JP3279457B2 - Permanent magnet synchronous motor control device - Google Patents

Permanent magnet synchronous motor control device

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JP3279457B2
JP3279457B2 JP12546095A JP12546095A JP3279457B2 JP 3279457 B2 JP3279457 B2 JP 3279457B2 JP 12546095 A JP12546095 A JP 12546095A JP 12546095 A JP12546095 A JP 12546095A JP 3279457 B2 JP3279457 B2 JP 3279457B2
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current
axis
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祥晃 五十嵐
和成 楢崎
悟史 玉木
友邦 飯島
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松下電器産業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は電気自動車等で用いる同期電動機に対し弱め界磁制御または最大効率制御を行うとき、同期電動機の効率が良くなるようにd軸電流値を同期電動機に与える、永久磁石同期電動機の制御装置に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention when performing field control or the maximum efficiency control weakening respect synchronous motor used in an electric vehicle or the like, gives the d-axis current value as the efficiency of the synchronous motor is improved to a synchronous motor, the permanent magnets it relates controller for a synchronous motor.

【0002】 [0002]

【従来の技術】電気学会研究会資料産業電力電気応用研究会IEA-92-30(文献1)は、界磁電流指令値id *を下記式1に示すように計算し、弱め界磁制御を行うことを示している。 BACKGROUND OF THE INVENTION The Institute of Electrical Engineers Society materials industry power electric Applied Research Association IEA-92-30 (Document 1), to calculate the field current command value id * as shown in the following formula 1, to perform field-weakening control the shows.

【0003】 [0003]

【数1】 [Number 1]

【0004】なお、ωbaseは基底回転数を示し、ωmax [0004] It should be noted, ωbase represents the base speed, ωmax
は、最大回転数を示し、idmは、最大回転数ωmax時のd軸電流を示している。 Indicates the maximum number of revolutions, idm shows d-axis current at the maximum rotational speed .omega.max.

【0005】また、平成3年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集、No74、P310〜315(文献2)では、界磁電流指令値id *を、目標回転数、d軸巻線リアクタンス、q軸巻線リアクタンス、固定子巻線抵抗、単位速度での無負荷誘起電圧等を用いて計算し、弱め界磁制御を行うことを示している。 [0005] In addition, in 1991 the Institute of Electrical Engineers of Japan Industry Applications National Convention Proceedings, No74, in P310~315 (Reference 2), the field current command value id *, the target rotational speed, d-axis winding wire reactance, q axis winding wire reactance, stator winding resistance, it was calculated using the no-load induced voltage or the like in the unit speed, indicating that performs field weakening control.

【0006】特開昭57ー196896号公報または特開昭62−7396号公報では、制御器が実時間で実測したモータトルクまたは電流と、指令値との、誤差(実現度合い)を検出し、その誤差をフィードバックする。 [0006] In JP-57 over 196 896 JP or Sho 62-7396, JP-detected and the motor torque or current controller is measured in real time, the command value, an error (realization degree), and feeds back the error.
このことによって、実時間で、電動機状態に応じたid This fact, in real time, according to the motor state id
電流をモータに与えることができる。 It can provide current to the motor.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】文献1、2に記載されている従来の方法では、高速回転領域での弱め界磁制御において、目標回転数ωに応じて式により界磁電流id In the conventional methods described in Documents 1 and 2 [0005] In the field weakening control in the high speed region, the field current by the expression in accordance with the target rotational speed omega id
を与えている。 It has given.

【0008】しかし、実際の電動機では、運転状態による抵抗値の変化や経時変化により電動機の定数が変化する(常温付近で温度が70度上がるとモータの電気抵抗は約3割大きくなる)。 However, in the actual motor (electric resistance of the motor is approximately 30% larger when the temperature increases 70 degrees at about room temperature) the motor constants vary due to changes or aging of the resistance value due to operating conditions. そのため、これらの従来方法の演算式で計算されたidが最適なidであるとは限らない。 Therefore, id calculated by the arithmetic equation of these conventional methods are not always optimal id.

【0009】そこで、高速回転で高トルクを出力したい場合は、特性変化分を見越して多めのid電流を与える必要があった(例えば、インダクタンス4mH、固定子周波数133Hz、印加電圧80Vにおいて逆起電圧が80V、トルク電流iq1Aを実現するために必要なid [0009] Therefore, if you want to output high torque at high speed rotation, it is necessary to provide a larger amount of id currents in anticipation of characteristic variation (e.g., inductance 4 mH, the stator frequency 133Hz, the counter electromotive voltage at an applied voltage of 80V id but required to achieve 80V, the torque current iq1A
は抵抗が1Ωのとき1.95A、1.3Ωのとき2.6 When the resistance is 1Ω is 1.95A, when the 1.3Ω 2.6
3Aというように増大する)。 Increased and so on 3A).

【0010】そのため、多めに与えたidの分だけ銅損が増加し、効率が悪くなるという問題点がある。 [0010] Therefore, an increase in the amount corresponding to copper loss of id that larger amount given, there is a problem that the efficiency is poor.

【0011】それに対し、idをフィードバックによって求め供給する特開昭57ー196896号公報や特開昭62ー7396号公報においては以下に示すように、 [0011] In contrast, as shown below in JP 57 over 196 896 and JP 62 over 7396 JP supplies determined by feeding back the id,
設計手法または制御動作が不十分であり実現性のある安定な動作を実現しにくいという問題がある。 There is a problem that the design techniques or control operation is difficult to achieve stable operation with insufficient and feasibility.

【0012】1. [0012] 1. 特性変動が非常に大きい場合、特性変動に対して容易に対応できない。 When the characteristic variation is very large, not easily cope with characteristic variations.

【0013】2. [0013] 2. 応答性を向上させる方式に関しては述べられていない。 No mention with respect to method of improving the responsiveness.

【0014】3. [0014] 3. 電動機の力行、回生において各々最適なd軸電流を与えることができない。 Power running of the motor, it is impossible to provide each optimum d-axis current in the regeneration.

【0015】4. [0015] 4. フィードバック制御によりidを求める方法以外の効率向上に関しては述べられていない。 No mention with respect to efficiency than a method for determining the id by feedback control.

【0016】5. [0016] 5. 例えば、バッテリの電圧が低下し、同期電動機に供給される端子電圧が低下した場合に総電流に対しd軸電流が流れ過ぎ効率が悪くなる。 For example, the voltage of the battery is decreased, the terminal voltage supplied to the synchronous motor based on the total current d-axis current flows only less efficient when lowered.

【0017】6. [0017] 6. 基準値が一つでは効率最大化とトルク最大化の両立が不可能である。 Reference value is not possible to achieve both efficiency maximization and torque maximized one.

【0018】7. [0018] 7. d軸、q軸電流を別々に制御することができず一方の応答性が犠牲になる。 d axis, one response can not be controlled separately q-axis current is sacrificed.

【0019】8. [0019] 8. 回路異常やシステム異常が生じた場合の対処が明確でない。 It is not clear what to do if the circuit abnormality or system abnormality occurs.

