電流制御系は、遮断周波数ωcfiの1次遅れとなる。このため、遮断周波数ωcfi以下の周波数(第1周波数帯域FW1;0<FW1≦ωcfi)では、この電流制御系は、制御対象の時間変化に追従でき、脈動トルクを打ち消すことができる。 From Equation 5 above, the current control system has a first-order lag of the cutoff frequency ω cfi . Therefore, at frequencies equal to or lower than the cutoff frequency ω cfi (first frequency band FW1; 0<FW1≦ω cfi ), this current control system can follow the time change of the controlled object and can cancel the pulsating torque.

同様に、前記速度制御系は、例えば、図4に示すように近似され、制御目標の回転速度ω と電動機Mの回転速度ωとの偏差を、前記制御目標の回転速度ω から前記電動機Mの回転速度ωを減算することによって求める減算器21と、前記減算器21で求めた偏差に基づいて電動機Mをフィードバック制御する制御器22と、前記制御器22によって制御される電動機Mの電気回路23とを備える。制御器22は、例えば、kPs+kIs/sで表され、電動機Mの電気回路23は、例えば、1/Jsで表される。Jは、電動機Mの慣性モーメントである。外乱トルクTは、制御器22の出力に混入される(加算される)。ただし、前記速度制御系の周波数応答は、前記電流制御系よりも十分に小さいと仮定された。 Similarly , the speed control system is approximated , for example, as shown in FIG . A subtractor 21 obtained by subtracting the rotation speed ω m of the electric motor M from and an electric circuit 23 of the electric motor M. The controller 22 is for example k Ps +k Is /s and the electric circuit 23 of the motor M is for example 1/Js. J is the moment of inertia of the electric motor M; The disturbance torque Td is mixed (added) to the output of the controller 22 . However, the frequency response of the speed control system was assumed to be significantly smaller than that of the current control system.

この前記速度制御系における制御目標の回転速度ω から実回転速度ωまでの閉ループ伝達関数Gis(s)は、次式6で表され、例えば、kPs=ωcfs×Jとすると、次式7で表される。さらに、外乱トルクTから実回転速度ωまでの伝達関数は、次式8で表される。 The closed-loop transfer function G is (s) from the control target rotation speed ω m * to the actual rotation speed ω m in the speed control system is expressed by the following equation 6. For example, if k Pscfs ×J , is expressed by the following equation 7. Furthermore, the transfer function from the disturbance torque Td to the actual rotational speed ωm is expressed by the following equation (8).

Figure 2023007752000007
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Figure 2023007752000008
Figure 2023007752000008

Figure 2023007752000009
Figure 2023007752000009

上記式8から、遮断周波数ωcfs以下の周波数(第2周波数帯域FW2;0<FW2≦ωcfs)では、この速度制御系は、制御対象の時間変化に追従でき、外乱トルクT、すなわち、本実施形態では脈動トルクを打ち消すことができる。 From the above equation 8, at frequencies below the cutoff frequency ω cfs (second frequency band FW2; 0<FW2≦ω cfs ), this speed control system can follow the time change of the controlled object, and the disturbance torque T d , that is, In this embodiment, pulsating torque can be canceled.

一方、第1および第2脈動トルクp、Tcogは、電動機Mの回転速度に依存した周期で発生する。第1脈動トルクpの周波数fmagは、その主成分をm次とすると、次式9で表される。なお、集中巻きの表面型永久磁石式同期電動機(SPMSM)は、m=6であることが一般に知られている。第2脈動トルクTcogが生じる回転角度の周期は、次式10で表され、回転速度から、第2脈動トルクTcogの周波数fcogは、次式11で表される。なお、nは、電動機Mのスロット数であり、lcm(A、B)は、AtoBとの最小公倍数を求める演算子である。 On the other hand, the first and second pulsating torques p n and T cog are generated with a period dependent on the rotation speed of the electric motor M. The frequency f mag of the first pulsating torque p n is expressed by the following equation 9, where the principal component is mth order. It is generally known that m=6 in a concentrated winding surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM). The rotation angle period at which the second pulsating torque T cog is generated is expressed by the following equation 10, and the frequency f cog of the second pulsating torque T cog is expressed by the following equation 11 from the rotation speed. Note that ns is the number of slots of the electric motor M, and lcm(A, B) is an operator for obtaining the lowest common multiple with AtoB .

Figure 2023007752000010
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Figure 2023007752000011
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Figure 2023007752000012
Figure 2023007752000012

