JP2023170852A - Power conversion device and power conversion method - Google Patents

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JP2023170852A JP2022082919A JP2022082919A JP2023170852A JP 2023170852 A JP2023170852 A JP 2023170852A JP 2022082919 A JP2022082919 A JP 2022082919A JP 2022082919 A JP2022082919 A JP 2022082919A JP 2023170852 A JP2023170852 A JP 2023170852A
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恭将 濱辺
Yasumasa Hamabe
善康 高瀬
Yoshiyasu Takase
恒彬 ゼイ
Hengbin Zei
進也 森本
Shinya Morimoto
明 山▲崎▼
Akira Yamazaki
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Abstract

To provide a power conversion device effective in both of quickly suppressing output voltage saturation and achieving stability in output current to a motor.SOLUTION: A power conversion device 2 includes: a power conversion circuit 10; a first current calculation unit 121 for calculating a first current command corresponding to a direction perpendicular to a magnetic direction of a motor 3; a feed-forward calculation unit 122 for calculating a feed-forward current command for canceling an induced voltage of the motor 3 based on characteristic parameters of the motor 3 and the first current command; a filter 130 for suppressing changes in the feed-forward current command in response to changes in the first current command; a second current calculation unit 123 for calculating a second current command corresponding to the magnetic direction of the motor 3 based on the feed-forward current command through the filter 130; and a control unit 115 for controlling the power conversion circuit 10 so that the currents based on the first current command and the second current command are supplied to the motor 3.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、電力変換装置及び電力変換方法に関する。 The present disclosure relates to a power conversion device and a power conversion method.

特許文献1には、トルク/電流を最大とするように直軸電流指令値を算出し、電動機の速度が大きい場合には、電動機の端子電圧が電力変換器の最大出力電圧に等しくなるように直軸電流指令値を算出する電力変換方法が開示されている。 Patent Document 1 discloses that the direct axis current command value is calculated so as to maximize the torque/current, and when the speed of the motor is high, the terminal voltage of the motor is calculated to be equal to the maximum output voltage of the power converter. A power conversion method for calculating a direct axis current command value is disclosed.

特開平10-243700号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-243700

本開示は、出力電圧の飽和の迅速な抑制と、電動機への出力電流の安定性との両立に有効な電力変換装置を提供する。 The present disclosure provides a power conversion device that is effective in quickly suppressing output voltage saturation and achieving stability in output current to a motor.

本開示の一側面に係る電力変換装置は、電源と、電動機との間で電力変換を行う電力変換回路と、駆動力指令に対応する駆動力を電動機に発生させるように、電動機の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出する第1電流演算部と、電動機の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出するフィードフォワード演算部と、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタと、フィルタを経たフィードフォワード電流指令に基づいて、電動機の磁極方向に対応する第2電流指令を算出する第2電流演算部と、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機に供給するように電力変換回路を制御する制御部と、を備える。 A power conversion device according to one aspect of the present disclosure includes a power conversion circuit that performs power conversion between a power source and an electric motor, and a power conversion circuit that converts power between a power source and an electric motor, and a power conversion circuit that converts power between a power source and an electric motor, and a power conversion circuit that converts electric power between a power source and an electric motor, and a power conversion circuit that converts electric power between a power source and an electric motor. a first current calculation unit that calculates a first current command corresponding to the vertical direction; and a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor based on the characteristic parameters of the motor and the first current command. a feedforward calculation unit, a filter that suppresses a change in the feedforward current command according to a change in the first current command, and a second current command that corresponds to the magnetic pole direction of the motor based on the feedforward current command that has passed through the filter. It includes a second current calculation unit that calculates the current, and a control unit that controls the power conversion circuit to supply the electric motor with a current based on the first current command and the second current command.

本開示の他の側面に係る電力変換方法は、駆動力指令に対応する駆動力を電動機に発生させるように、電動機の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出することと、電動機の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出することと、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタリングをフィードフォワード電流指令に施すことと、フィルタリングが施されたフィードフォワード電流指令に基づいて、電動機の磁極方向に対応する第2電流指令を算出することと、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機に供給するように電力変換回路を制御することと、を含む。 A power conversion method according to another aspect of the present disclosure includes calculating a first current command corresponding to a direction perpendicular to the magnetic pole direction of the electric motor so as to cause the electric motor to generate a driving force corresponding to the driving force command; Calculating a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor based on the characteristic parameters of the motor and the first current command, and suppressing changes in the feedforward current command in response to changes in the first current command. applying filtering to the feedforward current command, calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor based on the filtered feedforward current command, and calculating the first current command and the second current command. and controlling the power conversion circuit to supply the electric motor with a current based on the command.

本開示によれば、出力電圧の飽和の迅速な抑制と、電動機への出力電流の安定性との両立に有効な電力変換装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a power conversion device that is effective in quickly suppressing output voltage saturation and achieving stability in output current to a motor.

駆動システムの構成を例示する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of a drive system. 固定座標系及び回転座標系を例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a fixed coordinate system and a rotating coordinate system. 電流指令生成部の構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of a current command generation section. 力依存電流指令と、フィードフォワード電流指令との関係を例示するグラフである。It is a graph illustrating the relationship between a force-dependent current command and a feedforward current command. 制御回路のハードウェア構成を例示するブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a hardware configuration of a control circuit. 電力変換手順を例示するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a power conversion procedure. 電流指令生成手順を例示するフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a current command generation procedure.

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same function are given the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

〔駆動システム〕
図1に示す駆動システム1は、電動機3の動力によって駆動対象物を駆動するシステムである。駆動システム1は、電動機3と、磁極位置センサ4と、電力変換装置2とを備える。電動機3は、例えば同期電動機である。同期電動機の具体例としては、SPM(Surface Permanent Magnet)電動機が挙げられる。電動機3は、突極性を有する同期電動機であってもよい。突極性を有するとは、回転座標系の座標軸間でインダクタンスが異なることを意味する。回転座標系は、電動機3の磁極位置に同期して回転する座標系である。突極性を有する同期電動機の具体例としては、IPM(Interior Permanent Magnet)電動機等が挙げられる。IPM電動機の磁極位置は、例えば、鉄心に埋め込まれた永久磁石が形成する界磁の磁極の位置である。
[Drive system]
A drive system 1 shown in FIG. 1 is a system that drives an object to be driven using the power of an electric motor 3. The drive system 1 shown in FIG. The drive system 1 includes an electric motor 3, a magnetic pole position sensor 4, and a power conversion device 2. The electric motor 3 is, for example, a synchronous motor. A specific example of a synchronous motor is an SPM (Surface Permanent Magnet) motor. The electric motor 3 may be a synchronous electric motor having saliency. Having saliency means that the inductance is different between the coordinate axes of the rotating coordinate system. The rotating coordinate system is a coordinate system that rotates in synchronization with the magnetic pole position of the electric motor 3. A specific example of a synchronous motor having saliency includes an IPM (Interior Permanent Magnet) motor and the like. The magnetic pole position of the IPM motor is, for example, the position of the magnetic pole of a field formed by a permanent magnet embedded in an iron core.

磁極位置センサ4は、電動機3の磁極位置を検出するセンサである。磁極位置は、例えば電気角で表される。磁極位置センサ4の例としては、ホールセンサ等が挙げられる。 The magnetic pole position sensor 4 is a sensor that detects the magnetic pole position of the electric motor 3. The magnetic pole position is expressed, for example, in electrical angle. An example of the magnetic pole position sensor 4 is a Hall sensor.

電力変換装置2は、駆動力を発生させるための電力を電動機3に供給する。例えば電力変換装置2は、電力変換回路10と、制御回路100とを有する。 Power conversion device 2 supplies electric motor 3 with electric power for generating driving force. For example, the power conversion device 2 includes a power conversion circuit 10 and a control circuit 100.

電力変換回路10は、電源9(例えば電力系統)と、電動機3との間で電力変換を行う。例えば電力変換回路10は、電源9から供給される一次側電力を二次側電力に変換して電動機3に供給する。一次側電力は直流電力であってもよく、交流電力であってもよい。二次側電力は交流電力である。以下、一次側電力及び二次側電力が三相交流電力である場合の電力変換回路10の構成を例示する。 The power conversion circuit 10 performs power conversion between a power source 9 (for example, a power system) and an electric motor 3. For example, the power conversion circuit 10 converts primary power supplied from the power source 9 into secondary power and supplies the secondary power to the electric motor 3. The primary power may be DC power or AC power. The secondary power is AC power. Hereinafter, a configuration of the power conversion circuit 10 in a case where the primary side power and the secondary side power are three-phase AC power will be illustrated.

電力変換回路10は、整流回路11と、平滑コンデンサ14と、インバータ回路15と、電流センサ16とを有する。整流回路11は、例えば複数のダイオード12を含むダイオードブリッジ回路であり、一次側電力を直流電力に変換して直流母線13P,13Nに出力する。平滑コンデンサ14は、直流母線13P,13Nにおける直流電圧を平滑化する。 Power conversion circuit 10 includes a rectifier circuit 11 , a smoothing capacitor 14 , an inverter circuit 15 , and a current sensor 16 . The rectifier circuit 11 is, for example, a diode bridge circuit including a plurality of diodes 12, and converts primary side power into DC power and outputs it to DC buses 13P and 13N. Smoothing capacitor 14 smoothes the DC voltage on DC buses 13P and 13N.

インバータ回路15は、上記直流電力と二次側電力との間の電力変換を行う。例えばインバータ回路15は、力行状態において、直流電力を二次側電力に変換して電動機3に供給し、回生状態において、電動機3が発電する二次側電力を直流電力に変換する。例えばインバータ回路15は、複数のスイッチング素子17を有し、複数のスイッチング素子17のオン・オフを切り替えることによって上記電力変換を行う。 The inverter circuit 15 performs power conversion between the DC power and the secondary power. For example, the inverter circuit 15 converts DC power into secondary power and supplies it to the motor 3 in the power running state, and converts the secondary power generated by the motor 3 into DC power in the regeneration state. For example, the inverter circuit 15 has a plurality of switching elements 17, and performs the power conversion by switching the plurality of switching elements 17 on and off.

スイッチング素子17は、例えばパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)又はIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等であり、ゲート駆動信号に応じてオン・オフを切り替える。 The switching element 17 is, for example, a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and is turned on and off according to a gate drive signal. Switch.

電流センサ16は、インバータ回路15と電動機3との間に流れる電流(以下、「二次側電流」という。)を検出する。例えば電流センサ16は、二次側電力の全相(U相、V相及びW相)の電流を検出するように構成されていてもよいし、二次側電力のいずれか二相の電流を検出するように構成されていてもよい。零相電流が生じない限り、U相、V相、及びW相の電流の合計はゼロなので、二相の電流を検出する場合にも全相の電流の情報が得られる。 Current sensor 16 detects a current flowing between inverter circuit 15 and electric motor 3 (hereinafter referred to as "secondary current"). For example, the current sensor 16 may be configured to detect the current of all phases (U phase, V phase, and W phase) of the secondary power, or may be configured to detect the current of any two phases of the secondary power. It may be configured to detect. Unless a zero-phase current occurs, the sum of the U-phase, V-phase, and W-phase currents is zero, so even when detecting two-phase currents, information on all-phase currents can be obtained.

以上に示した電力変換回路10の構成はあくまで一例である。電力変換回路10の構成は、一次側電力を二次側電力に変換して電動機3に供給し得る限りにおいていかようにも変更可能である。例えば、整流回路11は交流電力を直流電力に変換するPWMコンバータ回路であってもよい。電力変換回路10は、直流化を経ることなく一次側電力と二次側電力との双方向の電力変換を行うマトリクスコンバータ回路であってもよい。電源電力が直流電力である場合に、電力変換回路10は整流回路11を有していなくてもよい。 The configuration of the power conversion circuit 10 shown above is just an example. The configuration of the power conversion circuit 10 can be modified in any way as long as it can convert primary side power into secondary side power and supply it to the electric motor 3. For example, the rectifier circuit 11 may be a PWM converter circuit that converts AC power to DC power. The power conversion circuit 10 may be a matrix converter circuit that performs bidirectional power conversion between primary power and secondary power without converting to direct current. When the power source power is DC power, the power conversion circuit 10 does not need to have the rectifier circuit 11.