【0020】 [0020]

【課題を解決するための手段】本発明による永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、前記入力印加手段が前記各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、飽和度の基準値を出力する基準出力手段と、前記飽和度から前記飽和度の基準値を減算した判断値を計算する判断値出力手段と、前記判断値が正の場合、電流位相を進め、前記判断値が零になるように前記d軸電流の指令値を増加させ、前記判断値が負の場合、 Controller for a permanent magnet synchronous motor according to the present invention SUMMARY OF] from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current current command means for outputting a phase current command value computed stator, an input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, the input applying means current to the phase Furthermore the saturation output means for generating a saturation indicating the percentage that can be supplied, and the reference output means for outputting a reference value of saturation, determines values ​​for calculating a judged value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the saturation output means, when the determination value is positive, advances the current phase, increases the command value of the d-axis current as the determination value becomes zero, if the determination value is negative,
前記d軸電流の指令値を減少し、減少したd軸電流の指令値が設定された最小値を越えて減少したとき、前記d When the reduced command value of the d-axis current command value reduced d-axis current decreases beyond a minimum value which is set, the d
軸電流の指令値を前記最小値に保持するd軸電流指令手段と、前記q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段とを備えており、そのことによって上記目的が達成される。 And d-axis current command means for holding the instruction value of the axis current to the minimum value, and a q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current, the objective is met.

【0021】前記飽和度出力手段が、前記少なくとも固定子の相電流指令値と、前記永久磁石同期電動機の相電流の値との差に基づいて前記飽和度を生成してもよい。 [0021] The saturation output means, wherein the phase current command value of at least the stator may generate the saturation based on a difference between the value of the phase current of the permanent magnet synchronous motor.

【0022】前記飽和度出力手段が、少なくとも1相の電流と、前記少なくとも1相に相当する相の電流指令値との差を積分した値に基づいて、前記飽和度を生成してもよい。 [0022] The saturation output means, and a current of at least one phase, on the basis of the integrated value of the difference between a current command value of the phase corresponding to at least one phase, may generate the degree of saturation.

【0023】前記飽和度出力手段が、前記差を積分するための積分器を備え、前記積分器が前記積分する割合を調整するために前記制御装置に変更可能な素子を有してもよい。 [0023] The saturation output means comprises an integrator for integrating the difference, the integrator may have a device that can change to the controller to adjust the rate of the integration.

【0024】前記判断値が正である場合、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を増加させ、前記増加させたd軸電流の指令値が予め設定された最大値より大きいとき、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を前記予め設定された最大値に設定し、前記判断値が負である場合、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を減少させ、前記永久磁石同期電動機の回転数が予め設定された回転数以下のとき、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を予め設定された最小値に設定してもよい。 [0024] When the determination value is positive, the d-axis current is increased command means a command value of the d-axis current, when the command value of the d-axis current the increase is greater than the preset maximum value , sets the command value of the d-axis current command means the d-axis current to the predetermined maximum value, if the determination value is negative, the d-axis current command means a command value of the d-axis current reduces, when said permanent magnet synchronous motor speed is less than the rotational speed set in advance, the d-axis current command means may be set to a preset minimum value command value of the d-axis current .

【0025】前記飽和度出力手段が、前記q軸電流の指令値と、前記永久磁石同期電動機の固定子に流れるq軸電流の値との差を積分した値に基づいて前記飽和度を生成してもよい。 [0025] The saturation output means, and the command value of the q-axis current, generated the saturation based on the integrated value of the difference between the value of q-axis current flowing in the stator of the permanent magnet synchronous motor it may be.

【0026】前記基準出力手段が、前記各相の電流指令値および前記永久磁石同期電動機の回転数の少なくとも1つに基づいて前記基準値を変更してもよい。 [0026] The reference output means may change the reference value based on at least one rotational speed of the respective phase current command value and the permanent magnet synchronous motor.

【0027】前記飽和度出力手段が、前記差を積分するために、積分器をさらに備え、前記積分器が前記積分する割合を調整するために、前記制御装置に変更可能な素子を有してもよい。 [0027] The saturation output means, for integrating the difference, further comprising an integrator, in order to adjust the rate at which the integrator is the integral, a changeable element to the control device it may be.

【0028】前記飽和度出力手段が、少なくとも1つの電流値指令値に基づいて演算したトルク指令値と、前記永久磁石同期電動機の実際のトルクとの差に基づいて、 [0028] The saturation output means, based on the difference between the torque command value calculated based on at least one current value command value, and the actual torque of the permanent magnet synchronous motor,
前記飽和度を生成してもよい。 It may generate the degree of saturation.

【0029】前記飽和度出力手段が、少なくとも1相の電流指令値を積算演算した値と、前記永久磁石同期電動機の固定子に流れる、前記相電流の検出値を積算演算した値との差に基づいて前記飽和度を生成してもよい。 [0029] The saturation output means, a value obtained by totalizing the current command value of at least one phase, flows to the stator of the permanent magnet synchronous motor, the difference between the integrated operation value detected value of the phase current it may generate the saturation based.

【0030】前記判断値が正である場合、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を増加させ、前記増加させたd軸電流の指令値が予め設定された最大値より大きいとき、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を前記予め設定された最大値に設定し、前記判断値が負である場合、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を減少させ、前記減少させたd軸電流の指令値が予め設定されたd軸最小値より小さいとき、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を前記予め設定された最小値に設定してもよい。 [0030] When the determination value is positive, the d-axis current is increased command means a command value of the d-axis current, when the command value of the d-axis current the increase is greater than the preset maximum value , sets the command value of the d-axis current command means the d-axis current to the predetermined maximum value, if the determination value is negative, the d-axis current command means a command value of the d-axis current reduces, when the command value of the d-axis current the reduced is smaller than a preset d-axis minimum value, the d-axis current command means a command value of the d-axis current to said preset minimum value it may be set.

【0031】前記d軸電流指令手段が、前記判断値が正である場合、前記d軸電流の指令値を増加させ、前記判断値が負である場合、前記d軸電流の指令値を減少させ、前記減少させた前記d軸電流の指令値が予め設定されたd軸最小値より小さいとき、前記d軸電流の指令値を該予め設定された最小値に設定し、前記q軸電流指令手段が、前記d軸電流の指令値と前記q軸電流の指令値とをベクトル加算した合成電流値の予め設定された最大値から前記d軸電流の指令値をベクトル減算した値および速度に基づいて作成された前記q軸電流の指令値のうち小さい値を前記q軸電流の指令値にしてもよい。 [0031] The d-axis current command means, when the determination value is positive, the increase command value of the d-axis current, if the determination value is negative, reduces the command value of the d-axis current , when the command value of the reduced the d-axis current is smaller than a preset d-axis minimum value is set to the minimum value set Me 該予 the command value of the d-axis current, the q-axis current command means but based on the values and rate command value and a vector subtraction of the d-axis current and a command value from a preset maximum value of the combined current value vector sum of the command value and the q-axis current of the d-axis current the smaller of the command value of the q-axis current that is created may be a command value of the q-axis current.