以上から、第1脈動トルクpの周波数fmagが前記電流制御系の遮断周波数ωcfi以下の場合(2πfmag≦ωcfi)では、第1脈動トルクpは、この電流制御系で追従でき、第1脈動トルクpの周波数fmagが前記電流制御系の遮断周波数ωcfiを超える場合(2πfmag>ωcfi)では、第1脈動トルクpは、駆動制御部DCの入力側、図1に示す例では、電流制御部GVqの入力に補償値を用いて打ち消せばよい。第2脈動トルクTcogの周波数fcogが前記電流制御系の遮断周波数ωcfi以下の場合(2πfcog≦ωcfi)では、第2脈動トルクTcogは、この電流制御系で追従でき、第2脈動トルクTcogの周波数fcogが前記電流制御系の遮断周波数ωcfiを超える場合(2πfcog>ωcfi)では、第2脈動トルクTcogは、駆動制御部DCの入力側、図1に示す例では、電流制御部GVqの入力に補償値を用いて打ち消せばよい。同様に、第1脈動トルクpの周波数fmagが前記速度制御系の遮断周波数ωcfs以下の場合(2πfmag≦ωcfs)では、第1脈動トルクpは、この速度制御系で追従でき、第1脈動トルクpの周波数fmagが前記速度制御系の遮断周波数ωcfsを超える場合(2πfmag>ωcfs)では、第1脈動トルクpは、駆動制御部DCの出力、図1に示す例では、電流制御部GVqの出力に補償値を用いて打ち消せばよい。第2脈動トルクTcogの周波数fcogが前記速度制御系の遮断周波数ωcfs以下の場合(2πfcog≦ωcfs)では、第2脈動トルクTcogは、この速度制御系で追従でき、第2脈動トルクTcogの周波数fcogが前記速度制御系の遮断周波数ωcfsを超える場合(2πfcog>ωcfs)では、第2脈動トルクTcogは、駆動制御部DCの出力、図1に示す例では、電流制御部GVqの出力に補償値を用いて打ち消せばよい。 From the above, when the frequency f mag of the first pulsating torque pn is equal to or lower than the cut-off frequency ω cfi of the current control system (2πf mag ≤ ω cfi ), the first pulsating torque pn can follow the current control system. , when the frequency f mag of the first pulsating torque p n exceeds the cut-off frequency ω cfi of the current control system (2πf magcfi ), the first pulsating torque p n is on the input side of the drive control unit DC, as shown in FIG. In the example shown in 1, the input of the current control unit GVq may be canceled using a compensation value. When the frequency f cog of the second pulsating torque T cog is equal to or lower than the cutoff frequency ω cfi of the current control system (2πf cog ≤ω cfi ), the second pulsating torque T cog can follow the current control system, and the second When the frequency f cog of the pulsating torque T cog exceeds the cutoff frequency ω cfi of the current control system (2πf cogcfi ), the second pulsating torque T cog is on the input side of the drive control section DC, shown in FIG. In the example, the input of the current control section GVq may be canceled using a compensation value. Similarly, when the frequency f mag of the first pulsating torque pn is equal to or lower than the cutoff frequency ω cfs of the speed control system (2πf mag ≤ω cfs ), the first pulsating torque pn can follow the speed control system. , when the frequency f mag of the first pulsating torque p n exceeds the cutoff frequency ω cfs of the speed control system (2πf magcfs ), the first pulsating torque p n is the output of the drive control section DC, In the example shown in FIG. 2, the output of the current control section GVq may be canceled using a compensation value. When the frequency f cog of the second pulsating torque T cog is equal to or lower than the cutoff frequency ω cfs of the speed control system (2πf cog ≦ω cfs ), the second pulsating torque T cog can follow the speed control system, and the second When the frequency f cog of the pulsating torque T cog exceeds the cutoff frequency ω cfs of the speed control system (2πf cogcfs ), the second pulsating torque T cog is the output of the drive control unit DC, the example shown in FIG. Then, the compensation value should be used to cancel the output of the current control unit GVq.

したがって、補償値生成部CVは、より詳しくは、図1に示すように、第1可変増幅部VA1と、第2可変増幅部VA2と、第1減算部SM3と、第2減算部SM4と、ゲイン制御部GCとを備える。 Therefore, more specifically, as shown in FIG. 1, the compensation value generation unit CV includes a first variable amplification unit VA1, a second variable amplification unit VA2, a first subtraction unit SM3, a second subtraction unit SM4, and a gain controller GC.

第1可変増幅部VA1は、入力側で脈動トルク推定部PTの加算部SMに接続され、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisをゲインKTIで増幅することによって、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisを打ち消すための、q軸電流指令値の補償値を生成するものである。第1可変増幅部VA1は、出力側で第1減算部SB3に接続され、d軸電流指令値の補償値を第1減算部SB3に出力する。 The first variable amplifying section VA1 is connected on the input side to the adding section SM of the pulsating torque estimating section PT, and amplifies the pulsating torque T dis estimated by the pulsating torque estimating section PT with a gain K TI to obtain the pulsating torque estimating section It generates a compensation value for the q-axis current command value for canceling the pulsating torque Tdis estimated by the PT. The first variable amplification section VA1 is connected to the first subtraction section SB3 on the output side, and outputs a compensation value for the d-axis current command value to the first subtraction section SB3.

第2可変増幅部VA2は、入力側で脈動トルク推定部PTの加算部SMに接続され、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisをゲインKIVで増幅することによって、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisを打ち消すための、q軸電圧指令値の補償値を生成するものである。第2可変増幅部VA2は、出力側で第2減算部SB4に接続され、q軸電圧指令値の補償値を第2減算部SB4に出力する。 The second variable amplifying section VA2 is connected on the input side to the addition section SM of the pulsating torque estimating section PT, and amplifies the pulsating torque Tdis estimated by the pulsating torque estimating section PT with a gain KIV to obtain the pulsating torque estimating section It generates a compensation value for the q-axis voltage command value for canceling the pulsating torque Tdis estimated by the PT. The second variable amplification section VA2 is connected to the second subtraction section SB4 on the output side, and outputs the compensation value for the q-axis voltage command value to the second subtraction section SB4.

第1減算部SB3は、偏差生成部SM2qと電流制御部GVqとの間に介装され、偏差生成部SM2qで生成した偏差から、第1可変増幅部VA1で生成したq軸電流指令値の補償値を減算するものである。減算することによって、第1可変増幅部VA1で生成したq軸電流指令値の補償値が、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisを打ち消すように、偏差生成部SM2qで生成した偏差に取り入れられる。 The first subtractor SB3 is interposed between the deviation generator SM2q and the current controller GVq, and compensates the q-axis current command value generated by the first variable amplifier VA1 from the deviation generated by the deviation generator SM2q. It subtracts the value. By subtracting, the compensation value for the q-axis current command value generated by the first variable amplifier VA1 is added to the deviation generated by the deviation generator SM2q so as to cancel the pulsating torque Tdis estimated by the pulsating torque estimator PT. be taken in.

第2減算部SB4は、電流制御部GVqと2相3相変換部CV1との間に介装され、電流制御部GVqで生成したq軸電圧指令値から、第2可変増幅部VA2で生成したd軸電圧指令値の補償値を減算するものである。減算することによって、第2可変増幅部VA2で生成したq軸電圧指令値の補償値が、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisを打ち消すように、電流制御部GVqで生成したq軸電圧指令値に取り入れられる。 The second subtraction unit SB4 is interposed between the current control unit GVq and the two-to-three phase conversion unit CV1, and the q-axis voltage command value generated by the current control unit GVq is the A compensation value for the d-axis voltage command value is subtracted. By subtracting, the compensation value for the q-axis voltage command value generated by the second variable amplifier VA2 cancels the pulsating torque T dis estimated by the pulsating torque estimator PT. Incorporated into the voltage command value.