制御回路100は、駆動力指令(例えばトルク指令)に対応する駆動力(例えばトルク)を電動機3に発生させるための制御指令を生成し、制御指令に追従する二次側電力を生成するように電力変換回路10を制御する。制御指令は、少なくとも電圧指令を含む。制御回路100は、電圧指令に対応する二次側電圧を電動機3に印加するように電力変換回路10を制御する。 The control circuit 100 generates a control command for causing the electric motor 3 to generate a driving force (for example, torque) corresponding to a driving force command (for example, a torque command), and generates secondary power that follows the control command. Controls the power conversion circuit 10. The control command includes at least a voltage command. The control circuit 100 controls the power conversion circuit 10 to apply a secondary voltage corresponding to the voltage command to the electric motor 3.

電力変換回路10が電動機3に発生させ得る駆動力には、出力電圧の飽和に起因する限界がある。以下、電力変換回路10が電動機3に発生させ得る最大の駆動力を「最大駆動力」という。出力電圧の飽和は、電動機3における誘起電圧の上昇によって生じる。誘起電圧は、電動機3の動作速度(例えばロータの回転速度)が高くなるにつれて大きくなるので、電動機3の動作速度が高くなるほど最大駆動力は小さくなる。出力電圧の飽和は、誘起電圧を打ち消すための弱め界磁電流を電動機3に出力することで抑制し得る。このため、弱め界磁電流の供給によって、駆動力のレンジ(最大駆動力の大きさ)を拡大することができる。また、電動機3が追従可能な動作速度のレンジを拡大することもできる。 There is a limit to the driving force that the power conversion circuit 10 can generate in the electric motor 3 due to saturation of the output voltage. Hereinafter, the maximum driving force that the power conversion circuit 10 can generate in the electric motor 3 will be referred to as "maximum driving force." Saturation of the output voltage occurs due to an increase in the induced voltage in the motor 3. Since the induced voltage increases as the operating speed of the electric motor 3 (for example, the rotational speed of the rotor) increases, the maximum driving force decreases as the operating speed of the electric motor 3 increases. Saturation of the output voltage can be suppressed by outputting a field weakening current to the motor 3 to cancel the induced voltage. Therefore, by supplying the field weakening current, the range of driving force (the magnitude of the maximum driving force) can be expanded. Furthermore, the range of operating speeds that the electric motor 3 can follow can also be expanded.

弱め界磁電流の供給のために、制御回路100は、駆動力指令に対応する駆動力を電動機3に発生させるように、電動機3の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出することと、電動機3の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機3の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出することと、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタリングをフィードフォワード電流指令に施すことと、フィルタリングが施されたフィードフォワード電流指令に基づいて、電動機3の磁極方向に対応する第2電流指令を算出することと、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機3に供給するように電力変換回路10を制御することと、を実行するように構成されている。 In order to supply the field weakening current, the control circuit 100 calculates a first current command corresponding to a direction perpendicular to the magnetic pole direction of the electric motor 3 so that the electric motor 3 generates a driving force corresponding to the driving force command. and calculating a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor 3 based on the characteristic parameters of the motor 3 and the first current command, and calculating a feedforward current command according to a change in the first current command. applying filtering to the feedforward current command to suppress changes in the current command; calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor 3 based on the filtered feedforward current command; It is configured to control the power conversion circuit 10 so as to supply the electric motor 3 with a current based on the first current command and the second current command.

フィードフォワード電流指令に基づいて第2電流指令を算出する構成によれば、駆動力のレンジを拡大し、動作速度のレンジを拡大するための第2電流指令を迅速に算出することができる。しかしながら、第1電流指令と第2電流指令との間に相互影響のループが形成されるので、二次側電流の安定性が低下し得る。これに対し、制御回路100は、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタリングを行う。これにより、第1電流指令が第2電流指令に及ぼす影響を抑制し、出力電流の安定性の低下を抑制することができる。従って、出力電圧の飽和の迅速な抑制と、電動機3への出力電流の安定性との両立に有効である。 According to the configuration in which the second current command is calculated based on the feedforward current command, it is possible to quickly calculate the second current command for expanding the range of driving force and the range of operating speed. However, since a mutual influence loop is formed between the first current command and the second current command, the stability of the secondary current may decrease. In contrast, the control circuit 100 performs filtering to suppress changes in the feedforward current command in response to changes in the first current command. Thereby, the influence of the first current command on the second current command can be suppressed, and a decrease in the stability of the output current can be suppressed. Therefore, this is effective in quickly suppressing saturation of the output voltage and stabilizing the output current to the motor 3.

図1に示すように、制御回路100は、機能上の構成(以下、「機能ブロック」という。)として、電流指令生成部120と、座標変換部111と、角速度演算部112と、電圧演算部113と、座標変換部114と、制御部115とを有し、これらの機能ブロックによる処理を所定の制御周期で繰り返す。電流指令生成部120は、各制御周期において、上述した第1電流指令及び第2電流指令を算出する。例えば電流指令生成部120は、回転座標系において第1電流指令及び第2電流指令を算出する。 As shown in FIG. 1, the control circuit 100 includes a current command generation section 120, a coordinate conversion section 111, an angular velocity calculation section 112, and a voltage calculation section as functional components (hereinafter referred to as "functional blocks"). 113, a coordinate transformation unit 114, and a control unit 115, and processes by these functional blocks are repeated at a predetermined control cycle. The current command generation unit 120 calculates the above-described first current command and second current command in each control cycle. For example, the current command generation unit 120 calculates a first current command and a second current command in a rotating coordinate system.

電動機3の磁極位置は、電動機3のステータを基準とした電気角で表される。例えば図2に示す固定座標系FCは、電動機3のステータに固定された座標系であり、直交する二つの座標軸として、α軸とβ軸とを有する。電動機3が回転型である場合、固定座標系FCの原点(α軸とβ軸との交点)は、電動機3のロータの回転中心に一致する。α軸は、電動機3のいずれか一相(例えばU相)のコイルへ向かう。例えば磁極位置PPは、α軸に対する電気角で表される。以下、磁極位置PPを表す電気角を、磁極方向θという。 The magnetic pole position of the electric motor 3 is expressed in electrical angle with respect to the stator of the electric motor 3. For example, the fixed coordinate system FC shown in FIG. 2 is a coordinate system fixed to the stator of the electric motor 3, and has an α axis and a β axis as two orthogonal coordinate axes. When the electric motor 3 is a rotary type, the origin of the fixed coordinate system FC (the intersection of the α axis and the β axis) coincides with the rotation center of the rotor of the electric motor 3. The α axis is directed toward the coil of any one phase (for example, U phase) of the electric motor 3. For example, the magnetic pole position PP is expressed as an electrical angle with respect to the α axis. Hereinafter, the electrical angle representing the magnetic pole position PP will be referred to as the magnetic pole direction θ.

図2に示す回転座標系RCは、磁極位置の回転に同期して回転する座標系であり、直交する二つの座標軸として、d軸とq軸とを有する。回転座標系RCの原点(d軸とq軸との交点)は、固定座標系FCの原点に一致する。d軸は、磁極位置PPへ向かう。 The rotating coordinate system RC shown in FIG. 2 is a coordinate system that rotates in synchronization with the rotation of the magnetic pole position, and has a d-axis and a q-axis as two orthogonal coordinate axes. The origin of the rotating coordinate system RC (the intersection of the d-axis and the q-axis) coincides with the origin of the fixed coordinate system FC. The d-axis points toward the magnetic pole position PP.

電流指令生成部120は、第1電流指令として、q軸方向の電流指令であるq軸電流指令Iq*を算出し、第2電流指令として、d軸方向の電流指令であるd軸電流指令Id*を算出する。q軸方向の電流は、q軸方向の磁束を発生させる電流であり、d軸方向の電流は、d軸方向の磁束を発生させる電流である。電流指令生成部120の構成については後述する。以下、d軸方向の電流を「d軸電流」といい、q軸方向の電流を「q軸電流」という。 The current command generation unit 120 calculates a q-axis current command Iq*, which is a current command in the q-axis direction, as a first current command, and calculates a d-axis current command Id, which is a current command in the d-axis direction, as a second current command. *Calculate. The current in the q-axis direction is a current that generates magnetic flux in the q-axis direction, and the current in the d-axis direction is a current that generates magnetic flux in the d-axis direction. The configuration of the current command generation section 120 will be described later. Hereinafter, the current in the d-axis direction will be referred to as "d-axis current", and the current in the q-axis direction will be referred to as "q-axis current".

図1に戻り、座標変換部111は、各制御周期において、電流センサ16により検出されたU相電流Iu、V相電流Iv及びW相電流Iwに座標変換を行って、d軸電流Id及びq軸電流Iqを算出する。例えば座標変換部111は、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwに3相/2相変換を行ってα軸電流Iα及びβ軸電流Iβを算出し、α軸電流Iα及びβ軸電流Iβに磁極方向θによる座標変換を行ってd軸電流Id及びq軸電流Iqを算出する。 Returning to FIG. 1, the coordinate transformation unit 111 performs coordinate transformation on the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw detected by the current sensor 16 in each control cycle, and converts the d-axis current Id and q Calculate the shaft current Iq. For example, the coordinate transformation unit 111 performs three-phase/two-phase transformation on the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw to calculate the α-axis current Iα and the β-axis current Iβ, and calculates the α-axis current Iα and Coordinate transformation is performed on the β-axis current Iβ using the magnetic pole direction θ to calculate the d-axis current Id and the q-axis current Iq.

角速度演算部112は、各制御周期において、磁極位置PPの角周波数ω(固定座標系FCに対する回転座標系RCの角周波数ω)を算出する。例えば角速度演算部112は、磁極位置センサ4が検出する磁極方向θに基づいて角周波数ωを算出する。例えば角速度演算部112は、磁極位置センサ4により検出された磁極方向θと、一つ前の制御周期で磁極位置センサ4により検出された磁極方向θとの差を制御周期で除算して角周波数ωを算出する。 The angular velocity calculation unit 112 calculates the angular frequency ω of the magnetic pole position PP (angular frequency ω of the rotating coordinate system RC with respect to the fixed coordinate system FC) in each control period. For example, the angular velocity calculation unit 112 calculates the angular frequency ω based on the magnetic pole direction θ detected by the magnetic pole position sensor 4. For example, the angular velocity calculation unit 112 calculates the angular frequency by dividing the difference between the magnetic pole direction θ detected by the magnetic pole position sensor 4 and the magnetic pole direction θ detected by the magnetic pole position sensor 4 in the previous control cycle by the control cycle. Calculate ω.