【0032】前記制御装置が、前記永久磁石同期電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、ある一定期間の間、前記d軸電流の指令値が一定範囲内の値であり、前記回転速度が一定範囲内の値である場合、強制的に前記d軸電流の指令値を変更するタイミングを出力する変更タイミング出力手段と、変更タイミングが出力された場合、前記d軸電流の指令値と前記q軸電流の指令値とを合成した合成電流指令値を一定の値に保持し、前記d軸電流の指令値を変更するd軸電流変更手段と、前記d軸電流変更手段が前記d軸電流の指令値を変更させた後、 [0032] The control device includes a speed detecting means for detecting a rotational speed of the permanent magnet synchronous motor, during a predetermined period of time, the value of the command value is a range of the d-axis current, the rotational speed If a value within a predetermined range, wherein a changing timing output means for outputting a timing of changing the command value of the forced the d-axis current, when the change timing is output, command values ​​of the d-axis current and q the synthesized composite current command value and the command value of the axis current is maintained at a constant value, the d-axis current changing means for changing a command value of the d-axis current, the d-axis current changing means of the d-axis current after changing the command value,
前記回転速度が前記d軸電流の指令値を変更する前の回転速度より増加した場合、前記d軸電流の指令値を変更した後の前記d軸電流指令値を用いる動作と、前記回転速度が減少する場合、前記d軸電流の指令値を変更する前の前記d軸電流指令値を用いる動作とを、前記変更タイミング出力手段が許可する期間の間繰り返し行い、前記d軸電流の指令値を更新するd軸電流更新手段と、をさらに備え、前記d軸電流更新手段が前記d軸電流の指令値を変更し、かつ前記判断値が正である場合、前記d If the rotational speed is increased from the rotational speed before changing the command value of the d-axis current, and the operation using the d-axis current command value after changing the command value of the d-axis current, the rotational speed If reduced, the operation using the d-axis current command value before changing the command value of the d-axis current, repeated during the period in which the change timing output means is permitted, the command value of the d-axis current and d-axis current updating means updating, further wherein the d-axis current updating means changes the command value of the d-axis current, and if the determination value is positive, the d
軸電流更新手段が、前記基準出力手段の前記基準値を新たに演算した基準値に変更し、前記判断値が負である場合、前記d軸電流更新手段が、d軸電流の指令手段に前記d軸電流更新手段から出力される値に基づき、予め設定されたd軸電流の最小値、または、d軸電流の指令値を演算する式の係数を設定してもよい。 Axis current updating means changes the reference value newly calculates the reference value of the reference output unit, when the determination value is negative, said d-axis current updating means, said the command means of the d-axis current based on the value outputted from the d-axis current updating means, predetermined minimum value of d-axis current, or may be set the coefficients of the formula for calculating the command value of the d-axis current.

【0033】前記q軸電流の指令値が予め設定した値以上に大きく変化した場合、前記q軸電流指令値から求められたd軸の電流の初期指令値を出力する電流初期値出力手段をさらに備えてもよい。 [0033] The case where the command value of q-axis current is largely changed than a preset value, further the current initial value output means for outputting the initial command value of the current of the d-axis calculated from the q-axis current command value it may be provided.

【0034】前記制御装置は、前記d軸電流の指令値の変化する割合を決定し出力する変化割合出力手段をさらに備え、前記変化割合出力手段が、予め決められた一定の変化割合または前記判断値、または前記d軸電流の指令値から演算した変化割合を出力し、前記d軸電流指令手段が、前記判断値が正の場合、前記d軸電流の指令値を前記変化割合に基づいて増加させ、前記d軸電流の指令値が予め設定された最大値を越えて増加したときは、 [0034] The control unit, the d-axis determines the change rate of the command value of the current and further comprising a change rate output means for outputting, said change ratio output means, a predetermined constant rate of change or the determination value or outputs a change rate computed from the command value of the d-axis current, the d-axis current command means, when the determination value is positive, increases on the basis of a command value of the d-axis current to the change rate so, when the command value of the d-axis current is increased beyond a predetermined maximum value is,
前記d軸電流の指令値を前記予め設定された最大値に保持し、前記判断値が負の場合、前記d軸電流の指令値を前記変化割合に基づいて減少させ、前記d軸電流の指令値が予め設定された最小値を越えて減少したときは、前記d軸電流の指令値を前記予め設定された最小値に保持してもよい。 The retaining the command value of the d-axis current to said predetermined maximum value, if the determination value is negative, the command value of the d-axis current is reduced based on the change ratio, a command of the d-axis current when the value is reduced beyond a predetermined minimum value, a command value of the d-axis current may be held in the preset minimum value.

【0035】前記判断値が正の場合の前記変化割合が、 [0035] The change rate when the determination value is positive is,
前記判断値が負の場合の変化割合よりも大きくてもよい。 It may be greater than the rate of change of when the judgment value is negative.

【0036】 [0036]

【0037】前記制御装置は、前記永久磁石同期電動機の動作が、力行の状態であるか、または回生の状態であるかを判断する力行回生判断手段をさらに備え、前記変化割合出力手段が、前記判断された状態に基づきd軸電流の指令値を変化させる割合を決定してもよい。 [0037] The control device, the operation of the permanent magnet synchronous motor, or a power running state, or further comprising a power running regeneration decision means for determining a whether regenerative state, said change ratio output means, said the rate of changing the command value of the d-axis current based on the determined state may be determined.

【0038】前記力行の状態で前記d軸電流の指令値を変化させる割合が、前記回生の状態で前記d軸電流の指令値を変化させる割合より小さくてもよい。 The percentage of changing the command value of the d-axis current in the state of the power running may be smaller than the rate of changing the command value of the d-axis current in the state of the regeneration.

【0039】前記基準出力手段が、前記力行回生判断手段の出力に基づき基準値を変化させてもよい。 [0039] The reference output means may change the reference value based on the output of the power running regeneration decision means.

【0040】前記d軸電流指令手段が、前記判断値が正の場合、前記d軸電流の指令値を前記変化割合に基づいて増加させ、設定された最大値を越えて前記d軸電流の指令値が増加したとき、前記d軸電流の指令値に前記設定された最大値を保持させ、前記判断値が負の場合、前記d軸電流の指令値を前記変化割合に基づいて減少させ、設定された最小値を越えて前記d軸電流の指令値が減少したとき、前記d軸電流の指令値に前記最小値を保持させ、前記力行回生判断手段が、力行または回生の運転状態の変化を示す信号を生成し、前記永久磁石同期電動機の回転速度および前記q軸電流の指令値の少なくとも1つに基づき、前記d軸電流の指令値を前回のd軸電流の指令値から変化させてもよい。 [0040] The d-axis current command means, when the determination value is positive, the command of the command value of the d-axis current is increased on the basis of the change rate, the d-axis current exceeds the set maximum value when the value is increased, the to hold the set maximum value to the command value of the d-axis current, if the determination value is negative, the command value of the d-axis current is reduced based on the change ratio, set when the command value of the d-axis current exceeds the minimum value is reduced, the to hold the minimum value to the command value of the d-axis current, the power running regeneration decision means, the change in the operating state of the power running or regenerative generates a signal indicating, based at least in one command value of the rotational speed and the q-axis current of the permanent magnet synchronous motor, also by changing the command value of the d-axis current from the command value of the previous d-axis current good.

【0041】前記d軸電流指令手段が、前記永久磁石同期電動機の制動トルクの許容値が小さい場合、トルク指令値の減少に応じてリラクタンストルクを発生させるd [0041] The d-axis current command means, when the allowable value of the braking torque of the permanent magnet synchronous motor is small, d to generate reluctance torque according to the decrease of the torque command value
軸電流の減少を抑えるために、前記d軸電流の指令値を急激に減少させないくてもよい。 In order to suppress the reduction of the axial current may Ku not sharply decrease the command value of the d-axis current.

【0042】本発明による他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値から求められた固定子の各相電流の指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、久磁石同期電動機の動作が力行であるのか、 [0042] Other controller for a permanent magnet synchronous motor according to the present invention, a stator obtained from the command value of q-axis current which is a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current of the current command means for outputting a command value of each phase current, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, Hisashi or operation of magnet synchronous motor that is powering,
あるいは前記永久磁石同期電動機の動作が回生であるのかの状態を判断する力行回生判断手段と、前記力行回生判断手段が前記状態を回生であると判断し、かつ前記永久磁石同期電動機の回転数およびトルクが弱め界磁領域に属していない場合、前記永久磁石同期電動機に零以上の力行のリラクタンストルクを発生させるために前記d Alternatively a power running regeneration decision means operation of the permanent magnet synchronous motor is determined from one of the states is a regenerative, the power running regeneration decision means determines that the regeneration of the state, and the rotational speed of the permanent magnet synchronous motor and If the torque does not belong to the field weakening range, the in order to generate the reluctance torque of zero or more power running to the permanent magnet synchronous motor d
軸電流の指令値を出力するd軸電流指令手段と、前記q And d-axis current command means for outputting a command value of the axis current, the q
軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段とを備えており、そのことによって上記目的が達成される。 It gives a command value of the axis current and a q-axis current command unit, the above-mentioned object can be achieved by it.