このように電流制御部GVqの入力に補償値を入力しても補償しきれない脈動トルクに対し、本実施形態では、電流制御部GVqの出力に補償値が、直接、入力される。 In this embodiment, the compensation value is directly input to the output of the current control unit GVq for the pulsating torque that cannot be compensated for by inputting the compensation value to the input of the current control unit GVq.

ゲイン制御部GCは、第1および第2可変増幅部VA1、VA2それぞれに接続され、第1および第2可変増幅部VA1、VA2の各ゲインKTI、KIVを制御するものである。 The gain controller GC is connected to each of the first and second variable amplifiers VA1 and VA2, and controls gains K TI and K IV of the first and second variable amplifiers VA1 and VA2.

より具体的には、ゲイン制御部GCは、第1に、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfmag>ωcfi)および前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfcog>ωcfi)のうちのいずれでもない場合では、駆動制御部DCが追従できるので、前記補償値(q軸電流指令値の補償値およびq軸電圧指令値の補償値)を生成しないように決定する。すなわち、ゲイン制御部GCは、第1および第2可変増幅部VA1、VA2の各ゲインKTI、KIVを0に制御する(KTI=0、KIV=0)。 More specifically, first, the gain control unit GC controls the frequency f mag of the first pulsating torque p n in the pulsating torque T dis exceeding the first frequency band FW1 (2πf magcfi ). and when the frequency f cog of the second pulsating torque T cog in the pulsating torque T dis exceeds the first frequency band FW1 (2πf cogcfi ), the drive control unit DC follows Therefore, it is determined not to generate the compensation values (compensation value for the q-axis current command value and compensation value for the q-axis voltage command value). That is, the gain controller GC controls the gains K TI and K IV of the first and second variable amplifiers VA1 and VA2 to 0 (K TI =0, K IV =0).

ゲイン制御部GCは、第2に、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfmag>ωcfi)および前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfcog>ωcfi)のうちの少なくともいずれかである場合であって、かつ、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第2周波数帯域FW2を超えている場合(2πfmag>ωcfs)および前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第2周波数帯域FW2を超えている場合(2πfcog>ωcfs)のうちのいずれでもない場合、前記駆動制御部DCの入力側、図1に示す例では電流制御部GVqの入力に用いる前記補償値(q軸電流指令値の補償値)を生成するように決定する。すなわち、ゲイン制御部GCは、第1可変増幅部VA1のゲインKTIを後述のような値に制御し、第2可変増幅部VA2のゲインKIVを0に制御する(KTI≠0、KIV=0)。これによって電流制御部GVqの入力にq軸電流指令値の補償値が用いられ、第1減算部SB3によって、偏差生成部SM2qで生成した偏差から、第1可変増幅部VA1で生成したq軸電流指令値の補償値が減算される。 Secondly, the gain control unit GC controls the pulsating torque T dis when the frequency f mag of the first pulsating torque p n exceeds the first frequency band FW1 (2πf magcfi ) and the pulsating torque T dis at least one of the cases where the frequency f cog of the second pulsating torque T cog exceeds the first frequency band FW1 (2πf cogcfi ), and the pulsating torque T dis When the frequency f mag of the first pulsating torque p n exceeds the second frequency band FW2 (2πf magcfs ) and the frequency f cog of the second pulsating torque T cog in the pulsating torque T dis is in the second frequency band If FW2 is exceeded (2πf cogcfs ), the compensation value (q axis Compensation value of current command value). That is, the gain controller GC controls the gain K TI of the first variable amplifier VA1 to a value described later, and controls the gain K IV of the second variable amplifier VA2 to 0 (K TI ≠0, K IV = 0). As a result, the compensation value of the q-axis current command value is used as an input to the current control section GVq, and the q-axis current generated by the first variable amplification section VA1 is calculated from the deviation generated by the deviation generation section SM2q by the first subtraction section SB3. A compensation value is subtracted from the command value.

ゲイン制御部GCは、第3に、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfmag>ωcfi)および前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfcog>ωcfi)のうちの少なくともいずれかである場合であって、かつ、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第2周波数帯域FW2を超えている場合(2πfmag>ωcfs)および前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第2周波数帯域FW2を超えている場合(2πfcog>ωcfs)のうちの少なくともいずれかである場合、前記駆動制御部DCの出力、図1に示す例では電流制御部GVqの出力に用いる前記補償値(q軸電圧指令値の補償値)を生成するように決定する。すなわち、ゲイン制御部GCは、第1可変増幅部VA1のゲインKTIを0に制御し、第2可変増幅部VA2のゲインKIVを後述のような値に制御する(KTI=0、KIV≠0)。これによって電流制御部GVqの出力にq軸電圧指令値の補償値が用いられ、第2減算部SB4によって、電流制御部GVqで生成したq軸電圧指令値から、第2可変増幅部VA2で生成したq軸電圧指令値の補償値が減算される。 Thirdly, the gain control unit GC controls the pulsating torque T dis when the frequency f mag of the first pulsating torque p n exceeds the first frequency band FW1 (2πf magcfi ) and the pulsating torque T dis at least one of the cases where the frequency f cog of the second pulsating torque T cog exceeds the first frequency band FW1 (2πf cogcfi ), and the pulsating torque T dis When the frequency f mag of the first pulsating torque p n exceeds the second frequency band FW2 (2πf magcfs ) and the frequency f cog of the second pulsating torque T cog in the pulsating torque T dis is in the second frequency band If FW2 is exceeded (2πf cogcfs ), the compensation value (q compensation value of the shaft voltage command value). That is, the gain controller GC controls the gain K TI of the first variable amplifier VA1 to 0, and controls the gain K IV of the second variable amplifier VA2 to values described later (K TI =0, K IV ≠ 0). As a result, the compensation value of the q-axis voltage command value is used for the output of the current control unit GVq, and the second subtraction unit SB4 generates the q-axis voltage command value generated by the current control unit GVq in the second variable amplification unit VA2. The compensation value of the q-axis voltage command value is subtracted.