電圧演算部113は、各制御周期において、d軸電流指令Id*とq軸電流指令Iq*とに基づいて電圧指令を算出する。例えば電圧演算部113は、d軸電流指令Id*とd軸電流Idとの偏差を縮小するための指令値に対し、q軸電流Iqと、角周波数ωとに基づく非干渉化を行ってd軸電圧指令Vd*を算出する。また、電圧演算部113は、q軸電流指令Iq*とq軸電流Iqとの偏差を縮小するための指令値に対し、d軸電流Idと、磁石磁束Φmと、角周波数ωとに基づく非干渉化を行ってq軸電圧指令Vq*を算出する。一例として、電圧演算部113は、次式に基づいてd軸電圧指令Vd*及びq軸電圧指令Vq*を算出する。
Vd*=Kd(Id*-Id)-ω・Lq・Iq* ・・・(1)
Vq*=Kq(Iq*-Iq)+ω・Ld・Id*+ω・Φm ・・・(2)
Kd:d軸電流ゲイン
Lq:q軸インダクタンス
Kq:q軸電流ゲイン
Ld:d軸インダクタンス
Φm:磁石磁束
The voltage calculation unit 113 calculates a voltage command based on the d-axis current command Id* and the q-axis current command Iq* in each control cycle. For example, the voltage calculation unit 113 performs deinterference based on the q-axis current Iq and the angular frequency ω with respect to the command value for reducing the deviation between the d-axis current command Id* and the d-axis current Id. Calculate the shaft voltage command Vd*. Further, the voltage calculation unit 113 calculates an error based on the d-axis current Id, the magnet magnetic flux Φm, and the angular frequency ω with respect to the command value for reducing the deviation between the q-axis current command Iq* and the q-axis current Iq. Interference is performed to calculate the q-axis voltage command Vq*. As an example, the voltage calculation unit 113 calculates the d-axis voltage command Vd* and the q-axis voltage command Vq* based on the following equations.
Vd*=Kd(Id*-Id)-ω・Lq・Iq*...(1)
Vq*=Kq(Iq*-Iq)+ω・Ld・Id*+ω・Φm...(2)
Kd: d-axis current gain Lq: q-axis inductance Kq: q-axis current gain Ld: d-axis inductance Φm: Magnet magnetic flux

なお、式(1)においては、d軸電流指令Id*とd軸電流Idとの偏差を縮小するために比例演算を行う例を示しているが、電圧演算部113は、d軸電流指令Id*とd軸電流Idとの偏差を縮小するために比例・積分演算を行ってもよく、比例・積分・微分演算を行ってもよい。同様に、式(2)においては、q軸電流指令Iq*とq軸電流Iqとの偏差を縮小するために比例演算を行う例を示しているが、電圧演算部113は、q軸電流指令Iq*とq軸電流Iqとの偏差を縮小するために比例・積分演算を行ってもよく、比例・積分・微分演算を行ってもよい。d軸電圧指令Vd*及びq軸電圧指令Vq*は、変調率(直流母線13P,13N間の電圧の大きさに対する比率)であってもよい。 Note that although Equation (1) shows an example in which a proportional calculation is performed to reduce the deviation between the d-axis current command Id* and the d-axis current Id, the voltage calculation unit 113 In order to reduce the deviation between * and the d-axis current Id, proportional/integral calculations may be performed, or proportional/integral/differential calculations may be performed. Similarly, although equation (2) shows an example in which a proportional calculation is performed to reduce the deviation between the q-axis current command Iq* and the q-axis current Iq, the voltage calculation unit 113 In order to reduce the deviation between Iq* and q-axis current Iq, proportional/integral calculations may be performed, or proportional/integral/differential calculations may be performed. The d-axis voltage command Vd* and the q-axis voltage command Vq* may be a modulation rate (ratio to the magnitude of the voltage between the DC buses 13P and 13N).

座標変換部114は、各制御周期において、電圧演算部113により検出されたd軸電圧指令Vd*及びq軸電圧指令Vq*に座標変換を行って、U相電圧指令Vu*、V相電圧指令Vv*、及びW相電圧指令Vw*を算出する。例えば座標変換部114は、d軸電圧指令Vd*及びq軸電圧指令Vq*に磁極方向θによる座標変換を行ってVα*及びVβ*を算出し、Vα*及びVβ*に2相/3相変換を行ってU相電圧指令Vu*、V相電圧指令Vv*、及びW相電圧指令Vw*を算出する。 In each control cycle, the coordinate transformation unit 114 performs coordinate transformation on the d-axis voltage command Vd* and the q-axis voltage command Vq* detected by the voltage calculation unit 113, and converts them into U-phase voltage command Vu* and V-phase voltage command. Vv* and W-phase voltage command Vw* are calculated. For example, the coordinate transformation unit 114 calculates Vα* and Vβ* by performing coordinate transformation on the d-axis voltage command Vd* and the q-axis voltage command Vq* according to the magnetic pole direction θ, and calculates Vα* and Vβ* with 2-phase/3-phase The conversion is performed to calculate a U-phase voltage command Vu*, a V-phase voltage command Vv*, and a W-phase voltage command Vw*.

制御部115は、各制御周期において、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機3に供給するように電力変換回路10を制御する。例えば制御部115は、電圧演算部113が算出した電圧指令に基づく電圧を電動機3に印加するように電力変換回路10を制御する。例えば制御部115は、電動機3のU相、V相、及びW相に、U相電圧指令Vu*、V相電圧指令Vv*、及びW相電圧指令Vw*に対応する電圧をそれぞれ印加するように、複数のスイッチング素子17のオン・オフを切り替える。 The control unit 115 controls the power conversion circuit 10 to supply the electric motor 3 with a current based on the first current command and the second current command in each control cycle. For example, the control unit 115 controls the power conversion circuit 10 to apply a voltage to the electric motor 3 based on the voltage command calculated by the voltage calculation unit 113. For example, the control unit 115 applies voltages corresponding to the U-phase voltage command Vu*, the V-phase voltage command Vv*, and the W-phase voltage command Vw* to the U-phase, V-phase, and W-phase of the electric motor 3, respectively. Then, the plurality of switching elements 17 are turned on and off.

図3は、電流指令生成部120の構成を例示するブロック図である。電流指令生成部120は、機能ブロックとして、フィードフォワード演算部122と、フィルタ130と、第2電流演算部123と、第1電流演算部121とを有する。フィードフォワード演算部122は、電動機3の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機3の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出する。 FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the current command generation section 120. The current command generation unit 120 includes a feedforward calculation unit 122, a filter 130, a second current calculation unit 123, and a first current calculation unit 121 as functional blocks. The feedforward calculation unit 122 calculates a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor 3 based on the characteristic parameters of the motor 3 and the first current command.

電動機3の特性パラメータの例としては、電機子抵抗R、d軸インダクタンスLd、及びq軸インダクタンスLq等が挙げられる。例えばフィードフォワード演算部122は、次式によりフィードフォワード電流指令Idffを算出する。
Idff=[-Φm+{(Vlim/ω)-(Lq・Iq*)1/2]/Ld ・・・(3)
Vlim:電圧上限値
Examples of characteristic parameters of the electric motor 3 include armature resistance R, d-axis inductance Ld, and q-axis inductance Lq. For example, the feedforward calculation unit 122 calculates the feedforward current command Idff using the following equation.
Idff=[-Φm+{(Vlim/ω) 2- (Lq・Iq*) 2 } 1/2 ]/Ld...(3)
Vlim: Voltage upper limit value

なお、電圧上限値は、電力変換回路10が電動機3に印加し得る電圧の大きさの上限値であり、直流母線13P,13N間の電圧の大きさに応じて定まる。フィードフォワード電流指令Idffの生成時点において、q軸電流指令Iq*の算出は完了していないので、フィードフォワード演算部122は、一つ前の制御周期で算出されたq軸電流指令Iq*をフィードフォワード電流指令Idffの算出に用いる。 Note that the voltage upper limit is the upper limit of the voltage that the power conversion circuit 10 can apply to the motor 3, and is determined depending on the voltage between the DC buses 13P and 13N. Since the calculation of the q-axis current command Iq* is not completed at the time of generation of the feedforward current command Idff, the feedforward calculation unit 122 feeds the q-axis current command Iq* calculated in the previous control cycle. It is used to calculate the forward current command Idff.

フィルタ130は、q軸電流指令Iq*の変化に応じたフィードフォワード電流指令Idffの変化を抑制するフィルタ処理をフィードフォワード電流指令Idffに対して行う。例えばフィルタ130は、第1電流指令のうち所定の周波数帯域の成分を抽出する抽出フィルタ131を含んでもよく、抽出フィルタ131により抽出された成分に基づいてフィードフォワード電流指令を補正してもよい。抽出フィルタ131の例としては、ハイパスフィルタ、又はバンドパスフィルタ等が挙げられる。 The filter 130 performs filter processing on the feedforward current command Idff to suppress changes in the feedforward current command Idff in response to changes in the q-axis current command Iq*. For example, the filter 130 may include an extraction filter 131 that extracts components in a predetermined frequency band from the first current command, and may correct the feedforward current command based on the components extracted by the extraction filter 131. Examples of the extraction filter 131 include a high-pass filter or a band-pass filter.

第1電流指令と第2電流指令との間のループに乗り易い成分をフィードフォワード電流指令から選択的に除去することで、出力電圧の飽和抑制の迅速性がフィルタ130により低下することを抑制することができる。 By selectively removing components that tend to get into the loop between the first current command and the second current command from the feedforward current command, the speed of saturation suppression of the output voltage is suppressed from being reduced by the filter 130. be able to.

フィルタ130は、フィードフォワード電流指令Idffのうち所定の周波数帯域の成分を抽出する第2抽出フィルタ132を更に含み、第2抽出フィルタ132を経たフィードフォワード電流指令Idffを、抽出フィルタ131により抽出された成分に基づいて補正してもよい。第2抽出フィルタ132の例としては,ローパスフィルタ,ノッチフィルタ等が挙げられる。第2抽出フィルタ132と抽出フィルタ131との併用により、出力電圧の飽和抑制の迅速性と、出力電流の安定性とのバランスをより適切に調節することができる。 The filter 130 further includes a second extraction filter 132 that extracts components in a predetermined frequency band from the feedforward current command Idff, and extracts the feedforward current command Idff that has passed through the second extraction filter 132 from the components extracted by the extraction filter 131. Correction may be made based on the component. Examples of the second extraction filter 132 include a low-pass filter, a notch filter, and the like. By using the second extraction filter 132 and the extraction filter 131 in combination, it is possible to more appropriately adjust the balance between the promptness of suppressing saturation of the output voltage and the stability of the output current.

例えばフィルタ130は、補正部133を更に含む。抽出フィルタ131がハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタである場合、補正部133は、抽出フィルタ131により抽出された成分の少なくとも一部をフィードフォワード電流指令から除去する。 For example, the filter 130 further includes a correction section 133. When the extraction filter 131 is a high-pass filter or a band-pass filter, the correction unit 133 removes at least a part of the component extracted by the extraction filter 131 from the feedforward current command.

一例として、抽出フィルタ131はハイパスフィルタであり、補正部133は、抽出フィルタ131により抽出された成分に所定の補正ゲインKを乗算した値を、第2抽出フィルタ132を経たフィードフォワード電流指令Idffから減算する。抽出フィルタ131がハイパスフィルタである場合に、第2抽出フィルタ132のカットオフ周波数は抽出フィルタ131のカットオフ周波数よりも高くてもよい。出力電圧の飽和抑制の迅速性と、出力電流の安定性とのバランスをより適切に調節することができる。 As an example, the extraction filter 131 is a high-pass filter, and the correction unit 133 applies a value obtained by multiplying the component extracted by the extraction filter 131 by a predetermined correction gain K from the feedforward current command Idff that has passed through the second extraction filter 132. Subtract. When the extraction filter 131 is a high-pass filter, the cutoff frequency of the second extraction filter 132 may be higher than the cutoff frequency of the extraction filter 131. The balance between the promptness of output voltage saturation suppression and the stability of output current can be adjusted more appropriately.

第2電流演算部123は、フィルタ130を経たフィードフォワード電流指令Idffに基づいて、d軸電流指令Id*を算出する。第1電流演算部121は、駆動力指令(例えばトルク指令T*)に対応する駆動力を電動機3に発生させるように、q軸電流指令Iq*を算出する。 The second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* based on the feedforward current command Idff that has passed through the filter 130. The first current calculation unit 121 calculates a q-axis current command Iq* so that the electric motor 3 generates a driving force corresponding to a driving force command (for example, a torque command T*).

第1電流演算部121は、トルク指令T*と、第2電流演算部123が算出したd軸電流指令Id*とに基づいてq軸電流指令Iq*を算出してもよい。例えば第1電流演算部121は、次式によりq軸電流指令Iq*を算出する。
Iq*=T*/[Pn{Φm+(Ld-Lq)Id*}] ・・・(4)
Pn:電動機3の極対数
The first current calculation unit 121 may calculate the q-axis current command Iq* based on the torque command T* and the d-axis current command Id* calculated by the second current calculation unit 123. For example, the first current calculation unit 121 calculates the q-axis current command Iq* using the following equation.
Iq*=T*/[Pn{Φm+(Ld-Lq)Id*}] ...(4)
Pn: Number of pole pairs of electric motor 3

d軸電流指令Id*に基づくことで、より適切なq軸電流指令Iq*を算出することができる。d軸電流指令Id*は、フィルタ130を経たフィードフォワード電流に基づいているので、d軸電流指令Id*に基づくことによるq軸電流指令Iq*の不安定化は抑制される。 Based on the d-axis current command Id*, a more appropriate q-axis current command Iq* can be calculated. Since the d-axis current command Id* is based on the feedforward current that has passed through the filter 130, destabilization of the q-axis current command Iq* due to being based on the d-axis current command Id* is suppressed.