【0043】本発明による更に他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、永久磁石同期電動機の動作が力行であるのか、あるいは前記永久磁石同期電動機の動作が回生であるのかの状態を判断する力行回生判断手段と、前記力行回生判断手段が前記状態を回生であると判断した場合、前記d軸電流の指令値を与えるd軸電流指令手段と、前記d軸電流指令が零でない場合、リラクタンストルクが発生する分、前記d軸電流の指令値の増加に応じて前記q軸電流の指令値を小さくするq軸電流指令手段とを備えており、その The control device of yet another permanent magnet synchronous motor according to the present invention was calculated from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current current command means for outputting a phase current command value of the stator, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, whether the operation of the permanent magnet synchronous motor is powering or the d-axis providing a power running regeneration decision means operation of the permanent magnet synchronous motor is determined from one of the states is a regeneration, when the power running regeneration decision means determines that the regeneration of the state, the command value of the d-axis current current command means, when the d-axis current command is not zero, the partial reluctance torque is generated, and the q-axis current command means for reducing the command value of the q-axis current according to the increase of the command value of the d-axis current equipped with, the とによって上記目的が達成される。 The above-mentioned object can be achieved by the.

【0044】本発明による更に他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、前記入力印加手段が前記各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、飽和度の基準値を出力する基準出力手段と、 The control device of yet another permanent magnet synchronous motor according to the present invention was calculated from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current current command means for outputting a phase current command value of the stator, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, the input applying means may further supply a current to the phase a saturation output means for generating a saturation indicating the percentage, the reference output means for outputting a reference value of saturation,
前記飽和度から前記飽和度の基準値を減算した判断値を出力する判断値出力手段と、インバータに印可される電圧を測定し、測定した電圧値を出力する電圧測定手段と、前記測定した電圧値に基づき前記d軸電流の指令値の最大値を出力するd軸電流最大値出力手段と、前記判断値が正の場合、前記d軸電流の指令値を増加し、増加したd軸電流の指令値が前記d軸電流最大値を越えて増加したとき、前記d軸電流の指令値を前記d軸電流最大値に保持し、前記判断値が負の場合、前記d軸電流の指令値を減少し、減少したd軸電流の指令値が設定された最小値を越えて減少したとき、前記d軸電流の指令値を前記最小値に保持するd軸電流指令手段と、前記q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段とを備えており、 A determination value output means for outputting a decision value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the saturation to measure the voltage applied to the inverter, a voltage measuring means for outputting the measured voltage value, voltage the measurement and d-axis current maximum value output means for outputting the maximum value of the command value of the d-axis current based on the value, if the determination value is positive, increases the command value of the d-axis current, increased the d-axis current when the command value is increased beyond said d-axis current maximum value, maintains a command value of the d-axis current to said d-axis current maximum value, if the determination value is negative, the command value of the d-axis current It decreased, when the command value of the reduced d-axis current decreases beyond a minimum value which is set, and the d-axis current command means for holding a command value of the d-axis current to the minimum value, the q-axis current and a q-axis current command means for giving a command value,
そのことによって上記目的が達成される。 The above-mentioned object can be achieved by it.

【0045】前記d軸電流最大値出力手段が、前記測定した電圧値が減少すれば、前記d軸電流の指令値の最大値を減少させてもよい。 [0045] The d-axis current maximum value output means, if decreased voltage value the measurement may be to reduce the maximum value of the command value of the d-axis current.

【0046】本発明による他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、永久磁石同期電動機に印可される電圧を測定し、測定した電圧値を出力する電圧測定手段と、前記測定した電圧値が減少すれば、前記d軸電流の指令値の最大値を減少させるd軸電流指令手段と、前記q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段とを備えており、そのことによって上記目的が達成される。 [0046] Other controller for a permanent magnet synchronous motor according to the present invention, a fixed computed from the command value of q-axis current and a command value of d-axis current and the horizontal axis stator current is direct-axis stator current current command means for outputting a phase current command value of the child, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, to measure the voltage applied to the permanent magnet synchronous motor was measured a voltage measuring means for outputting a voltage value, if the voltage value wherein the measurement is reduced, giving a d-axis current command means for reducing the maximum value of the command value of the d-axis current, a command value of the q-axis current q and a-axis current means, the object is met.

【0047】本発明による更に他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流の指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、前記入力印加手段が前記各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、効率重視の運転状況およびトルク重視の運転状況のうち1つの前記運転状況を出力する運転状況決定手段と、飽和度の基準値を前記運転状況に基づき出力する基準出力手段と、前記飽和度から前記飽和度の基準値を減算した判断値を出力する判断値出力手段と、前記d The control device of yet another permanent magnet synchronous motor according to the present invention was calculated from the command value of q-axis current and a command value of d-axis current and the horizontal axis stator current is direct-axis stator current current command means for outputting a command value of each phase current of the stator, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, further supplying the input applying means current to said phases the operation and saturation output means for generating a saturation indicating the percentage, the driving condition determining means for outputting one of the driving conditions of the operating condition of the operating conditions and torque oriented efficiency-oriented, the reference value of saturation that can be a reference output means for outputting, based on the situation, the decision value output means for outputting a decision value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the saturation, the d
軸電流の指令値が、前記判断値が正の場合、電流位相を進め、前記判断値が零になるよう前記d軸電流の指令値を増加させるd軸電流指令手段と、前記q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段とを備えており、そのことによって上記目的が達成される。 Command value of the axis current, the determination value if positive, proceed to the current phase, and the d-axis current command means for increasing the command value of the d-axis current as the judging value is zero, the q-axis current It gives a command value and a q-axis current command unit, the above-mentioned object can be achieved by it.

【0048】前記運転状況決定手段が効率重視を出力する場合の基準値が、前記運転状況決定手段がトルク重視を出力する場合の基準値より大きくてもよい。 The reference value when said driving condition determining means outputs the efficiency-oriented is, the driving condition determining means may be larger than the reference value in the case of outputting the torque emphasis.

【0049】前記基準出力手段は、前記永久磁石同期電動機の回転数および電流の少なくとも一つがそれぞれ予め設定された値を越えた場合、運転状況決定手段が前記トルク重視と判断し、前記効率重視の場合の基準値よりも小さい基準値を出力してもよい。 [0049] The reference output means when at least one of the rotational speed and current of the permanent magnet synchronous motor exceeds a preset value, respectively, is driving condition determining means determines that the torque oriented, the efficiency-oriented may output the smaller reference value than the reference value in the case.