ここで、第1および第2可変増幅部VA1、VA2の各ゲインKTI、KIVは、例えば、チューニングによって、求められて設定されてよいが、次式12、次式13によって求められてもよい。前記ゲインKTIを求める式12は、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisを打ち消す電流を、脈動トルク推定部PTで推定した脈動トルクTdisおよび電動機Mの特性パラメータp、Ψに基づいて求めるように、設定されている。前記ゲインKIVを求める式13は、前記ゲインKTIを電圧に変換するように、設定されている。ここで、kTI、kIVは、電動機Mにおける設計値と実機の値との差異や前記ゲインKTIを電圧に変換する際に巻き線のインダクタンスLを考慮していないため、これらに起因するズレを調整するための調整パラメータであり、予め適宜に設定される。 Here, the gains K TI and K IV of the first and second variable amplifiers VA1 and VA2 may be obtained and set by tuning, for example. good. Equation 12 for obtaining the gain K TI is based on the pulsating torque T dis estimated by the pulsating torque estimating unit PT and the characteristic parameters p and Ψ of the electric motor M to obtain a current that cancels the pulsating torque T dis estimated by the pulsating torque estimating unit PT. is set to require Equation 13 for the gain K IV is set to convert the gain K TI to a voltage. Here, k TI and k IV do not consider the difference between the design value and the actual machine value in the electric motor M and the inductance L of the winding when converting the gain K TI into voltage. It is an adjustment parameter for adjusting the deviation, and is appropriately set in advance.

Figure 2023007752000013
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Figure 2023007752000014
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このような脈動トルク推定部PT、補償値生成部CV、駆動制御部DC、2相3相変換部CV1、3相2相変換部CV2および回転速度処理部RSCは、CPU(Central Processing Unit)、メモリおよびその周辺回路を備えて構成されるマイクロプロセッサで構成可能であり、脈動トルク推定部PT、補償値生成部CV、駆動制御部DC、2相3相変換部CV1、3相2相変換部CV2および回転速度処理部RSCは、所定のプログラムの実行により、前記CPUに機能的に構成される。このときに、脈動トルク推定部PTにおける回転角度推定部DA、第1脈動トルク推定部PN、第2脈動トルク推定部TCおよび加算部SM、補償値生成部CVにおけるゲイン制御部GC、第1可変増幅部VA1、第2可変増幅部VA2、第1減算部SB3および第2減算部SB4、ならびに、駆動制御部DCにおける電流指令生成部GIq(偏差生成部SM1q、生成部PI)、偏差生成部SM2d、SM2qおよび電流制御部GVd、GVqは、前記CPUに機能的に構成される。 The pulsating torque estimator PT, the compensation value generator CV, the drive controller DC, the two-to-three-phase converter CV1, the three-to-two phase converter CV2, and the rotational speed processor RSC are implemented by a CPU (Central Processing Unit), It can be composed of a microprocessor comprising a memory and its peripheral circuits, and includes a pulsation torque estimator PT, a compensation value generator CV, a drive controller DC, a two-to-three-phase converter CV1, and a three-to-two phase converter. CV2 and rotation speed processing unit RSC are functionally configured in the CPU by executing a predetermined program. At this time, the rotation angle estimator DA, the first pulsating torque estimator PN, the second pulsating torque estimator TC and the adder SM in the pulsating torque estimator PT, the gain controller GC in the compensation value generator CV, the first variable Amplification section VA1, second variable amplification section VA2, first subtraction section SB3 and second subtraction section SB4, current command generation section GIq (deviation generation section SM1q, generation section PI) and deviation generation section SM2d in drive control section DC , SM2q and current controllers GVd and GVq are functionally configured in the CPU.

次に、本実施形態の動作について説明する。図5は、前記電動機駆動制御システムにおける動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 5 is a flow chart showing the operation of the motor drive control system.

このような電動機駆動制御システムSでは、電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。そして、例えば、プログラムの実行によって、前記CPUには、脈動トルク推定部PT、補償値生成部CV、駆動制御部DC、2相3相変換部CV1、3相2相変換部CV2および回転速度処理部RSCが機能的に構成され、脈動トルク推定部PTには、る回転角度推定部DA、第1脈動トルク推定部PN、第2脈動トルク推定部TCおよび加算部SMが機能的に構成され、補償値生成部CVには、ゲイン制御部GC、第1可変増幅部VA1、第2可変増幅部VA2、第1減算部SB3および第2減算部SB4が機能的に構成され、駆動制御部DCには、電流指令生成部GIq(偏差生成部SM1q、生成部PI)、偏差生成部SM2d、SM2qおよび電流制御部GVd、GVqが機能的に構成される。 In such a motor drive control system S, when the power is turned on, each necessary part is initialized and started to operate. Then, for example, by executing a program, the CPU includes a pulsation torque estimator PT, a compensation value generator CV, a drive controller DC, a two-to-three-phase converter CV1, a three-to-two phase converter CV2, and a rotational speed processor. a rotation angle estimator DA, a first pulsation torque estimator PN, a second pulsation torque estimator TC, and an adder SM are functionally configured in the pulsation torque estimator PT; The compensation value generation unit CV is functionally configured with a gain control unit GC, a first variable amplification unit VA1, a second variable amplification unit VA2, a first subtraction unit SB3, and a second subtraction unit SB4. functionally includes a current command generator GIq (deviation generator SM1q, generator PI), deviation generators SM2d and SM2q, and current controllers GVd and GVq.