制御回路100は、力依存演算部140と、モード選択部150とを更に有してもよい。力依存演算部140は、駆動力指令(例えばトルク指令T*)に基づいて力依存電流指令Idtを算出する。例えば力依存演算部140は、トルク指令T*に基づいて、MTPA(Maximum Torque Per Ampere)制御を行うように力依存電流指令Idtを算出する。MTPA制御とは、電動機3に通流する電流に対する駆動力の比率を最大にする制御である。 The control circuit 100 may further include a force-dependent calculation section 140 and a mode selection section 150. The force-dependent calculation unit 140 calculates a force-dependent current command Idt based on a driving force command (eg, torque command T*). For example, the force-dependent calculation unit 140 calculates the force-dependent current command Idt based on the torque command T* so as to perform MTPA (Maximum Torque Per Ampere) control. MTPA control is control that maximizes the ratio of driving force to current flowing through the electric motor 3.

力依存演算部140は、力依存電流指令Idtの変化とトルク指令T*の変化との関係を表すように予め定められた電流プロファイル141と、トルク指令T*とに基づいて力依存電流指令Idtを算出してもよい。力依存電流指令Idtを容易に算出することができる。力依存演算部140が、上記MTPA制御を行うように力依存電流指令Idtを算出する場合、電流プロファイル141は、MTPA制御における力依存電流指令Idtの変化と駆動力指令の変化との関係を表すように予め定められる。電流プロファイル141は、実機試験又はシミュレーション等により予め生成可能である。電流プロファイル141は、近似関数として保持されていてもよく、離散的なテーブルとして保持されていてもよい。 The force-dependent calculation unit 140 calculates the force-dependent current command Idt based on the torque command T* and a current profile 141 that is predetermined to represent the relationship between the change in the force-dependent current command Idt and the change in the torque command T*. may be calculated. The force-dependent current command Idt can be easily calculated. When the force-dependent calculation unit 140 calculates the force-dependent current command Idt to perform the MTPA control, the current profile 141 represents the relationship between the change in the force-dependent current command Idt and the change in the driving force command in the MTPA control. It is predetermined as follows. The current profile 141 can be generated in advance by actual machine testing, simulation, or the like. The current profile 141 may be held as an approximate function or may be held as a discrete table.

力依存演算部140は、MTPAとは異なる制御を行うように力依存電流指令Idtを算出してもよい。例えば力依存演算部140は、消費電力に対する駆動力の比率を最大にする効率最大化制御を行うように力依存電流指令Idtを算出してもよい。力依存演算部140は、二次側電力の力率を最大にする力率最大化制御を行うように力依存電流指令Idtを算出してもよい。いずれの制御においても、電流プロファイル141は、実機試験又はシミュレーション等により予め生成可能である。 The force-dependent calculation unit 140 may calculate the force-dependent current command Idt so as to perform control different from MTPA. For example, the force-dependent calculation unit 140 may calculate the force-dependent current command Idt so as to perform efficiency maximization control that maximizes the ratio of driving force to power consumption. The force-dependent calculation unit 140 may calculate the force-dependent current command Idt so as to perform power factor maximization control that maximizes the power factor of the secondary power. In either control, the current profile 141 can be generated in advance by actual machine testing, simulation, or the like.

モード選択部150は、力依存電流指令Idtに基づきd軸電流指令Id*を算出する第1モードと、フィードフォワード電流指令Idffに基づきd軸電流指令Id*を算出する第2モードと、のいずれかを力依存電流指令Idtとフィードフォワード電流指令Idffとの比較に基づいて選択する。モード選択部150が、第1モードと第2モードとのいずれかを選択する場合、第2電流演算部123は、モード選択部150により選択されたモードでd軸電流指令Id*を算出する。第1モードと第2モードとの適切な切り替えによって、第2電流指令による出力電圧の飽和抑制と、駆動力指令に対する出力電流の適正化との両立を図ることができる。 The mode selection unit 150 selects one of a first mode in which the d-axis current command Id* is calculated based on the force-dependent current command Idt and a second mode in which the d-axis current command Id* is calculated based on the feedforward current command Idff. is selected based on a comparison between the force-dependent current command Idt and the feedforward current command Idff. When the mode selection unit 150 selects either the first mode or the second mode, the second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* in the mode selected by the mode selection unit 150. By appropriately switching between the first mode and the second mode, it is possible to achieve both suppression of saturation of the output voltage by the second current command and optimization of the output current with respect to the driving force command.

モード選択部150は、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値よりも大きい場合に第1モードを選択し、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値よりも大きい場合に第2モードを選択してもよい。第1モードと第2モードとを、容易且つ適切に切り替えることができる。 The mode selection unit 150 selects the first mode when the absolute value of the force-dependent current command Idt is larger than the absolute value of the feedforward current command Idff, and the mode selection unit 150 selects the first mode when the absolute value of the force-dependent current command Idt is larger than the absolute value of the feedforward current command Idff. The second mode may be selected when the absolute value is greater than the absolute value. The first mode and the second mode can be easily and appropriately switched.

モード選択部150は、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差に基づいて、第1モードと第2モードとを切り替えてもよい。例えばモード選択部150は、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差が第1閾値を超えるのに応じて第2モードを第1モードに切り替え、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差が第2閾値を下回るのに応じて第1モードを第2モードに切り替えてもよい。第1閾値と第2閾値とは同じ値(例えばゼロ)であってもよく、互いに異なる値であってもよい。例えば第1閾値は第2閾値より大きくてもよい。第1閾値が正の値であり、第2閾値が負の値であってもよい。 The mode selection unit 150 may switch between the first mode and the second mode based on the difference between the absolute value of the force-dependent current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff. For example, the mode selection unit 150 switches the second mode to the first mode in response to the difference between the absolute value of the force-dependent current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff, and switches the second mode to the first mode, The first mode may be switched to the second mode in response to the difference between the absolute value of the command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff falling below a second threshold. The first threshold value and the second threshold value may be the same value (for example, zero) or may be different values. For example, the first threshold may be greater than the second threshold. The first threshold may be a positive value and the second threshold may be a negative value.

図4は、力依存電流指令と、フィードフォワード電流指令との関係を例示するグラフであり、横軸はd軸電流指令Id*を表し、縦軸はq軸電流指令Iq*を表している。定トルク曲線L11,L12,L13,L14のそれぞれは、一定の駆動力指令に対応するd軸電流指令Id*とq軸電流指令Iq*との関係を表す。定トルク曲線L11は駆動力指令が第1の値である場合を表す。定トルク曲線L12は駆動力指令が第1の値よりも大きい第2の値である場合を表す。定トルク曲線L13は駆動力指令が第2の値よりも大きい第3の値である場合を表す。定トルク曲線L14は駆動力指令が第3の値よりも大きい第4の値である場合を表す。 FIG. 4 is a graph illustrating the relationship between the force-dependent current command and the feedforward current command, where the horizontal axis represents the d-axis current command Id*, and the vertical axis represents the q-axis current command Iq*. Each of the constant torque curves L11, L12, L13, and L14 represents the relationship between the d-axis current command Id* and the q-axis current command Iq* corresponding to a constant driving force command. Constant torque curve L11 represents the case where the driving force command is the first value. Constant torque curve L12 represents a case where the driving force command is a second value larger than the first value. Constant torque curve L13 represents a case where the driving force command is a third value larger than the second value. Constant torque curve L14 represents a case where the driving force command is a fourth value larger than the third value.

MTPA曲線L21は、MTPA制御におけるd軸電流Idとq軸電流Iqとの関係を表す。力依存演算部140が、MTPA制御を行うように力依存電流指令Idtを算出する場合、力依存電流指令Idtは、d軸電流Id及びq軸電流IqがMTPA曲線L21上に位置するように算出される。例えば、駆動力指令が第1の値である場合、定トルク曲線L11とMTPA曲線L21との交点JP11におけるd軸電流Idが力依存電流指令Idtとして算出される。駆動力指令が第2の値である場合、定トルク曲線L12とMTPA曲線L21との交点JP12におけるd軸電流Idが力依存電流指令Idtとして算出される。駆動力指令が第3の値である場合、定トルク曲線L13とMTPA曲線L21との交点JP13におけるd軸電流Idが力依存電流指令Idtとして算出される。駆動力指令が第4の値である場合、定トルク曲線L14とMTPA曲線L21との交点JP14におけるd軸電流Idが力依存電流指令Idtとして算出される。 MTPA curve L21 represents the relationship between d-axis current Id and q-axis current Iq in MTPA control. When the force-dependent calculation unit 140 calculates the force-dependent current command Idt to perform MTPA control, the force-dependent current command Idt is calculated so that the d-axis current Id and the q-axis current Iq are located on the MTPA curve L21. be done. For example, when the driving force command is the first value, the d-axis current Id at the intersection JP11 between the constant torque curve L11 and the MTPA curve L21 is calculated as the force-dependent current command Idt. When the driving force command is the second value, the d-axis current Id at the intersection JP12 between the constant torque curve L12 and the MTPA curve L21 is calculated as the force-dependent current command Idt. When the driving force command is the third value, the d-axis current Id at the intersection JP13 between the constant torque curve L13 and the MTPA curve L21 is calculated as the force-dependent current command Idt. When the driving force command is the fourth value, the d-axis current Id at the intersection JP14 between the constant torque curve L14 and the MTPA curve L21 is calculated as the force-dependent current command Idt.

電圧制限楕円L31は、出力電圧と電圧上限値が等しい状態におけるd軸電流Idとq軸電流Iqとの関係を表す。フィードフォワード電流指令Idffは、d軸電流Id及びq軸電流Iqが電圧制限楕円L31上に位置するように算出される。例えば、駆動力指令が第1の値である場合、定トルク曲線L11と電圧制限楕円L31との交点JP21におけるd軸電流Idがフィードフォワード電流指令Idffとして算出される。駆動力指令が第2の値である場合、定トルク曲線L12と電圧制限楕円L31との交点JP22におけるd軸電流Idがフィードフォワード電流指令Idffとして算出される。駆動力指令が第3の値である場合、定トルク曲線L13と電圧制限楕円L31との交点JP23におけるd軸電流Idがフィードフォワード電流指令Idffとして算出される。駆動力指令が第4の値である場合、定トルク曲線L14と電圧制限楕円L31との交点JP24におけるd軸電流Idがフィードフォワード電流指令Idffとして算出される。 Voltage limit ellipse L31 represents the relationship between d-axis current Id and q-axis current Iq in a state where the output voltage and the voltage upper limit value are equal. The feedforward current command Idff is calculated such that the d-axis current Id and the q-axis current Iq are located on the voltage restriction ellipse L31. For example, when the driving force command is the first value, the d-axis current Id at the intersection JP21 of the constant torque curve L11 and the voltage limit ellipse L31 is calculated as the feedforward current command Idff. When the driving force command is the second value, the d-axis current Id at the intersection JP22 of the constant torque curve L12 and the voltage limit ellipse L31 is calculated as the feedforward current command Idff. When the driving force command is the third value, the d-axis current Id at the intersection JP23 of the constant torque curve L13 and the voltage limit ellipse L31 is calculated as the feedforward current command Idff. When the driving force command is the fourth value, the d-axis current Id at the intersection JP24 of the constant torque curve L14 and the voltage limit ellipse L31 is calculated as the feedforward current command Idff.

電圧制限楕円L31よりも内側においては、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値よりも大きい。例えば交点JP11におけるd軸電流Idの絶対値は、交点JP21におけるd軸電流Idの絶対値よりも大きく、交点JP12におけるd軸電流Idの絶対値は、交点JP22におけるd軸電流Idの絶対値よりも大きい。このような場合、モード選択部150は第1モードを選択し、第2電流演算部123は力依存電流指令Idtに基づいてd軸電流指令Id*を算出する。 Inside the voltage limiting ellipse L31, the absolute value of the force-dependent current command Idt is larger than the absolute value of the feedforward current command Idff. For example, the absolute value of the d-axis current Id at the intersection JP11 is greater than the absolute value of the d-axis current Id at the intersection JP21, and the absolute value of the d-axis current Id at the intersection JP12 is greater than the absolute value of the d-axis current Id at the intersection JP22. It's also big. In such a case, the mode selection unit 150 selects the first mode, and the second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* based on the force-dependent current command Idt.