【0050】 [0050]

【0051】本発明による更に他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、前記入力印加手段が前記各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、飽和度の基準値を出力する基準出力手段と、 The control device of yet another permanent magnet synchronous motor according to the present invention was calculated from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current current command means for outputting a phase current command value of the stator, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, the input applying means may further supply a current to the phase a saturation output means for generating a saturation indicating the percentage, the reference output means for outputting a reference value of saturation,
基準値を出力する基準出力手段と、前記飽和度に応じてd軸の基準値を出力するd軸基準出力手段と、前記飽和度に応じてq軸の基準値を出力するq軸基準出力手段と、前記飽和度から前記d軸の基準値を減算した値に基づいて、d軸の判断値を出力するd軸判断値出力手段と、前記飽和度の処理値から前記q軸基準値を減算した値に基づいて、q軸の判断値を出力するq軸判断値出力手段と、前記d軸判断値が正の場合、前記d軸電流の指令値を増加させ、増加させた前記d軸電流の指令値が設定された最大値を越えて増加したとき、前記d軸電流の指令値を前記設定された最大値に保持し、前記d軸判断値が負の場合、前記d軸電流の指令値を減少させ、前記減少させたd軸電流の指令値が設定された最小値を越えて減少したとき、前記 A reference output means for outputting a reference value, and the d-axis reference output means for outputting a reference value of the d-axis in response to the saturation, the q-axis reference output means for outputting a reference value of the q-axis in accordance with the degree of saturation If, on the basis of the saturation to a value obtained by subtracting the reference value of the d-axis, and the d-axis determination value output means for outputting a determination value of the d-axis, the q-axis reference values ​​from the saturation processing value subtraction based on the value, and the q-axis determination value output means for outputting a determination value of the q-axis, the case d-axis determination value is positive, the increase command value of the d-axis current, the d-axis current is increased when command value is increased beyond a set maximum value, maintains a command value of the d-axis current to the set maximum value, when the d-axis determination value is negative, the command of the d-axis current decreasing the value, when the command value of the reduced d-axis current decreases beyond a minimum value which is set, the 軸電流の指令値を前記設定された最小値に保持するd軸電流指令手段と、前記q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、前記q軸判断値が正であり、かつ前記d軸電流の指令値が前記設定された最大値の場合、前記q軸電流指令手段によって指令されたq軸電流の指令値を減少させ、前記減少させたq軸電流の指令値をq軸電流変更指令値とし、前記q軸判断値が負であり、前記d軸電流の指令値が前記設定された最大値であり、かつ前記q軸電流変更指令値が前記q軸電流指令手段によって指令されたq軸電流の指令値以下の場合、前記q軸電流の指令値を増加させるq軸電流指令変更手段とを備えており、そのことによって上記目的が達成される。 And d-axis current command means for holding the instruction value of the axis current to the set minimum value, and the q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current, the q-axis determination value is positive, and the If the command value of d-axis current of the set maximum value, the q-axis current decreases the command value commanded q-axis current by command means, a command value of the reduced q-axis current q-axis current a change command value, wherein a q-axis determination value is negative, the maximum value command value of the d-axis current is the set, and the q-axis current change command value commanded by the q-axis current command means If the following instruction value of q-axis current, and a q-axis current command changing means for increasing the command value of the q-axis current, the objective is met.

【0052】前記d軸基準出力手段から出力されるd軸基準値が、q軸基準出力手段から出力されるq軸基準値よりも小さくてもよい。 [0052] The d-axis reference value outputted from the d-axis reference output means may be smaller than the q-axis reference value outputted from the q-axis reference output means.

【0053】本発明による更に他の永久磁石同期電動機の制御装置は、直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、前記各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、前記入力印加手段が前記各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、効率重視の運転状況およびトルク重視の運転状況のうち1つの前記運転状況を出力する運転状況決定手段と、飽和度の基準値を前記運転状況に基づき出力する基準出力手段と、前記飽和度から前記飽和度の基準値を減算した判断値を出力する判断値出力手段と、前記判断値が正の場合、電流位相を進め、判断値が零になるようd軸電流指令を増 The control device of yet another permanent magnet synchronous motor according to the present invention was calculated from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current current command means for outputting a phase current command value of the stator, the input applying means for supplying a current to each phase based on the phase current command value, the input applying means may further supply a current to the phase a saturation output means for generating a saturation indicating the percentage, the driving condition determining means for outputting one of the driving conditions of the operating condition of the operating conditions and torque oriented efficiency-oriented, the operating conditions of the reference value of the saturation a reference output means for outputting on the basis of a determination value output means for outputting a decision value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the saturation, if the determination value is positive, advances the current phase, determined value is zero increasing the d-axis current command so that the させる第1のd軸電流指令手段と、回路あるいは動作の異常を検出する異常検出手段と、予め設定されたテーブルあるいは演算式に基づいて前記d軸電流の指令値を得る第2のd軸電流指令手段と、前記q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、前記異常検出手段が回路あるいは動作の異常を検出しない場合、第1のd軸電流指令手段から出力される前記d軸指令値を選択し、前記異常検出手段が回路あるいは動作の異常を検出した場合、第2のd軸電流指令手段から出力される前記d軸指令値を選択するd軸電流選択手段とを備えており、そのことによって上記目的が達成される。 A first d-axis current command means for, circuit or an abnormality detection means for detecting an abnormality of the operation, the second d-axis current for obtaining a command value of the d-axis current based on a preset table or calculation formula and command means, and the q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current, when the abnormality detecting means does not detect an abnormality in the circuit or operation, the d-axis which is output from the first d-axis current command means select command value, when the abnormality detecting means detects an abnormality in the circuit or operation, and a d-axis current selection means for selecting the d-axis command value output from the second d-axis current command means cage, said object is met.

【0054】 [0054]

【作用】判断値出力手段は、実時間でインバータの飽和度に基づいてidを増減するための判断値を作成する。 [Action] determination value output means generates a determined value for increasing and decreasing the id based on the inverter of saturation in real time.
そして、d軸電流指令手段は、判断値に基づき、判断値が正の場合d軸電流の指令値を増加し、増加したd軸電流の指令値が設定された最大値を越えて増加したときは最大値に保持する。 Then, the d-axis current command means, based on the decision value, when the decision value increases the command value of the positive case the d-axis current command value increased d-axis current is increased beyond a set maximum value It will be held at the maximum value. 判断値が負の場合、予め設定されたd軸最小値を越えて減少したとき、あるいは回転数が予め設定された回転数設定値以下になったとき、最小値に保持する。 If the determination value is negative, when decreased beyond a predetermined d-axis minimum value, or when the rotation speed becomes equal to or less than a preset rotational speed set value is maintained at a minimum value. このように、id電流を、フィードバック積分制御動作によって求めるとともに、弱め界磁に入る回転数設定など安定に動作させる条件を設ける。 Thus, the id current, with determined by the feedback integral control operations, provided the conditions stably operated such rotation speed setting entering the field weakening. これらによって、現在の電動機の状態に応じて、効率面で最適なid電流を実時間で安定に与えることができる。 These makes it possible according to the current state of the motor gives optimal id currents in terms of efficiency stably in real time. このことによって、高効率な永久磁石同期電動機の制御装置を提供することができる。 This makes it possible to provide a control device of high efficiency permanent magnet synchronous motor.

【0055】 [0055]

【実施例】 第1の実施例本発明の第1の実施例の永久磁石同期電動機(以下同期電動機と省略)の制御装置について、図面を参照しながら説明する。 The control device of the Embodiment] The first embodiment first embodiment of a permanent magnet synchronous motor of the present invention (hereinafter abbreviated as synchronous motor) will be described with reference to the drawings.

【0056】図1は、本発明の第1の実施例における制御装置の構成を示すブロック図である。 [0056] Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a control apparatus in the first embodiment of the present invention.

【0057】第1の実施例の制御装置は、飽和度出力手段104と、判断値出力手段106と、基準出力手段1 [0057] Control apparatus of the first embodiment, a saturation output unit 104, a determination value output means 106, the reference output device 1
08と、d軸電流指令手段110と、q軸電流指令手段130と、電流指令手段136、入力印加手段138とを備えている。 And 08, a d-axis current command unit 110, and a q-axis current command unit 130, current command means 136, the input applying means 138.