そして、脈動トルクを打ち消すための制御に関し、図5に示す処理S1ないし処理S8の各処理が、電動機Mの駆動が停止されるまで、所定の制御周期Tごとに繰り返し実行される。 As for the control for canceling the pulsating torque, each process from process S1 to process S8 shown in FIG. 5 is repeatedly executed every predetermined control period Ts until the driving of the electric motor M is stopped.

図5において、電動機駆動制御システムSは、脈動トルク推定部PTの回転角度推定部DAによって、回転角度測定部VSから、電動機Mの回転角度θ(k)を取得する(S1)。 In FIG. 5, the electric motor drive control system S acquires the rotation angle θ e (k) of the electric motor M from the rotation angle measurement unit VS by the rotation angle estimation unit DA of the pulsation torque estimation unit PT (S1).

次に、電動機駆動制御システムSは、回転角度推定部DAによって、1制御周期Tの時間だけ経過した回転角度θ(k+1)(次の制御タイミングでの回転角度θ(k+1)を推定する(S2)。 Next, the electric motor drive control system S uses the rotation angle estimator DA to estimate the rotation angle θ e (k+1) after the time of one control period T s (the rotation angle θ e (k+1) at the next control timing. (S2).

電動機駆動制御システムSは、脈動トルク推定部PTの第1脈動トルク推定部PNによって、前記処理S2で回転角度推定部DAによって推定した1制御周期T後の回転角度θ(k+1)に基づいて第1脈動トルクpを推定し、脈動トルク推定部PTの第2脈動トルク推定部PNによって、前記回転角度θ(k+1)に基づいて第2脈動トルクpcogを推定し、脈動トルク推定部PTの加算部SMによって、これら第1および第2脈動トルクp、Tcogを加算し、これによって脈動トルクTdis(=p+Tcog)を推定する(S3)。この推定した脈動トルクは、加算部SMから、補償値生成部CVにおける第1および第2可変増幅部VA1、VA2それぞれへ出力される。 The electric motor drive control system S uses the first pulsation torque estimator PN of the pulsation torque estimator PT based on the rotation angle θ e (k+1) after one control period T s estimated by the rotation angle estimator DA in the process S2. The second pulsating torque estimating unit PN of the pulsating torque estimating unit PT estimates the second pulsating torque p cog based on the rotation angle θ e ( k +1) to estimate the pulsating torque The adder SM of the part PT adds these first and second pulsating torques p n and T cog to estimate the pulsating torque T dis (= pn + T cog ) (S3). The estimated pulsating torque is output from the adder SM to the first and second variable amplifiers VA1 and VA2 in the compensation value generator CV.

次に、電動機駆動制御システムSは、補償値生成部CVのゲイン制御部GCによって、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfmag>ωcfi)、および、前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第1周波数帯域FW1を超えている場合(2πfcog>ωcfi)のうちのいずれかであるか否かを判定する(S4)。この判定の結果、前記各場合のうちのいずれでもない場合(No)では、電動機駆動制御システムSは、次に、処理S5を実行した後に、今回の制御タイミングでの本処理を終了する。一方、前記判定の結果、前記各場合のうちの少なくともいずれかである場合(Yes、2πfmag>ωcfiの場合、2πfcog>ωcfiの場合、2πfmag>ωcfiかつ2πfcog>ωcfiの場合のうちのいずれかである場合)では、電動機駆動制御システムSは、次に、処理S6を実行する。 Next, when the frequency fmag of the first pulsating torque pn in the pulsating torque Tdis exceeds the first frequency band FW1 ( 2πf magcfi ), or the frequency f cog of the second pulsating torque T cog in the pulsating torque T dis exceeds the first frequency band FW1 (2πf cogcfi ). (S4). As a result of this determination, if none of the above cases is true (No), the motor drive control system S next executes processing S5, and then terminates this processing at the current control timing. On the other hand, if the result of the determination is at least one of the above cases (Yes, 2πf mag > ω cfi , 2πf cog > ω cfi , 2πf mag > ω cfi and 2πf cog > ω cfi In any of the cases), the electric motor drive control system S next executes the process S6.

この処理S5では、電動機駆動制御システムSは、補償値生成部CVのゲイン制御部GCによって、第1および第2可変増幅部VA1、VA2の各ゲインKTI、KIVを0に制御する(KTI=0、KIV=0)。したがって、前記脈動トルクTdisは、駆動制御部DCによって低減される。 In this process S5, the motor drive control system S controls the gains K TI and K IV of the first and second variable amplifiers VA1 and VA2 to 0 by the gain controller GC of the compensation value generator CV (K TI = 0, KIV = 0). Therefore, the pulsating torque T dis is reduced by the drive control section DC.

前記処理S6では、電動機駆動制御システムSは、ゲイン制御部GCによって、前記脈動トルクTdisにおける第1脈動トルクpの周波数fmagが第2周波数帯域FW2を超えている場合(2πfmag>ωcfs)および前記脈動トルクTdisにおける第2脈動トルクTcogの周波数fcogが第2周波数帯域FW2を超えている場合(2πfcog>ωcfs)のうちのいずれであるか否かを判定する。この判定の結果、前記各場合のうちのいずれでもない場合(No)では、電動機駆動制御システムSは、次に、処理S7を実行した後に、今回の制御タイミングでの本処理を終了する。一方、前記判定の結果、前記各場合のうちの少なくともいずれかである場合(Yes、2πfmag>ωcfsの場合、2πfcog>ωcfsの場合、2πfmag>ωcfsかつ2πfcog>ωcfsの場合のうちのいずれかである場合)では、電動機駆動制御システムSは、次に、処理S8を実行した後に、今回の制御タイミングでの本処理を終了する。 In the process S6, the electric motor drive control system S is controlled by the gain control unit GC when the frequency f mag of the first pulsating torque p n in the pulsating torque T dis exceeds the second frequency band FW2 (2πf magcfs ) and the frequency f cog of the second pulsating torque T cog in the pulsating torque T dis exceeds the second frequency band FW2 (2πf cogcfs ). As a result of this determination, if none of the above cases is true (No), the motor drive control system S next executes processing S7, and then terminates this processing at the current control timing. On the other hand, if the result of the determination is at least one of the above cases (Yes, 2πf mag > ω cfs , 2πf cog > ω cfs , 2πf mag > ω cfs and 2πf cog > ω cfs In one of the cases), the electric motor drive control system S next executes the process S8, and then terminates the process at the current control timing.