電圧制限楕円L31よりも外側においては、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値よりも小さい。例えば交点JP14におけるd軸電流Idの絶対値は、交点JP24におけるd軸電流Idの絶対値よりも大きい。このような場合、モード選択部150は第2モードを選択し、第2電流演算部123はフィードフォワード電流指令Idffに基づいてd軸電流指令Id*を算出する。 Outside the voltage limiting ellipse L31, the absolute value of the force-dependent current command Idt is smaller than the absolute value of the feedforward current command Idff. For example, the absolute value of the d-axis current Id at the intersection JP14 is larger than the absolute value of the d-axis current Id at the intersection JP24. In such a case, the mode selection unit 150 selects the second mode, and the second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* based on the feedforward current command Idff.

図3に戻り、制御回路100は、フィードバック演算部124を更に有してもよい。フィードバック演算部124は、電圧指令と、電圧指令に基づいて電力変換回路10が電動機3に印加する電圧との偏差(以下、「電圧偏差」という。)を縮小させるようにフィードバック電流指令Idfbを算出する。制御回路100がフィードバック演算部124を有する場合、第2電流演算部123は、フィードフォワード電流指令Idffと、フィードバック電流指令Idfbとに基づいてd軸電流指令Id*を算出してもよい。フィードバックとフィードフォワードとの組合せによって、出力電圧の飽和を迅速かつ適切に抑制することができる。 Returning to FIG. 3, the control circuit 100 may further include a feedback calculation section 124. The feedback calculation unit 124 calculates the feedback current command Idfb so as to reduce the deviation between the voltage command and the voltage applied by the power conversion circuit 10 to the motor 3 based on the voltage command (hereinafter referred to as "voltage deviation"). do. When the control circuit 100 includes the feedback calculation unit 124, the second current calculation unit 123 may calculate the d-axis current command Id* based on the feedforward current command Idff and the feedback current command Idfb. The combination of feedback and feedforward allows saturation of the output voltage to be suppressed quickly and appropriately.

上述のように、モード選択部150が、第1モードと第2モードとのいずれかを選択する場合、第2電流演算部123は、上記第2モードにおいて、フィードフォワード電流指令Idffとフィードバック電流指令Idfbとに基づいてd軸電流指令Id*を算出してもよい。 As described above, when the mode selection unit 150 selects either the first mode or the second mode, the second current calculation unit 123 selects the feedforward current command Idff and the feedback current command in the second mode. The d-axis current command Id* may be calculated based on Idfb.

例えば制御回路100は、弱め界磁演算部127を更に有する。弱め界磁演算部127は、フィードフォワード電流指令Idffと、フィードバック電流指令Idfbとに基づいて弱め界磁電流指令Idfwを算出する。一例として、弱め界磁演算部127は、フィードフォワード電流指令Idffからフィードバック電流指令Idfbを合算して弱め界磁電流指令Idfwを算出する。第2電流演算部123は、弱め界磁演算部127が算出した弱め界磁電流指令Idfwに基づいてd軸電流指令Id*を算出する。 For example, the control circuit 100 further includes a field weakening calculation section 127. Field weakening calculation unit 127 calculates field weakening current command Idfw based on feedforward current command Idff and feedback current command Idfb. As an example, the field weakening calculation unit 127 calculates the field weakening current command Idfw by adding up the feedback current command Idfb from the feedforward current command Idff. The second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* based on the field weakening current command Idfw calculated by the field weakening calculation unit 127.

「電圧指令に基づいて電力変換回路10が電動機3に印加する電圧」は、電圧センサ等によって実際に検出される電圧であってもよく、複数のスイッチング素子17のオン期間から逆算される電圧であってもよい。フィードバック演算部124は、電圧偏差に比例演算、比例・積分演算、又は比例・積分・微分演算等を行ってフィードバック電流指令Idfbを算出する。 “The voltage applied to the electric motor 3 by the power conversion circuit 10 based on the voltage command” may be a voltage actually detected by a voltage sensor or the like, or may be a voltage calculated backward from the ON periods of the plurality of switching elements 17. There may be. The feedback calculation unit 124 calculates the feedback current command Idfb by performing proportional calculation, proportional/integral calculation, proportional/integral/differential calculation, etc. on the voltage deviation.

フィードバック演算部124は、電圧偏差として、電力変換回路10が電動機3に印加し得る最大電圧(上記電圧上限値Vlim)と、電圧指令V*との偏差を算出し、算出した偏差に比例演算、比例・積分演算、又は比例・積分・微分演算等を行ってフィードバック電流指令Idfbを算出してもよい。 The feedback calculation unit 124 calculates the deviation between the maximum voltage that the power conversion circuit 10 can apply to the motor 3 (the voltage upper limit value Vlim) and the voltage command V* as a voltage deviation, and performs a proportional calculation on the calculated deviation. The feedback current command Idfb may be calculated by performing proportional/integral calculations or proportional/integral/differential calculations.

電圧指令V*を実質的に超える電圧を電力変換回路10が出力することはないので、上記電圧偏差が正の値となることはないが、電圧指令V*と電圧上限値Vlimとの偏差は正の値となり得る。これに対応し、制御回路100は、リミッタ125を更に有してもよい。リミッタ125は、弱め界磁演算部127が算出した弱め界磁電流指令Idfwをゼロ以下に制限する。例えばリミッタ125は、弱め界磁電流指令Idfwが正の値である場合に、弱め界磁電流指令Idfwをゼロに変更する。弱め界磁電流指令Idfwがゼロ以下である場合、リミッタ125は弱め界磁電流指令Idfwの値を変更しない。第2電流演算部123は、リミッタ125を経た弱め界磁電流指令Idfwに基づいてd軸電流指令Id*を算出する。 Since the power conversion circuit 10 never outputs a voltage that substantially exceeds the voltage command V*, the above voltage deviation will not be a positive value, but the deviation between the voltage command V* and the voltage upper limit value Vlim is Can be a positive value. Corresponding to this, the control circuit 100 may further include a limiter 125. The limiter 125 limits the field weakening current command Idfw calculated by the field weakening calculation unit 127 to zero or less. For example, the limiter 125 changes the field weakening current command Idfw to zero when the field weakening current command Idfw is a positive value. When the field weakening current command Idfw is less than or equal to zero, the limiter 125 does not change the value of the field weakening current command Idfw. The second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* based on the field weakening current command Idfw passed through the limiter 125.

フィードバック電流指令Idfbの合算により算出される弱め界磁電流指令Idfwをゼロ以下に制限することによって、正のフィードバック電流指令Idfbによって弱め界磁電流指令Idfwが正の値となることが防止される。フィードバック電流指令Idfbではなく、弱め界磁電流指令Idfwにリミッタ125がかけられるので、弱め界磁電流指令Idfwの算出時に、特性パラメータの誤差等によるフィードフォワード電流指令Idffの誤差を、フィードバック電流指令Idfbの減算によって正方向にも補正することが可能となる。 By limiting the field weakening current command Idfw calculated by adding up the feedback current commands Idfb to zero or less, the field weakening current command Idfw is prevented from taking a positive value due to the positive feedback current command Idfb. Since the limiter 125 is applied to the field-weakening current command Idfw instead of the feedback current command Idfb, when calculating the field-weakening current command Idfw, the error in the feedforward current command Idff due to errors in characteristic parameters, etc. is calculated using the feedback current command Idfb. By subtracting , it is possible to correct in the positive direction as well.

例えば、電圧指令V*が電圧上限値Vlimよりも小さく、出力電圧の飽和が生じていないにもかかわらず、負の方向に過大なフィードフォワード電流指令Idffが算出されて第2モードが選択される場合に、正のフィードバック電流指令Idfbの合算によって、弱め界磁電流指令Idfwが負の方向に過大となることを抑制することができる。従って、出力電圧の飽和をより適切に抑制することができる。 For example, even though the voltage command V* is smaller than the voltage upper limit value Vlim and the output voltage is not saturated, an excessive feedforward current command Idff in the negative direction is calculated and the second mode is selected. In this case, by adding up the positive feedback current commands Idfb, it is possible to prevent the field weakening current command Idfw from becoming excessively large in the negative direction. Therefore, saturation of the output voltage can be suppressed more appropriately.

制御回路100は、フィードフォワード電流指令Idffをゼロ以下に制限するフィードフォワードリミッタ126を更に有してもよい。例えばフィードフォワードリミッタ126は、フィードフォワード電流指令Idffが正の値である場合に、フィードフォワード電流指令Idffをゼロに変更する。フィードフォワード電流指令Idffがゼロ以下である場合、フィードフォワードリミッタ126はフィードフォワード電流指令Idffの値を変更しない。モード選択部150は、フィードフォワードリミッタ126を経たフィードフォワード電流指令Idffと、フィードバック電流指令Idfbとに基づいて、第1モードと第2モードとを切り替えてもよい。弱め界磁演算部127は、フィードフォワードリミッタ126を経たフィードフォワード電流指令Idffと、フィードバック電流指令Idfbとに基づいて弱め界磁電流指令Idfwを算出してもよい。フィードフォワード電流指令Idffから、明らかな誤差成分を除去することで、フィードフォワード電流指令Idffとフィードバック電流指令Idfbとの相補作用をより有効に活用することができる。 The control circuit 100 may further include a feedforward limiter 126 that limits the feedforward current command Idff to zero or less. For example, the feedforward limiter 126 changes the feedforward current command Idff to zero when the feedforward current command Idff is a positive value. When the feedforward current command Idff is less than or equal to zero, the feedforward limiter 126 does not change the value of the feedforward current command Idff. The mode selection unit 150 may switch between the first mode and the second mode based on the feedforward current command Idff passed through the feedforward limiter 126 and the feedback current command Idfb. The field weakening calculation unit 127 may calculate the field weakening current command Idfw based on the feedforward current command Idff passed through the feedforward limiter 126 and the feedback current command Idfb. By removing obvious error components from the feedforward current command Idff, the complementary action between the feedforward current command Idff and the feedback current command Idfb can be utilized more effectively.

モード選択部150は、第1スイッチ151と、第2スイッチ152とを有してもよい。第1スイッチ151は、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値よりも小さい場合に力依存電流指令Idtをゼロにする。例えば第1スイッチ151は、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差に基づいて、力依存電流指令Idtによる値を力依存演算部140による演算結果とする第1状態と、力依存電流指令Idtをゼロにする第2状態とを切り替える。例えば第1スイッチ151は、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差が上記第1閾値を超えるのに応じて第2状態を第1状態に切り替え、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差が上記第2閾値を下回るのに応じて第1状態を第2状態に切り替える。 The mode selection unit 150 may include a first switch 151 and a second switch 152. The first switch 151 sets the force-dependent current command Idt to zero when the absolute value of the force-dependent current command Idt is smaller than the absolute value of the feedforward current command Idff. For example, the first switch 151 sets the value of the force-dependent current command Idt as the calculation result of the force-dependent calculation unit 140 based on the difference between the absolute value of the force-dependent current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff. 1 state and a second state in which the force-dependent current command Idt is set to zero. For example, the first switch 151 switches the second state to the first state in response to the difference between the absolute value of the force-dependent current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff exceeding the first threshold value, and switches the second state to the first state, The first state is switched to the second state in response to the difference between the absolute value of the current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff being less than the second threshold.

第2スイッチ152は、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値よりも大きい場合にフィードフォワード電流指令Idffをゼロにする。例えば第2スイッチ152は、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差に基づいて、フィードフォワード電流指令Idffによる値をゼロとする第1状態と、フィードフォワード電流指令Idffをフィードフォワード演算部122による演算結果とする第2状態とを切り替える。例えば第1スイッチ151は、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差が上記第1閾値を超えるのに応じて第2状態を第1状態に切り替え、力依存電流指令Idtの絶対値とフィードフォワード電流指令Idffの絶対値との差が上記第2閾値を下回るのに応じて第1状態を第2状態に切り替える。 The second switch 152 sets the feedforward current command Idff to zero when the absolute value of the force-dependent current command Idt is larger than the absolute value of the feedforward current command Idff. For example, the second switch 152 can switch between a first state in which the value of the feedforward current command Idff is zero and a feedforward current state based on the difference between the absolute value of the force-dependent current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff. A second state in which the command Idff is the calculation result by the feedforward calculation unit 122 is switched. For example, the first switch 151 switches the second state to the first state in response to the difference between the absolute value of the force-dependent current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff exceeding the first threshold value, and switches the second state to the first state, The first state is switched to the second state in response to the difference between the absolute value of the current command Idt and the absolute value of the feedforward current command Idff being less than the second threshold.