【0058】なお、この制御装置は、同期電動機100 [0058] In addition, the control device, synchronous motor 100
の電流を検出する電流検出手段102をさらに備えていてもよい。 Current may further comprise a current detector 102 for detecting a.

【0059】次に、弱め界磁制御について、数2および図2を用いて簡単に説明する。 Next, the field weakening control is briefly described with reference to Equation 2 and Figure 2.

【0060】同期電動機100の基礎式(数2)は公知である。 [0060] synchronous motor 100 basic equations (Equation 2) are known.

【0061】 [0061]

【数2】 [Number 2]

【0062】なお、Vは電動機に供給される端子電圧を示し、ωは角速度を示し、Rは1相当たりの固定子巻線抵抗を示し、ψは単位速度での無負荷誘起電圧を示し、 [0062] Incidentally, V is shown a terminal voltage supplied to the electric motor, omega represents the angular velocity, R represents shows the stator winding resistance per phase, [psi represents a no-load induced voltage at the unit speed,
d 、L qはd軸、q軸の相インダクタンスそれぞれを示し、i dは直軸固定子電流(d軸電流)を示し、i qは横軸固定子電流(q軸電流)を示している。 L d, L q are d-axis indicates the respective phase inductance of the q-axis, i d represents the direct axis stator current (d-axis current), i q is shown on the horizontal axis stator current (q-axis current) there.

【0063】図2は、d−q座標は回転座標を示している。 [0063] Figure 2, d-q coordinate represents the rotational coordinates. d 、i qは、それぞれd軸電流の直流量、q軸電流の直流量を示している。 i d, i q, the DC content of d-axis current, respectively, show the current amount of q-axis current.

【0064】同期電動機100の運転状態が力行である場合と、同期電動機100の運転状態が回生である場合とでは、動作が異なるのでそれぞれ別に説明する。 [0064] and when a driving state of the synchronous motor 100 is powering, in the case the operating state of the synchronous motor 100 is regenerated, the operation will be described respectively separately so different. ここで、力行とは、同期電動機100が機械出力を発生している状態であり、電源から電力が入力されている状態である。 Here, the power running and is a state in which the synchronous motor 100 is generating mechanical output, a state in which power from a power source is input. バッテリを使っている場合ではバッテリを放電している状態である。 If you are using the battery is in a state of discharging the battery. 回生とは、電動機が機械エネルギーを電気エネルギーに変換している状態であり、電源に電力が入力されている状態である。 Regeneration and is a state in which the electric motor is converted to mechanical energy to electrical energy, a state power to the power supply is input. バッテリを使っている場合ではバッテリが充電されている状態である。 If you are using the battery is when the battery is being charged.

【0065】同期電動機100が力行する場合、弱め界磁制御のベクトル図(図2a)に示すように、同期電動機100の回転速度ωを上昇させると、誘起電圧ωψが大きくなる。 [0065] If the synchronous motor 100 is powering, the vector field weakening control diagram as shown in (Fig. 2a), when increasing the rotation speed ω of the synchronous motor 100, the induced voltage ωψ increases. 誘起電圧ωψ、R・i qおよびω・L q・i q The induced voltage ωψ, R · i q and ω · L q · i q
をベクトル加算した電圧値vが、電圧制限円に達すると、同期電動機100は、電圧値vが電圧制限円に達したときの同期電動機100の回転速度ω以上に、回転速度を上げることができなくなる。 The vector addition voltage value v reaches the voltage limit circle, the synchronous motor 100, the rotational speed ω or more of the synchronous motor 100 when the voltage value v reaches the voltage limit circle, it is possible to increase the rotational speed no.

【0066】なお、電源がバッテリ等である場合には、 [0066] It should be noted that, when the power supply is a battery, etc.,
バッテリの劣化によって、バッテリの端子電圧および電流値が変化する。 The deterioration of the battery, the terminal voltage and the current value of the battery is changed. しかしながら、ここでは簡単のため、 However, here, for the sake of simplicity,
バッテリの端子電圧(電圧制限円の半径)は一定であると仮定する。 Battery terminal voltage (the radius of the voltage limit circle) is assumed to be constant.

【0067】次に、同期電動機100の回転速度を上昇させることを考える。 Next, consider that increasing the rotational speed of the synchronous motor 100. 図2(b)に示すように、i dを同期電動機100に流すことによって、電圧制限円内に戻る方向の電圧ω・L d・i dが発生する。 As shown in FIG. 2 (b), by passing an i d to the synchronous motor 100, the direction of the voltage ω · L d · i d back to the voltage limit circle generated. このことによって、 By this thing,
同期電動機100に回転速度を上昇させる電圧余裕が発生する(図2b)。 Voltage margin to increase the rotational speed to the synchronous motor 100 is generated (FIG. 2b). 同期電動機100の回転速度が一定である場合、発生した電圧余裕の分だけ、同期電動機1 If the rotational speed of the synchronous motor 100 is constant, an amount corresponding to the generated voltage margin, the synchronous motor 1
00にトルクを発生させるトルク電流を流すことができ、同期電動機100にさらにトルクを発生させることができる(図2c)。 00 can flow a torque current for generating a torque, it is possible to generate a further torque on the synchronous motor 100 (FIG. 2c). ここで、i d >0を電流位相を進める方向に定義する。 We define a i d> 0 in the direction of advancing the current phase. 上述したように、同期電動機10 As described above, the synchronous motor 10
0にd軸電流を流し、電圧余裕を発生させる制御を弱め界磁制御という。 0 was flushed with d-axis current, that the field-weakening control to generate a voltage margin. このような弱め界磁制御の一例は、特開昭62−7396号公報に示されている。 An example of such a field weakening control is shown in JP-A-62-7396.

【0068】なお、電圧余裕を発生させるためのd軸電流i dは、電動機に供給される端子電圧が電圧制限円内にもどるために必要最小限の電流でよい。 [0068] Incidentally, d-axis current i d for generating the voltage margin may be minimum required current to return to the terminal voltage supplied to the motor voltage within limit circle. 必要最小限以上のd軸電流i dを同期電動機100に与えると、銅損が増加し、同期電動機100の効率が悪くなる。 Given a required minimum or more d-axis current i d to the synchronous motor 100, the copper loss is increased, the efficiency of the synchronous motor 100 is deteriorated. なぜなら、図6(a)に示す非突極機(一般的な電動機)に、d This is because the non-salient machine shown in FIG. 6 (a) (general electric motors), d
軸電流を与えても、トルクが発生しないからである。 It is given an axis current, since torque is not generated.

【0069】非突極機の場合は常に最小限のi dを流すことで高効率の制御が実現できる。 [0069] always efficient control by passing a minimal i d in the case of non-salient machine can be realized. 回生の場合も力行と同じように説明できる。 In the case of regeneration it can also be explained in the same way as power running.

【0070】また、図6(b)は、逆突極機を示している。 [0070] Also, FIG. 6 (b) shows a reverse salient pole machine. 逆突極機または突極機にi dを流した場合、後述するリラクタンストルクが発生するため、i dをL dおよびL qに応じて適切に供給する方が同期電動機100の効率が良くなる。 In passing the i d in the opposite salient pole machine or salient pole machine, since the reluctance torque will be described later occurs, is better to properly supply the better the efficiency of the synchronous motor 100 in accordance with i d to L d and L q .

【0071】次に、インバータの飽和について図3、図4、図5を用いて説明する。 Next, FIG. 3 for the inverters saturated, 4, will be described with reference to FIG.