この処理S7では、電動機駆動制御システムSは、ゲイン制御部GCによって、第1可変増幅部VA1のゲインKTIを前記式12によって求め、この求めたゲインKTIになるように第1可変増幅部VA1を制御し、第2可変増幅部VA2のゲインKIVを0に制御する(KTI≠0、KIV=0)。この処理S7の実行によって電流制御部GVqの入力にq軸電流指令値の補償値が用いられ、第1減算部SB3によって、偏差生成部SM2qで生成した偏差から、第1可変増幅部VA1で生成したq軸電流指令値の補償値が減算され、これにより、前記脈動トルクTdisがこのq軸電流指令値の補償値によって低減される。 In this process S7, the motor drive control system S obtains the gain KTI of the first variable amplifier section VA1 by the gain control section GC according to the above equation 12, and the first variable amplifier section is adjusted to the obtained gain KTI . VA1 is controlled, and the gain K IV of the second variable amplifier VA2 is controlled to 0 (K TI ≠0, K IV =0). By executing this process S7, the compensation value of the q-axis current command value is used as the input of the current control unit GVq, and the first subtraction unit SB3 generates the deviation generated by the deviation generation unit SM2q in the first variable amplification unit VA1. Then, the compensation value of the q-axis current command value is subtracted, whereby the pulsating torque Tdis is reduced by the compensation value of the q-axis current command value.

前記処理S8では、電動機駆動制御システムSは、ゲイン制御部GCによって、第1可変増幅部VA1のゲインKTIを0に制御し、第2可変増幅部VA2のゲインKIVを前記式13によって求め、後述のような値に制御する(KTI=0、KIV≠0)。なお、このゲインKIVを前記式13によって求めるために前記式12によってゲインKTIが求められるが、第1可変増幅部VA1のゲインKTIは、上述の通り、0に制御される。この処理S8の実行によって電流制御部GVqの出力にq軸電圧指令値の補償値が用いられ、第2減算部SB4によって、電流制御部GVqで生成したq軸電圧指令値から、第2可変増幅部VA2で生成したq軸電圧指令値の補償値が減算され、これにより、前記脈動トルクTdisがこのq軸電圧指令値の補償値によって低減される。 In the process S8, the motor drive control system S controls the gain KTI of the first variable amplification section VA1 to 0 by the gain control section GC, and obtains the gain KIV of the second variable amplification section VA2 by the above equation (13). , are controlled to values as described later (K TI =0, K IV ≠0). In order to obtain the gain K IV from the above equation 13, the gain K TI is obtained from the above equation 12. However, the gain K TI of the first variable amplifying section VA1 is controlled to 0 as described above. By executing this process S8, the compensation value for the q-axis voltage command value is used for the output of the current control unit GVq, and the second subtraction unit SB4 performs the second variable amplification from the q-axis voltage command value generated by the current control unit GVq. The compensation value for the q-axis voltage command value generated in part VA2 is subtracted, whereby the pulsating torque T dis is reduced by this compensation value for the q-axis voltage command value.

以上説明したように、本実施形態における電動機駆動制御システムS、電動機駆動制御装置およびこれに実装された電動機駆動制御方法は、次の制御タイミングで生じる脈動トルクTdisを推定し、この推定した脈動トルクTdisを打ち消すための補償値を生成するので、電動機M自体に生じる第1および第2脈動トルクp、Tcogのうちの少なくとも一方、上述では両方を含む脈動トルクTdisをより適切に抑制できる。このため、上記電動機駆動制御システムS、電動機駆動制御装置および電動機駆動制御方法は、低振動や低騒音を実現でき、目標速度や目標位置により精度良く追従できる。 As described above, the electric motor drive control system S, the electric motor drive control device, and the electric motor drive control method implemented therein according to the present embodiment estimate the pulsation torque T dis generated at the next control timing, and estimate the estimated pulsation torque T dis . Since the compensation value for canceling the torque T dis is generated, the pulsating torque T dis including at least one of the first and second pulsating torques p n and T cog generated in the electric motor M itself, and in the above description, both of them, is more appropriately can be suppressed. Therefore, the electric motor drive control system S, the electric motor drive control device, and the electric motor drive control method can achieve low vibration and low noise, and can follow the target speed and target position with high accuracy.

上記電動機駆動制御システムS、電動機駆動制御装置および電動機駆動制御方法は、前記脈動トルクTdis、上述では第1および第2脈動トルクp、Tcogの各周波数fmag、fcog、第1周波数帯域FW1および第2周波数帯域FW2に基づいて前記補償値を生成するか否かを決定するので、適切に前記補償値を生成できる。 The electric motor drive control system S, the electric motor drive control device, and the electric motor drive control method are configured to control the pulsating torque T dis , the first and second pulsating torques pn described above, the respective frequencies f mag and f cog of T cog , the first frequency Since it is determined whether or not to generate the compensation value based on the band FW1 and the second frequency band FW2, the compensation value can be generated appropriately.