弱め界磁演算部127は、第2スイッチ152を経たフィードフォワード電流指令Idffと、フィードバック電流指令Idfbとに基づいて弱め界磁電流指令Idfwを算出し、第2電流演算部123は、弱め界磁電流指令Idfwと、第1スイッチ151を経た力依存電流指令Idtとを合算してd軸電流指令Id*を算出する。第1スイッチ151及び第2スイッチ152によれば、上記第1モードと、上記第2モードとを容易且つ適切に切り替えることができる。第1スイッチ151及び第2スイッチ152は、ソフトウェアスイッチであってもよい。 The field-weakening calculation unit 127 calculates the field-weakening current command Idfw based on the feedforward current command Idff passed through the second switch 152 and the feedback current command Idfb, and the second current calculation unit 123 The current command Idfw and the force-dependent current command Idt passed through the first switch 151 are added together to calculate the d-axis current command Id*. According to the first switch 151 and the second switch 152, the first mode and the second mode can be easily and appropriately switched. The first switch 151 and the second switch 152 may be software switches.

以上においては、電動機3に磁極位置センサ4が設けられている場合を例示したが、電動機3に磁極位置センサ4が設けられていなくてもよい。この場合、制御回路100は、センサレスにて磁極方向θを推定し、磁極方向θの推定結果に基づいて上述した処理を行うように構成されていてもよい。 In the above, the case where the electric motor 3 is provided with the magnetic pole position sensor 4 has been illustrated, but the electric motor 3 does not need to be provided with the magnetic pole position sensor 4. In this case, the control circuit 100 may be configured to estimate the magnetic pole direction θ without a sensor and perform the above-described processing based on the estimation result of the magnetic pole direction θ.

図5は、制御回路100のハードウェア構成を例示するブロック図である。図5に示すように、例えば制御回路100は、一以上のプロセッサ191と、メモリ192と、ストレージ193と、入出力ポート194と、スイッチング制御回路195とを有する。 FIG. 5 is a block diagram illustrating the hardware configuration of the control circuit 100. As shown in FIG. 5, for example, the control circuit 100 includes one or more processors 191, a memory 192, a storage 193, an input/output port 194, and a switching control circuit 195.

ストレージ193は、フラッシュメモリ又はハードディスク等の不揮発性の記憶媒体を含む。ストレージ193は、駆動力指令に対応する駆動力を電動機3に発生させるように、電動機3の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出することと、電動機3の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機3の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出することと、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタリングをフィードフォワード電流指令に施すことと、フィルタリングが施されたフィードフォワード電流指令に基づいて、電動機3の磁極方向に対応する第2電流指令を算出することと、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機3に供給するように電力変換回路10を制御することと、を制御回路100に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ193は、上述した各機能ブロックを制御回路100に構成させるためのプログラムを記憶している。 Storage 193 includes a nonvolatile storage medium such as a flash memory or a hard disk. The storage 193 calculates a first current command corresponding to a direction perpendicular to the magnetic pole direction of the electric motor 3 so that the electric motor 3 generates a driving force corresponding to the driving force command, and a characteristic parameter of the electric motor 3. Based on the first current command, calculate a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor 3, and perform feedforward filtering to suppress changes in the feedforward current command according to changes in the first current command. calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor 3 based on the filtered feedforward current command; and calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor 3 based on the first current command and the second current command. A program for causing the control circuit 100 to control the power conversion circuit 10 to supply current to the electric motor 3 is stored. For example, the storage 193 stores programs for causing the control circuit 100 to configure each of the functional blocks described above.

メモリ192は、ストレージ193からロードされたプログラムと、当該プログラムの実行過程で生成されるデータとを一時的に記憶する。一以上のプロセッサ191は、メモリ192が記憶するプログラムを実行することで、各機能ブロックとして制御回路100を機能させる。入出力ポート194は、一以上のプロセッサ191からの指令に応じて、磁極位置センサ4と、電流センサ16との間で電気信号の入出力を行う。スイッチング制御回路195は、一以上のプロセッサ191からの指令に応じて、複数のスイッチング素子17のオン・オフを切り替える。以上のハードウェア構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。例えば、各機能ブロックの少なくともいずれかが、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の専用の回路素子により構成されていてもよい。 The memory 192 temporarily stores a program loaded from the storage 193 and data generated during the execution process of the program. One or more processors 191 cause the control circuit 100 to function as each functional block by executing programs stored in the memory 192. The input/output port 194 inputs and outputs electrical signals between the magnetic pole position sensor 4 and the current sensor 16 in response to commands from one or more processors 191 . The switching control circuit 195 turns on and off the plurality of switching elements 17 in response to commands from one or more processors 191. The above hardware configuration is just an example and can be changed as appropriate. For example, at least one of each functional block may be configured with a dedicated circuit element such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

〔電力変換手順〕
続いて、電力変換方法の一例として、制御回路100が実行する電力変換手順を例示する。この手順は、駆動力指令に対応する駆動力を電動機3に発生させるように、電動機3の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出することと、電動機3の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機3の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出することと、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタリングをフィードフォワード電流指令に施すことと、フィルタリングが施されたフィードフォワード電流指令に基づいて、電動機3の磁極方向に対応する第2電流指令を算出することと、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機3に供給するように電力変換回路10を制御することと、を含む。
[Power conversion procedure]
Next, as an example of a power conversion method, a power conversion procedure executed by the control circuit 100 will be illustrated. This procedure includes calculating a first current command corresponding to a direction perpendicular to the magnetic pole direction of the electric motor 3 so that the electric motor 3 generates a driving force corresponding to the driving force command, and calculating the characteristic parameters of the electric motor 3. Based on the first current command, calculate a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor 3, and perform feedforward filtering to suppress changes in the feedforward current command according to changes in the first current command. calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor 3 based on the filtered feedforward current command; and calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor 3 based on the first current command and the second current command. and controlling the power conversion circuit 10 to supply current to the electric motor 3.

図6に示すように、制御回路100は、ステップS01,S02を実行する。ステップS01では、座標変換部111が、電流センサ16により検出されたU相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwに上述の座標変換を行って、d軸電流Id及びq軸電流Iqを算出する。ステップS02では、角速度演算部112が、磁極位置センサ4により検出された磁極方向θに基づいて角周波数ωを算出する。 As shown in FIG. 6, the control circuit 100 executes steps S01 and S02. In step S01, the coordinate transformation unit 111 performs the coordinate transformation described above on the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw detected by the current sensor 16, and converts the d-axis current Id and the q-axis current Iq. Calculate. In step S02, the angular velocity calculation unit 112 calculates the angular frequency ω based on the magnetic pole direction θ detected by the magnetic pole position sensor 4.

次に、制御回路100はステップS03,S04,S05を実行する。ステップS03では、電流指令生成部120が、d軸電流指令Id*及びq軸電流指令Iq*を算出する。ステップS03の具体的内容については後述する。ステップS04では、電圧演算部113が、d軸電流指令Id*とq軸電流指令Iq*とに基づいてd軸電圧指令Vd*とq軸電圧指令Vq*とを算出する。座標変換部114が、d軸電圧指令Vd*及びq軸電圧指令Vq*に座標変換を行って、U相電圧指令Vu*、V相電圧指令Vv*及びW相電圧指令Vw*を算出する。ステップS05では、電動機3のU相、V相、及びW相に、U相電圧指令Vu*、V相電圧指令Vv*、及びW相電圧指令Vw*に対応する電圧をそれぞれ印加するように、制御部115が複数のスイッチング素子17のオン・オフを開始させる。 Next, the control circuit 100 executes steps S03, S04, and S05. In step S03, the current command generation unit 120 calculates a d-axis current command Id* and a q-axis current command Iq*. The specific contents of step S03 will be described later. In step S04, voltage calculation unit 113 calculates d-axis voltage command Vd* and q-axis voltage command Vq* based on d-axis current command Id* and q-axis current command Iq*. Coordinate transformation unit 114 performs coordinate transformation on d-axis voltage command Vd* and q-axis voltage command Vq* to calculate U-phase voltage command Vu*, V-phase voltage command Vv*, and W-phase voltage command Vw*. In step S05, voltages corresponding to the U-phase voltage command Vu*, the V-phase voltage command Vv*, and the W-phase voltage command Vw* are applied to the U-phase, V-phase, and W-phase of the electric motor 3, respectively. The control unit 115 starts turning on and off the plurality of switching elements 17 .

次に、制御回路100はステップS06を実行する。ステップS06では、座標変換部111が、上記制御周期の経過を待機する。その後、制御回路100は処理をステップS01に戻す。制御回路100は以上の処理を繰り返し実行する。 Next, the control circuit 100 executes step S06. In step S06, the coordinate conversion unit 111 waits for the control period to elapse. After that, the control circuit 100 returns the process to step S01. The control circuit 100 repeatedly executes the above processing.

図7は、ステップS03におけるd軸電流指令Id*及びq軸電流指令Iq*の算出手順を例示するフローチャートである。図7に示すように、制御回路100は、ステップS11,S12,S13,S14を実行する。ステップS11では、力依存演算部140が、トルク指令T*に基づいて力依存電流指令Idtを算出する。ステップS12では、フィードフォワード演算部122が、電動機3の特性パラメータと、q軸電流指令Iq*とに基づいて、フィードフォワード電流指令Idffを算出する。例えばフィードフォワード演算部122は、一つ前の制御周期で算出されたq軸電流指令Iq*に基づいてフィードフォワード電流指令Idffを算出する。ステップS13では、フィルタ130が、q軸電流指令Iq*の変化に応じたフィードフォワード電流指令Idffの変化を抑制する上述のフィルタ処理をフィードフォワード電流指令Idffに対して行う。ステップS14では、フィードフォワードリミッタ126が、フィードフォワード電流指令Idffをゼロ以下に制限する。 FIG. 7 is a flowchart illustrating the procedure for calculating the d-axis current command Id* and the q-axis current command Iq* in step S03. As shown in FIG. 7, the control circuit 100 executes steps S11, S12, S13, and S14. In step S11, the force-dependent calculation unit 140 calculates a force-dependent current command Idt based on the torque command T*. In step S12, the feedforward calculation unit 122 calculates the feedforward current command Idff based on the characteristic parameters of the electric motor 3 and the q-axis current command Iq*. For example, the feedforward calculation unit 122 calculates the feedforward current command Idff based on the q-axis current command Iq* calculated in the previous control cycle. In step S13, the filter 130 performs the above-described filtering process on the feedforward current command Idff to suppress changes in the feedforward current command Idff in response to changes in the q-axis current command Iq*. In step S14, the feedforward limiter 126 limits the feedforward current command Idff to zero or less.

次に、制御回路100はステップS15を実行する。ステップS15では、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値以上であるか否かをモード選択部150が確認する。ステップS15において、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値以上であると判定した場合、制御回路100はステップS16を実行する。ステップS16では、第2スイッチ152がフィードフォワード電流指令Idffをゼロに変更する。ステップS15において、力依存電流指令Idtの絶対値がフィードフォワード電流指令Idffの絶対値未満であると判定した場合、制御回路100はステップS17を実行する。ステップS17では、第1スイッチ151が力依存電流指令Idtをゼロに変更する。 Next, the control circuit 100 executes step S15. In step S15, the mode selection unit 150 checks whether the absolute value of the force-dependent current command Idt is greater than or equal to the absolute value of the feedforward current command Idff. If it is determined in step S15 that the absolute value of the force-dependent current command Idt is greater than or equal to the absolute value of the feedforward current command Idff, the control circuit 100 executes step S16. In step S16, the second switch 152 changes the feedforward current command Idff to zero. If it is determined in step S15 that the absolute value of the force-dependent current command Idt is less than the absolute value of the feedforward current command Idff, the control circuit 100 executes step S17. In step S17, the first switch 151 changes the force-dependent current command Idt to zero.