【0072】120度づつ位相の異なった3相の電流指令値(i U * (t)、i V * (t)、i W * (t))は、電流はd軸電流指令とq軸電流指令を用いて、次式より表される(以後、交流値などのように時間対して変動する値であることを特に示す必要がない場合には(t)を省略する。また*は指令値を示す)。 [0072] 120 degrees out of phase different three-phase current command values (i U * (t), i V * (t), i W * (t)) , the current d-axis current command and the q-axis current using a command, when represented by the following formula (hereinafter, it is not necessary to particularly point that AC value is a value that varies for the time, such as omitted (t). the * is a command value the show).

【0073】 i U * (t)=ー(2/3) 1/2 {i d *・cosωt+i q *・sinωt} i V * (t)=ー(2/3) 1/2 {i d *・cos(ωt−2π/3)+i q *・sin(ωt−2π/3)} i W * (t)=ー(2/3) 1/2 {i d *・cos(ωt+2π/3)+i q *・sin(ωt+2π/3)} 上記制御装置の一対の端子を介して、同期電動機100 [0073] i U * (t) = over (2/3) 1/2 {i d * · cosωt + i q * · sinωt} i V * (t) = over (2/3) 1/2 {i d * · cos (ωt-2π / 3 ) + i q * · sin (ωt-2π / 3)} i W * (t) = over (2/3) 1/2 {i d * · cos (ωt + 2π / 3) + i q * · sin (ωt + 2π / 3)} through a pair of terminals of the control device, synchronous motor 100
の固定子に流れる実際の電流(i U (t)、i V (t)、 The actual current flowing to the stator (i U (t), i V (t),
W (t))は、電流検出手段102によって検出される。 i W (t)) is detected by the current detector 102. 検出された電流(i U (t)、i V (t)、i Detected current (i U (t), i V (t), i
W (t))は、飽和度出力手段104に出力される。 W (t)) is output to the saturation output unit 104. 飽和度出力手段104は、図3(a)に示す比例積分器を有している。 Saturation output unit 104 includes a proportional integrator shown in FIG. 3 (a). 比例積分器の一端には、電流指令値(i At one end of the proportional integrator, the current command value (i
U * (t)、i V * (t)、i W * (t))が入力され、比例積分器の他端には、検出された電流(i U (t)、i U * (t), i V * (t), i W * (t)) is input to the other end of the proportional integrator, the detected current (i U (t), i
V (t)、i W (t))が入力される。 V (t), i W ( t)) is input. 比例積分器は、電流指令値(i U * (t)、i V * (t)、i W * (t))と検出された電流(i U (t)、i V (t)、i W (t))との差を比例積分し、PWM用電流誤差(e U (t)、e V Proportional integrator, the current command value (i U * (t), i V * (t), i W * (t)) and the detected current (i U (t), i V (t), i W (t)) of the difference between the proportional integral, PWM current error (e U (t), e V
(t)、e W (t))として出力される。 (T), it is output as e W (t)).

【0074】図3(b)は、後述するインバータが飽和している場合の、U相の電流指令値i U * (t)とU相の電流i U (t)とを示している。 [0074] FIG. 3 (b) shows a case where the inverter to be described later is saturated, the current command value of the U-phase i U * (t) and U-phase current i U (t).

【0075】図3(c)は、そのインバータが飽和していない場合の、U相の電流指令値i U * (t)とU相の電流i U (t)とを示している。 [0075] FIG. 3 (c), when the inverter is not saturated, shows a current command value of the U-phase i U * (t) and U-phase current i U (t).

【0076】インバータが飽和している場合は、電流指令手段136が電流指令信号を出力しても、インバータが指令された電流を生成することができず、上記制御装置の一対の端子には、指令された電流が供給されない。 [0076] If the inverter is saturated, even if output current command signal current command means 136, it is impossible to generate a current inverter is commanded, the pair of terminals of the control device, commanded current is not supplied.

【0077】インバータが飽和している場合を、インバータのスイッチングから考察する。 [0077] The case where the inverter is saturated, consider the switching of the inverter. 図4は、入力印加手段138に含まれるインバータの一例を示している。 Figure 4 shows an example of an inverter included in the input applying means 138. インバータは、半導体スイッチQ1〜Q6、ダイオードD The inverter semiconductor switches Q1 to Q6, the diode D
1〜D6、半導体スイッチQ1〜Q6のオン−オフを制御するベースドライブ回路140、三角搬送波発生回路142を有している。 1~D6, on the semiconductor switches Q1 to Q6 - base drive circuit 140 for controlling the OFF, and a triangular carrier wave generating circuit 142.

【0078】ベースドライブ回路140には、U相のP [0078] The base drive circuit 140, the U-phase P
WM用電流誤差e U (t)、V相のPWM用電流誤差e V WM current error e U (t), the current for PWM of the V-phase error e V
(t)、および三角搬送波発生回路142が発生する三角搬送波が入力される。 (T), and the triangular carrier triangular carrier wave generating circuit 142 generates is inputted. 各PWM用電流誤差と搬送波信号とを比較して得られるパルス幅変調信号に従い、ベースドライブ回路140は、インバータの各相の半導体スイッチQ1〜Q6をオン−オフする。 According pulse width modulated signal obtained by comparing the respective PWM current error and the carrier signal, the base drive circuit 140, the ON phases of the semiconductor switches Q1~Q6 inverter - off. 例えば、U相のP For example, the U-phase P
WM用電流誤差e U (t)が三角搬送波より大きい場合、ベースドライブ回路140は、半導体スイッチQ1 When WM current error e U (t) is larger than the triangular carrier wave, the base drive circuit 140, the semiconductor switches Q1
をオンし、半導体スイッチQ4をオフする。 The turned on, to turn off the semiconductor switch Q4. また、U相のPWM用電流誤差e U (t)が三角搬送波より小さい場合、ベースドライブ回路140は、半導体スイッチQ Also, when the current for PWM of U-phase error e U (t) is smaller than the triangular carrier wave, the base drive circuit 140, the semiconductor switches Q
4をオンし、半導体スイッチQ1をオフする。 4 is turned on and off a semiconductor switch Q1. 他の相についても、同様に動作する。 For other phases operate similarly.

【0079】なお、そのインバータは、U相のPWM用電流誤差e U (t)、V相のPWM用電流誤差e V (t) [0079] Incidentally, the inverter, the current for PWM of U-phase error e U (t), the current for PWM of the V-phase error e V (t)
を用いて、同期電動機100の固定子に供給される電流(i U (t)、i V (t)、i W (t))を発生させているが、U相のPWM用電流誤差、V相のPWM用電流誤差、およびW相のPWM用電流誤差のうち1相のPWM Using a current supplied to the stator of the synchronous motor 100 (i U (t), i V (t), i W (t)) but is generating, U-phase of the PWM current error, V 1 phase of the PWM of the PWM current error of the phase of the PWM current errors, and W-phase
用電流誤差を用いて上記電流(i U (t)、i V (t)、 It said current with use current error (i U (t), i V (t),
W (t))を発生させてもよい。 i W (t)) may be generated. さらに、上記3相から任意の2組の相を選択し、選択された2組のPWM用電流誤差を用いて上記電流(i U (t)、i V (t)、i Additionally, select any two sets of phase from the three-phase, the current using the two sets of the PWM current error is selected (i U (t), i V (t), i
W (t))を発生させてもよい。 W (t)) may be generated. さらに、上記3相のP In addition, of the three-phase P
WM用電流誤差をすべて用いて上記電流(i U (t)、 Using all the WM current error said current (i U (t),
V (t)、i W (t))を発生させてもよい。 i V (t), i W (t)) may be generated.

【0080】図5は、インバータが飽和している場合とインバータが飽和していない場合との、PWM用電流誤差信号および半導体スイッチQ1とQ4との動作をそれぞれ示している。 [0080] Figure 5 shows the inverter of the case where if an inverter is saturated not saturated, the operation of the PWM current error signal and the semiconductor switches Q1 and Q4, respectively.