前記特許文献1は、低速時では、脈動の周波数が小さく、電流制御部のみで脈動を抑制ができる場合でも、電圧指令の基本値に電圧指令補正値を重電する構成であり、ゲインの設定が適切でない場合、電圧指令補正値が外乱となってしまう虞もある。しかしながら、上記電動機駆動制御システムS、電動機駆動制御装置および電動機駆動制御方法は、前記処理S4において、2πfmag>ωcfiおよび2πfcog>ωcfiのうちのいずれでもない場合(No)には、処理S5が実行され、第1および第2可変増幅部VA1、VA2の各ゲインKTI、KIVが0に制御されるので、前記補償値が生成されず、前記外乱となることが防止される。 In Patent Document 1, even when the pulsation frequency is low at low speeds and the pulsation can be suppressed only by the current control unit, the voltage command correction value is added to the basic value of the voltage command. is not appropriate, the voltage command correction value may become a disturbance. However, the electric motor drive control system S, the electric motor drive control device, and the electric motor drive control method described above perform the processing when neither 2πf magcfi nor 2πf cogcfi in the processing S4 (No). Since S5 is executed and the gains K TI and K IV of the first and second variable amplifiers VA1 and VA2 are controlled to 0, the compensation value is not generated and the disturbance is prevented.

なお、上述の実施形態では、電動機Mが表面型永久磁石式同期電動機(SPMSM)であるので、トルクに寄与するq軸のみに対し、必要に応じて脈動トルクを打ち消すための補償値が導入されたが、電動機Mの種類に応じて、q軸およびd軸に対し、脈動トルクを打ち消すための補償値が導入されてもよい。 In the above-described embodiment, since the motor M is a surface type permanent magnet synchronous motor (SPMSM), a compensation value for canceling pulsating torque is introduced as necessary only for the q-axis that contributes to the torque. However, depending on the type of electric motor M, compensation values for canceling pulsating torque may be introduced for the q-axis and the d-axis.

また、上述の実施形態において、補償値生成部CVは、前記補償値に基づく制御指令値に対応する電圧値が前記電動機に給電する電源における所定の出力電圧値を超える場合には、前記補償値を生成しないことが好ましい。前記所定の出力電圧値は、予め適宜に設定され、例えば、電源に接続する電動機MやインバータIVの仕様や運転条件等を考慮して設定される。このような電動機駆動制御システムS、電動機駆動制御装置および電動機駆動制御方法は、電源の定格電圧値以内で電動機Mを制御するので、制御の不安定化を回避できる。特に、前記特許文献1では、上述のように、前記重畳後の電圧指令を、フィードバック制御を介さずに直接PWM制御部に入力しているため、前記重畳後の電圧指令に対応する電圧値が電源電圧を超えると、制御が困難となるが、この変形形態では、このような事態が回避できる。 Further, in the above-described embodiment, the compensation value generator CV generates the compensation value when the voltage value corresponding to the control command value based on the compensation value exceeds a predetermined output voltage value of the power supply that supplies power to the electric motor. It is preferable not to generate The predetermined output voltage value is appropriately set in advance, for example, in consideration of the specifications and operating conditions of the electric motor M and the inverter IV connected to the power supply. Since the electric motor drive control system S, the electric motor drive control device, and the electric motor drive control method described above control the electric motor M within the rated voltage value of the power supply, it is possible to avoid destabilization of the control. In particular, in Patent Document 1, as described above, the superimposed voltage command is directly input to the PWM control unit without feedback control, so that the voltage value corresponding to the superimposed voltage command is Exceeding the supply voltage can lead to difficulties in control, which is avoided in this variant.

図6は、変形形態における電動機駆動制御システムにおける動作を示すフローチャートである。このような変形形態における電動機駆動制御システムは、図6に示すように、図5を用いて上述した処理S8の実行前に、処理S11を実行する。すなわち、変形形態における電動機駆動制御システムは、図5を用いて上述した処理S1ないし処理S7の各処理を実行し、処理S6での判定の結果、前記各場合のうちの少なくともいずれかである場合(Yes)では、電動機駆動制御システムSは、次に、処理S11を実行する。 FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the motor drive control system in the modified form. As shown in FIG. 6, the electric motor drive control system in such a modification executes processing S11 before executing processing S8 described above with reference to FIG. That is, the motor drive control system in the modified form executes each of the processes S1 to S7 described above with reference to FIG. In (Yes), the motor drive control system S next executes processing S11.

この処理S11では、電動機駆動制御システムSは、補償値生成部CVのゲイン制御部GCによって、前記補償値に基づく制御指令値に対応する電圧値v 、v が電動機Mに給電する電源の定格電圧値Vdcを超えているか否かを判定する。より具体的には、ゲイン制御部GCは、前記補償値に基づく制御指令値に対応する電圧値v 、v がマージンaを考慮した定格電圧値Vdcのa倍以下であるか否かを判定する(√(v +v )≦a×Vdc)。aは、1未満で予め適宜に設定され、例えば、0.9<a<1の範囲のいずれかの値に設定される。この判定の結果、前記v 、v がa×Vdc以下である場合(Yes)には、電動機駆動制御システムSは、次に、図5を用いて上述した処理S8を実行した後に、今回の制御タイミングでの本処理を終了する。一方、前記判定の結果、前記v 、v がa×Vdc以下ではない場合(No)には、電動機駆動制御システムSは、何も実行せずに、今回の制御タイミングでの本処理を終了する。これにより、制御の不安定化が回避される。 In this process S11, the electric motor drive control system S feeds the electric motor M with the voltage values v d * and v q * corresponding to the control command value based on the compensation value by the gain control section GC of the compensation value generation section CV. It is determined whether or not the rated voltage value Vdc of the power supply is exceeded. More specifically, the gain controller GC determines whether or not the voltage values vd * and vq * corresponding to the control command values based on the compensation values are a times or less than the rated voltage value Vdc considering the margin a. (√(vd * + vq *)≤a* Vdc ). a is appropriately set in advance to be less than 1, and is set to any value in the range of 0.9<a<1, for example. As a result of this determination, if the v d * and v q * are equal to or less than a×Vdc (Yes), then the motor drive control system S executes the process S8 described above with reference to FIG. , the process at the current control timing ends. On the other hand, as a result of the determination, if the v d * and v q * are not equal to or less than a×Vdc (No), the motor drive control system S does not execute anything and executes the main control at the current control timing. End the process. This avoids destabilization of the control.