ステップS16又はステップS17の次に、制御回路100はステップS21,S22,S23,S24を実行する。ステップS21では、弱め界磁演算部127が、フィードフォワード電流指令Idffとフィードバック電流指令Idfbとに基づいて弱め界磁電流指令Idfwを算出する。ステップS22では、リミッタ125が、弱め界磁電流指令Idfwをゼロ以下に制限する。ステップS23では、第2電流演算部123が、力依存電流指令Idtと、弱め界磁電流指令Idfwとに基づいてd軸電流指令Id*を算出する。ステップS24では、トルク指令T*と、第2電流演算部123が算出したd軸電流指令Id*とに基づいて、第1電流演算部121がq軸電流指令Iq*を算出する。以上でd軸電流指令Id*及びq軸電流指令Iq*の算出手順が完了する。 After step S16 or step S17, the control circuit 100 executes steps S21, S22, S23, and S24. In step S21, the field weakening calculation unit 127 calculates the field weakening current command Idfw based on the feedforward current command Idff and the feedback current command Idfb. In step S22, the limiter 125 limits the field weakening current command Idfw to zero or less. In step S23, the second current calculation unit 123 calculates the d-axis current command Id* based on the force-dependent current command Idt and the field-weakening current command Idfw. In step S24, the first current calculation unit 121 calculates the q-axis current command Iq* based on the torque command T* and the d-axis current command Id* calculated by the second current calculation unit 123. The procedure for calculating the d-axis current command Id* and the q-axis current command Iq* is thus completed.

〔まとめ〕
以上に説明したように、電力変換装置2は、電源9と、電動機3との間で電力変換を行う電力変換回路10と、駆動力指令に対応する駆動力を電動機3に発生させるように、電動機3の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出する第1電流演算部121と、電動機3の特性パラメータと、第1電流指令とに基づいて、電動機3の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出するフィードフォワード演算部122と、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタ130と、フィルタ130を経たフィードフォワード電流指令に基づいて、電動機3の磁極方向に対応する第2電流指令を算出する第2電流演算部123と、第1電流指令と第2電流指令とに基づく電流を電動機3に供給するように電力変換回路10を制御する制御部115と、を備える。
〔summary〕
As explained above, the power conversion device 2 includes a power conversion circuit 10 that performs power conversion between the power source 9 and the electric motor 3, and a power conversion circuit 10 that converts power between the power source 9 and the electric motor 3, and a A first current calculation unit 121 calculates a first current command corresponding to a direction perpendicular to the magnetic pole direction of the electric motor 3, cancels the induced voltage of the electric motor 3 based on the characteristic parameters of the electric motor 3, and the first current command. A feedforward calculation unit 122 that calculates a feedforward current command for the first current command, a filter 130 that suppresses a change in the feedforward current command according to a change in the first current command, and a feedforward current command that has passed through the filter 130. A second current calculation unit 123 that calculates a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the electric motor 3, and a power conversion circuit 10 that is controlled to supply a current to the electric motor 3 based on the first current command and the second current command. A control unit 115 is provided.

フォワード電流指令に基づいて第2電流指令を算出する構成によれば、駆動力のレンジを拡大するための第2電流指令を迅速に算出することができる。しかしながら、第1電流指令と第2電流指令との間に相互影響のループが形成されるので、二次側電流の安定性が低下し得る。これに対し、この電力変換装置2は、第1電流指令の変化に応じたフィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタ130を更に備える。これにより、第1電流指令が第2電流指令に及ぼす影響を抑制し、出力電流の安定性の低下を抑制することができる。従って、出力電圧の飽和の迅速な抑制と、電動機3への出力電流の安定性との両立に有効である。 According to the configuration in which the second current command is calculated based on the forward current command, the second current command for expanding the range of driving force can be quickly calculated. However, since a mutual influence loop is formed between the first current command and the second current command, the stability of the secondary current may decrease. In contrast, this power conversion device 2 further includes a filter 130 that suppresses changes in the feedforward current command in response to changes in the first current command. Thereby, the influence of the first current command on the second current command can be suppressed, and a decrease in the stability of the output current can be suppressed. Therefore, this is effective in quickly suppressing saturation of the output voltage and stabilizing the output current to the motor 3.

第1電流演算部121は、駆動力指令と、第2電流指令とに基づいて第1電流指令を算出してもよい。第2電流指令に基づくことで、より適切な第1電流指令を算出することができる。第2電流指令は、フィルタ130を経たフィードフォワード電流に基づいているので、第2電流指令に基づくことによる第1電流指令の不安定化は抑制される。 The first current calculation unit 121 may calculate the first current command based on the driving force command and the second current command. Based on the second current command, a more appropriate first current command can be calculated. Since the second current command is based on the feedforward current that has passed through the filter 130, instability of the first current command due to being based on the second current command is suppressed.

フィルタ130は、第1電流指令のうち所定の周波数帯域の成分を抽出する抽出フィルタ131を含み、抽出フィルタ131により抽出された成分に基づいてフィードフォワード電流指令を補正してもよい。フィードフォワード電流指令から、ループに乗り易い成分を選択的に除去することで、出力電圧の飽和抑制の迅速性がフィルタ130により低下することを抑制することができる。 The filter 130 includes an extraction filter 131 that extracts a component in a predetermined frequency band from the first current command, and may correct the feedforward current command based on the component extracted by the extraction filter 131. By selectively removing components that are likely to get into the loop from the feedforward current command, it is possible to prevent the filter 130 from reducing the speed of saturation suppression of the output voltage.

フィルタ130は、フィードフォワード電流指令に対する第2抽出フィルタ132を更に含み、第2抽出フィルタ132を経たフィードフォワード電流指令を、抽出された成分に基づいて補正してもよい。第2抽出フィルタ132と抽出フィルタ131との併用により、出力電圧の飽和抑制の迅速性と、出力電流の安定性とのバランスをより適切に調節することができる。 The filter 130 may further include a second extraction filter 132 for the feedforward current command, and may correct the feedforward current command that has passed through the second extraction filter 132 based on the extracted component. By using the second extraction filter 132 and the extraction filter 131 in combination, it is possible to more appropriately adjust the balance between the promptness of suppressing saturation of the output voltage and the stability of the output current.

抽出フィルタ131は、第1電流指令に対するハイパスフィルタであり、第2抽出フィルタ132はローパスフィルタであり、第2抽出フィルタ132のカットオフ周波数は抽出フィルタ131のカットオフ周波数よりも高くてもよい。第2抽出フィルタ132と抽出フィルタ131のカットオフ周波数の設定により、出力電圧の飽和抑制の迅速性と、出力電流の安定性とのバランスをより適切に調節することができる。 The extraction filter 131 is a high-pass filter for the first current command, and the second extraction filter 132 is a low-pass filter, and the cutoff frequency of the second extraction filter 132 may be higher than the cutoff frequency of the extraction filter 131. By setting the cutoff frequencies of the second extraction filter 132 and the extraction filter 131, it is possible to more appropriately adjust the balance between the speed of saturation suppression of the output voltage and the stability of the output current.

駆動力指令に基づいて力依存電流指令を算出する力依存演算部140と、力依存電流指令に基づき第2電流指令を算出する第1モードと、フィードフォワード電流指令に基づき第2電流指令を算出する第2モードと、のいずれかを力依存電流指令とフィードフォワード電流指令との比較に基づいて選択するモード選択部150と、を更に備え、第2電流演算部123は、モード選択部150により選択されたモードで第2電流指令を算出してもよい。第1モードと第2モードとの適切な切り替えによって、第2電流指令による出力電圧の飽和抑制と、駆動力指令に対する出力電流の適正化との両立を図ることができる。 A force-dependent calculation unit 140 that calculates a force-dependent current command based on a driving force command, a first mode that calculates a second current command based on the force-dependent current command, and a second mode that calculates a second current command based on the feedforward current command. The second current calculation unit 123 further includes a mode selection unit 150 that selects one of the second modes based on a comparison between the force-dependent current command and the feedforward current command. The second current command may be calculated in the selected mode. By appropriately switching between the first mode and the second mode, it is possible to achieve both suppression of saturation of the output voltage by the second current command and optimization of the output current with respect to the driving force command.

力依存演算部140は、力依存電流指令の変化と駆動力指令の変化との関係を表すように予め定められた電流プロファイル141と、駆動力指令とに基づいて力依存電流指令を算出してもよい。力依存電流指令を容易に算出することができる。 The force-dependent calculation unit 140 calculates a force-dependent current command based on the driving force command and a current profile 141 that is predetermined to represent the relationship between the change in the force-dependent current command and the change in the driving force command. Good too. Force-dependent current commands can be easily calculated.

モード選択部150は、力依存電流指令の絶対値がフィードフォワード電流指令の絶対値よりも大きい場合に第1モードを選択し、力依存電流指令の絶対値がフィードフォワード電流指令の絶対値よりも大きい場合に第2モードを選択してもよい。第1モードと第2モードとを、容易且つ適切に切り替えることができる。 The mode selection unit 150 selects the first mode when the absolute value of the force-dependent current command is larger than the absolute value of the feedforward current command, and the absolute value of the force-dependent current command is larger than the absolute value of the feedforward current command. If the difference is large, the second mode may be selected. The first mode and the second mode can be easily and appropriately switched.

第1電流指令と、第2電流指令とに基づいて電圧指令を算出する電圧演算部113を更に備え、制御部115は、電圧指令に基づく電圧を電動機3に印加するように電力変換回路10を制御してもよい。電力変換回路10を容易に制御することができる。 The control unit 115 further includes a voltage calculation unit 113 that calculates a voltage command based on the first current command and the second current command, and the control unit 115 controls the power conversion circuit 10 to apply a voltage based on the voltage command to the motor 3. May be controlled. Power conversion circuit 10 can be easily controlled.

電圧指令と、電圧指令に基づいて電力変換回路10が電動機3に印加する電圧との偏差を縮小させるようにフィードバック電流指令を算出するフォードバック演算部を更に備え、第2電流演算部123は、フィードフォワード電流指令と、フィードバック電流指令とに基づいて第2電流指令を算出してもよい。フィードバックとフィードフォワードとの組合せによって、出力電圧の飽和を迅速かつ適切に抑制することができる。 The second current calculation unit 123 further includes a feedback calculation unit that calculates a feedback current command so as to reduce the deviation between the voltage command and the voltage applied to the electric motor 3 by the power conversion circuit 10 based on the voltage command, and the second current calculation unit 123 The second current command may be calculated based on the feedforward current command and the feedback current command. The combination of feedback and feedforward allows saturation of the output voltage to be suppressed quickly and appropriately.

フィードバック演算部124は、偏差として、電圧指令と、電力変換回路10が電動機3に印加し得る最大電圧との偏差を算出し、電力変換装置2は、フィードフォワード電流指令と、フィードバック電流指令とに基づく弱め界磁電流指令をゼロ以下に制限するリミッタ125を更に備え、第2電流演算部123は、リミッタ125を経た弱め界磁電流指令に基づいて第2電流指令を算出してもよい。電圧指令と、電力変換回路10が電動機3に印加し得る最大電圧との偏差は、電力変換回路10が電圧指令に対応する電圧を電動機3に印加し得る場合において負の値となり得る。このため、特性パラメータの誤差等によるフィードフォワード電流指令の誤差を、フィードバック電流指令の減算によって正方向にも補正することが可能となる。電圧指令と、電力変換回路10が電動機3に印加し得る最大電圧とに基づき算出される偏差によれば、フィードバック電流指令に起因して弱め界磁電流指令が正になってしまうことも考えられるが、この現象はリミッタ125によって防止される。従って、出力電圧の飽和をより適切に抑制することができる。 The feedback calculation unit 124 calculates the deviation between the voltage command and the maximum voltage that the power conversion circuit 10 can apply to the electric motor 3 as a deviation, and the power conversion device 2 calculates the deviation between the voltage command and the maximum voltage that the power conversion circuit 10 can apply to the electric motor 3. The second current calculation unit 123 may further include a limiter 125 that limits the field weakening current command based on the limiter 125 to zero or less, and the second current calculation unit 123 may calculate the second current command based on the field weakening current command passed through the limiter 125. The deviation between the voltage command and the maximum voltage that the power conversion circuit 10 can apply to the electric motor 3 can be a negative value when the power conversion circuit 10 can apply a voltage corresponding to the voltage command to the electric motor 3. Therefore, it is possible to correct an error in the feedforward current command due to an error in the characteristic parameter or the like in the positive direction by subtracting the feedback current command. According to the deviation calculated based on the voltage command and the maximum voltage that the power conversion circuit 10 can apply to the motor 3, it is possible that the field weakening current command becomes positive due to the feedback current command. However, this phenomenon is prevented by the limiter 125. Therefore, saturation of the output voltage can be suppressed more appropriately.

駆動力指令に基づいて力依存電流指令を算出する力依存演算部140と、力依存電流指令の絶対値がフィードフォワード電流指令の絶対値よりも小さい場合に力依存電流指令をゼロにする第1スイッチ151と、力依存電流指令の絶対値がフィードフォワード電流指令の絶対値よりも大きい場合にフィードフォワード電流指令をゼロにする第2スイッチ152と、を更に備え、第2電流演算部123は、フィードフォワード電流指令と、フィードバック電流指令とに基づく弱め界磁電流指令と、力依存電流指令とに基づいて第2電流指令を算出してもよい。力依存電流指令に基づき第2電流指令を算出する第1モードと、フィードフォワード電流指令に基づき第2電流指令を算出する第2モードとを容易且つ適切に切り替えることができる。 a force-dependent calculation unit 140 that calculates a force-dependent current command based on the driving force command; and a first unit that makes the force-dependent current command zero when the absolute value of the force-dependent current command is smaller than the absolute value of the feedforward current command. The second current calculation unit 123 further includes a switch 151 and a second switch 152 that sets the feedforward current command to zero when the absolute value of the force-dependent current command is larger than the absolute value of the feedforward current command. The second current command may be calculated based on the feedforward current command, a field weakening current command based on the feedback current command, and the force-dependent current command. It is possible to easily and appropriately switch between the first mode in which the second current command is calculated based on the force-dependent current command and the second mode in which the second current command is calculated based on the feedforward current command.

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 Although the embodiments have been described above, the present disclosure is not necessarily limited to the embodiments described above, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

2…電力変換装置、10…電力変換回路、9…電源、3…電動機、113…電圧演算部、115…制御部、121…第1電流演算部、122…フィードフォワード演算部、130…フィルタ、131…抽出フィルタ、132…第2抽出フィルタ、123…第2電流演算部、140…力依存演算部、141…電流プロファイル、150…モード選択部、124…フィードバック演算部、125…リミッタ、151…第1スイッチ、152…第2スイッチ、126…フィードフォワードリミッタ。 2... Power converter, 10... Power converter circuit, 9... Power source, 3... Electric motor, 113... Voltage calculation section, 115... Control section, 121... First current calculation section, 122... Feedforward calculation section, 130... Filter, 131... Extraction filter, 132... Second extraction filter, 123... Second current calculation section, 140... Force dependent calculation section, 141... Current profile, 150... Mode selection section, 124... Feedback calculation section, 125... Limiter, 151... First switch, 152...Second switch, 126...Feed forward limiter.

Claims (13)

電源と、電動機との間で電力変換を行う電力変換回路と、
駆動力指令に対応する駆動力を前記電動機に発生させるように、前記電動機の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出する第1電流演算部と、
前記電動機の特性パラメータと、前記第1電流指令とに基づいて、前記電動機の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出するフィードフォワード演算部と、
前記第1電流指令の変化に応じた前記フィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタと、
前記フィルタを経た前記フィードフォワード電流指令に基づいて、前記電動機の前記磁極方向に対応する第2電流指令を算出する第2電流演算部と、
前記第1電流指令と前記第2電流指令とに基づく電流を前記電動機に供給するように前記電力変換回路を制御する制御部と、
を備える電力変換装置。
a power conversion circuit that performs power conversion between a power source and an electric motor;
a first current calculation unit that calculates a first current command corresponding to a direction perpendicular to a magnetic pole direction of the electric motor so as to cause the electric motor to generate a driving force corresponding to the driving force command;
a feedforward calculation unit that calculates a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor based on a characteristic parameter of the motor and the first current command;
a filter that suppresses a change in the feedforward current command in response to a change in the first current command;
a second current calculation unit that calculates a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor based on the feedforward current command that has passed through the filter;
a control unit that controls the power conversion circuit to supply the electric motor with a current based on the first current command and the second current command;
A power conversion device comprising:
前記第1電流演算部は、前記駆動力指令と、前記第2電流指令とに基づいて前記第1電流指令を算出する、
請求項1記載の電力変換装置。
The first current calculation unit calculates the first current command based on the driving force command and the second current command.
The power conversion device according to claim 1.
前記フィルタは、前記第1電流指令のうち所定の周波数帯域の成分を抽出する抽出フィルタを含み、前記抽出フィルタにより抽出された成分に基づいて前記フィードフォワード電流指令を補正する、
請求項1記載の電力変換装置。
The filter includes an extraction filter that extracts a component in a predetermined frequency band from the first current command, and corrects the feedforward current command based on the component extracted by the extraction filter.
The power conversion device according to claim 1.
前記フィルタは、前記フィードフォワード電流指令のうち所定の周波数帯域の成分を抽出する第2抽出フィルタを更に含み、前記第2抽出フィルタを経た前記フィードフォワード電流指令を、前記抽出フィルタを経た前記第1電流指令に基づいて補正する、
請求項3記載の電力変換装置。
The filter further includes a second extraction filter that extracts a component in a predetermined frequency band from the feedforward current command, and the feedforward current command that has passed through the second extraction filter is extracted from the first extraction filter that has passed through the extraction filter. Correct based on current command,
The power conversion device according to claim 3.
前記抽出フィルタは、前記第1電流指令に対するハイパスフィルタであり、
前記第2抽出フィルタは、前記フィードフォワード電流指令に対するローパスフィルタであり、
前記第2抽出フィルタのカットオフ周波数は前記抽出フィルタのカットオフ周波数よりも高い、
請求項4記載の電力変換装置。
The extraction filter is a high pass filter for the first current command,
The second extraction filter is a low-pass filter for the feedforward current command,
the cutoff frequency of the second extraction filter is higher than the cutoff frequency of the extraction filter;
The power conversion device according to claim 4.
前記駆動力指令に基づいて力依存電流指令を算出する力依存演算部と、
前記力依存電流指令に基づき前記第2電流指令を算出する第1モードと、前記フィードフォワード電流指令に基づき前記第2電流指令を算出する第2モードと、のいずれかを前記力依存電流指令と前記フィードフォワード電流指令との比較に基づいて選択するモード選択部と、
を更に備え、
前記第2電流演算部は、前記モード選択部により選択されたモードで前記第2電流指令を算出する、
請求項1~5のいずれか一項記載の電力変換装置。
a force-dependent calculation unit that calculates a force-dependent current command based on the driving force command;
Either a first mode in which the second current command is calculated based on the force-dependent current command or a second mode in which the second current command is calculated based on the feedforward current command is used as the force-dependent current command. a mode selection unit that selects a mode based on comparison with the feedforward current command;
further comprising;
The second current calculation unit calculates the second current command in the mode selected by the mode selection unit.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5.
前記力依存演算部は、前記力依存電流指令の変化と前記駆動力指令の変化との関係を表すように予め定められた電流プロファイルと、前記駆動力指令とに基づいて力依存電流指令を算出する、
請求項6記載の電力変換装置。
The force-dependent calculation unit calculates a force-dependent current command based on the driving force command and a current profile that is predetermined to represent a relationship between a change in the force-dependent current command and a change in the driving force command. do,
The power conversion device according to claim 6.
前記モード選択部は、前記力依存電流指令の絶対値が前記フィードフォワード電流指令の絶対値よりも大きい場合に前記第1モードを選択し、前記力依存電流指令の絶対値が前記フィードフォワード電流指令の絶対値よりも大きい場合に前記第2モードを選択する、
請求項6記載の電力変換装置。
The mode selection unit selects the first mode when the absolute value of the force-dependent current command is larger than the absolute value of the feedforward current command, and the mode selection unit selects the first mode when the absolute value of the force-dependent current command is larger than the absolute value of the feedforward current command. selecting the second mode when the absolute value of
The power conversion device according to claim 6.
前記第1電流指令と、前記第2電流指令とに基づいて電圧指令を算出する電圧演算部を更に備え、
前記制御部は、前記電圧指令に基づく電圧を前記電動機に印加するように前記電力変換回路を制御する、
請求項1~5のいずれか一項記載の電力変換装置。
further comprising a voltage calculation unit that calculates a voltage command based on the first current command and the second current command,
The control unit controls the power conversion circuit to apply a voltage based on the voltage command to the electric motor.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 5.
前記電圧指令と、前記電圧指令に基づいて前記電力変換回路が前記電動機に印加する電圧との偏差を縮小させるようにフィードバック電流指令を算出するフィードバック演算部を更に備え、
前記第2電流演算部は、前記フィードフォワード電流指令と、前記フィードバック電流指令とに基づいて前記第2電流指令を算出する、
請求項9記載の電力変換装置。
further comprising a feedback calculation unit that calculates a feedback current command so as to reduce a deviation between the voltage command and the voltage applied by the power conversion circuit to the motor based on the voltage command,
The second current calculation unit calculates the second current command based on the feedforward current command and the feedback current command.
The power conversion device according to claim 9.
前記フィードバック演算部は、前記偏差として、前記電力変換回路が前記電動機に印加し得る最大電圧と、前記電圧指令との偏差を算出し、
前記電力変換装置は、
前記フィードフォワード電流指令と、前記フィードバック電流指令とに基づく弱め界磁電流指令をゼロ以下に制限するリミッタを更に備え、
前記第2電流演算部は、前記リミッタを経た前記弱め界磁電流指令に基づいて前記第2電流指令を算出する、
請求項10記載の電力変換装置。
The feedback calculation unit calculates, as the deviation, a deviation between a maximum voltage that the power conversion circuit can apply to the motor and the voltage command,
The power conversion device includes:
further comprising a limiter that limits a field weakening current command based on the feedforward current command and the feedback current command to zero or less,
The second current calculation unit calculates the second current command based on the field weakening current command that has passed through the limiter.
The power conversion device according to claim 10.
前記駆動力指令に基づいて力依存電流指令を算出する力依存演算部と、
前記力依存電流指令の絶対値が前記フィードフォワード電流指令の絶対値よりも小さい場合に前記力依存電流指令をゼロにする第1スイッチと、
前記力依存電流指令の絶対値が前記フィードフォワード電流指令の絶対値よりも大きい場合に前記フィードフォワード電流指令をゼロにする第2スイッチと、
を更に備え、
前記第2電流演算部は、前記フィードフォワード電流指令と、前記フィードバック電流指令とに基づく弱め界磁電流指令と、前記力依存電流指令とに基づいて前記第2電流指令を算出する、
請求項10記載の電力変換装置。
a force-dependent calculation unit that calculates a force-dependent current command based on the driving force command;
a first switch that sets the force-dependent current command to zero when the absolute value of the force-dependent current command is smaller than the absolute value of the feedforward current command;
a second switch that sets the feedforward current command to zero when the absolute value of the force-dependent current command is greater than the absolute value of the feedforward current command;
further comprising;
The second current calculation unit calculates the second current command based on the feedforward current command, a field weakening current command based on the feedback current command, and the force-dependent current command.
The power conversion device according to claim 10.
駆動力指令に対応する駆動力を電動機に発生させるように、前記電動機の磁極方向に垂直な方向に対応する第1電流指令を算出することと、
前記電動機の特性パラメータと、前記第1電流指令とに基づいて、前記電動機の誘起電圧を打ち消すためのフィードフォワード電流指令を算出することと、
前記第1電流指令の変化に応じた前記フィードフォワード電流指令の変化を抑制するフィルタリングを前記フィードフォワード電流指令に施すことと、
前記フィルタリングが施された前記フィードフォワード電流指令に基づいて、前記電動機の前記磁極方向に対応する第2電流指令を算出することと、
前記第1電流指令と前記第2電流指令とに基づく電流を前記電動機に供給するように電力変換回路を制御することと、
を含む電力変換方法。
calculating a first current command corresponding to a direction perpendicular to a magnetic pole direction of the electric motor so as to cause the electric motor to generate a driving force corresponding to the driving force command;
Calculating a feedforward current command for canceling the induced voltage of the motor based on a characteristic parameter of the motor and the first current command;
applying filtering to the feedforward current command to suppress a change in the feedforward current command according to a change in the first current command;
Calculating a second current command corresponding to the magnetic pole direction of the motor based on the filtered feedforward current command;
controlling a power conversion circuit to supply the electric motor with a current based on the first current command and the second current command;
power conversion methods including;
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