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 Although the present invention has been adequately and fully described above through embodiments with reference to the drawings in order to express the present invention, modifications and/or improvements to the above-described embodiments can easily be made by those skilled in the art. It should be recognized that it is possible. Therefore, to the extent that modifications or improvements made by those skilled in the art do not depart from the scope of the claims set forth in the claims, such modifications or improvements do not fall within the scope of the claims. is interpreted to be subsumed by

S 電動機駆動制御システム
M 電動機
IV インバータ回路
PM PWM変調器
DC 駆動制御部
CS 電流測定部
VS 回転角度測定部
CV1 2相3相変換部
CV2 3相2相変換部
RSC 回転速度処理部
PT 脈動トルク推定部
DA 回転角度推定部
PN 第1脈動トルク推定部
TC 第2脈動トルク推定部
SM 加算部
CV 補償値生成部
VA1 第1可変増幅部
VA2 第2可変増幅部
GC ゲイン制御部
SB3 第1減算部
SB4 第2減算部
S Electric motor drive control system M Electric motor IV Inverter circuit PM PWM modulator DC Drive control section CS Current measurement section VS Rotation angle measurement section CV1 Two-phase three-phase conversion section CV2 Three-phase two-phase conversion section RSC Rotation speed processing section PT Pulsation torque estimation Section DA Rotation angle estimating section PN First pulsating torque estimating section TC Second pulsating torque estimating section SM Adding section CV Compensation value generating section VA1 First variable amplifying section VA2 Second variable amplifying section GC Gain control section SB3 First subtracting section SB4 second subtraction unit

Claims (5)

電動機を制御する電動機駆動制御装置であって、
時間経過に従ってトルクの大きさが増減する脈動トルクを表す脈動モデルを用いることによって、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定する脈動トルク推定部と、
前記脈動トルク推定部で推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を生成する補償値生成部と、
前記補償値生成部で生成した補償値に基づく制御指令値で前記電動機を制御して駆動する駆動制御部とを備え、
前記脈動トルクは、前記電動機の円周方向における起磁力分布の空間高周波成分に起因する第1脈動トルク、および、コギングトルクである第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む、
電動機駆動制御装置。
An electric motor drive control device for controlling an electric motor,
a pulsating torque estimating unit that estimates the pulsating torque generated at the next control timing by using a pulsating torque representing the pulsating torque whose magnitude increases or decreases with the lapse of time;
a compensation value generation unit that generates a compensation value for canceling the pulsation torque estimated by the pulsation torque estimation unit;
a drive control unit that controls and drives the electric motor with a control command value based on the compensation value generated by the compensation value generation unit;
The pulsating torque includes at least one of a first pulsating torque resulting from a spatial high-frequency component of the magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor and a second pulsating torque that is a cogging torque.
Motor drive controller.
前記駆動制御部は、前記電動機の駆動電流を制御する電流制御系および前記電動機の速度を制御する速度制御系を含み、
前記補償値生成部は、前記脈動トルクの周波数、前記電流制御系が前記脈動トルクに追従できる前記電流制御系の第1周波数帯域および前記速度制御系が前記脈動トルクに追従できる前記速度制御系の第2周波数帯域に基づいて前記補償値を生成するか否かを決定し、前記補償値を生成すると決定した場合に前記補償値を生成する、
請求項1に記載の電動機駆動制御装置。
The drive control unit includes a current control system that controls the drive current of the electric motor and a speed control system that controls the speed of the electric motor,
The compensation value generation unit is configured to provide a frequency of the pulsating torque, a first frequency band of the current control system in which the current control system can follow the pulsating torque, and a speed control system in which the speed control system can follow the pulsating torque. determining whether to generate the compensation value based on a second frequency band, and generating the compensation value if determined to generate the compensation value;
The electric motor drive control device according to claim 1.
前記補償値生成部は、前記補償値に基づく制御指令値に対応する電圧値が前記電動機に給電する電源における所定の出力電圧値を超える場合には、前記補償値を生成しない、
請求項1または請求項2に記載の電動機駆動制御装置。
The compensation value generation unit does not generate the compensation value when a voltage value corresponding to the control command value based on the compensation value exceeds a predetermined output voltage value of a power supply that supplies power to the electric motor.
The electric motor drive control device according to claim 1 or 2.
電動機を制御する電動機駆動制御方法であって、
時間経過に従ってトルクの大きさが増減する脈動トルクを表す脈動モデルを用いることによって、次の制御タイミングで生じる脈動トルクを推定する脈動トルク推定工程と、
前記脈動トルク推定工程で推定した脈動トルクを打ち消すための補償値を求める補償値処理工程と、
前記補償値処理工程で求めた補償値に基づく制御指令値で前記電動機を制御して駆動する駆動制御工程とを備え、
前記脈動トルクは、前記電動機の円周方向における起磁力分布の空間高周波成分に起因する第1脈動トルク、および、コギングトルクである第2脈動トルクのうちの少なくとも一方を含む、
電動機駆動制御方法。
A motor drive control method for controlling a motor, comprising:
a pulsating torque estimating step of estimating the pulsating torque generated at the next control timing by using a pulsating torque representing the pulsating torque whose magnitude increases or decreases with the lapse of time;
a compensation value processing step of obtaining a compensation value for canceling the pulsating torque estimated in the pulsating torque estimating step;
a drive control step of controlling and driving the electric motor with a control command value based on the compensation value obtained in the compensation value processing step;
The pulsating torque includes at least one of a first pulsating torque resulting from a spatial high-frequency component of the magnetomotive force distribution in the circumferential direction of the electric motor and a second pulsating torque that is a cogging torque.
Electric motor drive control method.
電動機と、
前記電動機を制御する電動機駆動制御部とを備え、
前記電動機駆動制御部は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電動機駆動制御装置である、
電動機駆動制御システム。
an electric motor;
and an electric motor drive control unit that controls the electric motor,
The electric motor drive control unit is the electric motor drive control device according to any one of claims 1 to 3,
Electric motor drive control system.
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