【0081】オン−オフが半周期毎に片寄っている場合、同期電動機100の固定子に指令された電流を流すために、十分なスイッチングをおこなっても、これ以上電流を流すことができない。 [0081] On - if off is offset every half cycle, in order to flow the current which is commanded to the stator of the synchronous motor 100, be subjected to adequate switching can not flow any more current. なお、インバータの飽和度は、PWM用電流誤差の大きさによって定義されてもよい。 Incidentally, the saturation of the inverter may be defined by the size of the PWM current error. 例えば、PWM用電流誤差が大きいときインバータの飽和度も大きくなり、PWM用電流誤差が小さいときインバータの飽和度も小さくなる。 For example, saturation of the inverter when the PWM current error is large also increases, saturation of the inverter is also decreased when the PWM current error is small.

【0082】インバータの飽和度を小さくするために、 [0082] In order to reduce the degree of saturation of the inverter,
以下に示すように同期電動機100の固定子にidを流し、電流位相を進める弱め界磁を行うことができる。 Flowing id as the stator of the synchronous motor 100 shown below, it can be carried out field weakening advancing the current phase.

【0083】同期電動機100に実際に供給される3相の電流(i U (t)、i V (t)、i W (t))の内の1 [0083] 3-phase current actually supplied to the synchronous motor 100 one of (i U (t), i V (t), i W (t))
相分の電流i(t)、つまりU相、V相、W相のどの相の電流を用いてもよい。 Phase component of current i (t), i.e. U-phase, V-phase, may be used a current of W phase throat phase. U (t)、i V (t)、あるいはi W (t)が電流検出手段102によって検出されてもよい。 i U (t), i V (t), or i W (t) may be detected by the current detector 102. 検出された電流i(t)は飽和度出力手段10 Detected current i (t) is saturation output means 10
4に入力される。 4 is input to. 電流指令手段136は、上述した電流指令値(i U * (t)、i V * (t)、i W * (t))を求める式にd軸電流i dおよびq軸電流i qを代入し、電流指令値i * (t)を演算する。 Current command means 136, the above-mentioned current command value substituted into (i U * (t), i V * (t), i W * (t)) to the equation for the d-axis current i d and the q-axis current i q and calculates a current command value i * (t). 飽和度出力手段104は、 Saturation output means 104,
その相の電流指令値i * (t)から、その検出された電流i(t)を減算する。 As from the current command value of the phase i * (t), subtracts the detected current i (t). 飽和度出力手段104は、減算した結果に対して絶対値をとり、絶対値をとった結果である電流誤差e(t)を積分する。 Saturation output means 104 takes the absolute value for the result of subtracting, integrating the current error e (t) is the result of taking the absolute value. 積分した結果は、判断値出力手段106に入力される。 Integrating the result is input to the determination value output means 106.

【0084】なお、飽和度出力手段104が、誤差の絶対値の積分を演算する代わりに、誤差の2乗の積分または誤差の最大値を判断値出力手段106に入力してもよい。 [0084] Incidentally, saturation output unit 104, instead of calculating the integral of the absolute value of the error may input the maximum value of the square of the integral or error of error determination value output means 106. 変動成分が大きくなるので、周期変動する電流誤差e(t)をそのまま以後の処理に使用することは困難である。 The fluctuation component is large, it is difficult to use as it is further processing the current error e (t) of the periodic variation. そこで、1相分の電流を時間領域で積分することによって、同期電動機100を制御するのに十分に変動が少ない直流値を得ることができる。 Therefore, by integrating the current for one phase in the time domain, it is possible to obtain a DC value is small enough variation to control the synchronous motor 100.

【0085】なお、理論的には、3相分の電流を用いて直流分に近い値を演算できるが、u、v、w相各々の電流の2乗値を演算し加算するため演算が複雑である。 [0085] Incidentally, in theory, can be computed a value close to DC component by using the three phases of current, u, v, is computed for adding calculates the square value of w-phase each current complex it is.

【0086】判断値出力手段106は、(数3)に示すように、電流誤差e(t)の積分値から、基準出力手段108によって設定される基準e refを減算し、減算した結果である判断値H anを出力する。 [0086] determination value output means 106, as shown in equation (3), from the integral value of the current error e (t), the reference e ref set by the reference output means 108 subtracts, is the result of subtracting and it outputs the determined values H an,.

【0087】 [0087]

【数3】 [Number 3]

【0088】ここで、基準出力手段108は、積分時間に基づいて基準e refを変化させる。 [0088] Here, the reference output unit 108 changes the reference e ref based on the integral time. 具体的には、電流誤差e(t)の積分時間が電流誤差e(t)の半周期T Specifically, the half cycle of the current error e (t) integration time of the current error e (t) T
/2であれば、(数4)を演算することによって基準値e refを出力する。 If / 2, and outputs the reference value e ref by calculating the (number 4). また、速度ωを用いた(数5)を演算することによって基準e refを求めてもよい。 Also, it may be determined based e ref by computing using the speed omega (5). なお、 It should be noted that,
ここでは電流誤差e(t)の半周期を積分時間として用いたが、積分時間は任意の時間でよい。 Was used half cycle of the current error e (t) as the integral time here, the integration time may be any time. ただし、電流誤差e(t)は周期的に変化するため、積分時間は半周期の整数倍であることが望ましい。 However, the current error e (t) is to change periodically, it is desirable that the integration time is an integer multiple of the half period.

【0089】 [0089]

【数4】 [Number 4]

【0090】 [0090]

【数5】 [Number 5]

【0091】ここで、判断値H anが大きいということは電流誤差が大きいことを意味する。 [0091] Here, the fact that a large judged value H an, means that the current error is large. 言い換えると、実際に同期電動機100に供給されるq軸電流がq軸電流指令値に追従しなしことを意味している。 In other words, q-axis current actually supplied to the synchronous motor 100 is means that Nashi follow the q-axis current command value. このことは、同期電動機100の高速回転領域では、電圧余裕が少ないため同期電動機100が力行する場合、回転数に見合ったトルクを発生させるq軸電流が、流れないことを意味する。 This means that in the high-speed rotation region of the synchronous motor 100, if the synchronous motor 100 for a small voltage margin is powering means that the q-axis current for generating torque commensurate with the speed, not flow. 同期電動機100が回生する場合は、回転数に見合ったトルクを発生させるq軸電流が流れすぎることを意味する。 If the synchronous motor 100 is regenerated means that the q-axis current for generating torque commensurate with the rotational speed is too flow. このような電圧余裕が少ない状態では、指令され出力されるべき、回転速度またはトルクを得るためには、d軸電流i dを増加すればよい。 In such a voltage margin is small state, to be commanded output, in order to obtain the rotational speed or torque may be increased d-axis current i d.

【0092】同期電動機100が力行する場合とは、具体的には、判断値が大きい状態であり、同期電動機10 [0092] and if the synchronous motor 100 is powering, specifically, a large state judgment value, the synchronous motor 10
0に電流を流すために駆動装置の半導体スイッチQ1〜 0 semiconductor switch Q1~ driving device for supplying a current to
Q6(図1の入力印加手段138の構成要素の一部)を導通状態にしても必要な電流が流れない状態である。 Q6 is a state that does not flow required current even when the the conductive state (some of the components of the input applying means 138 in FIG. 1).

【0093】逆に判断値H anが小さいということは、電流誤差が小さいことを意味する。 [0093] fact that contrary to the judgment value H an, is smaller, the current error is small. つまり、このことは、 In other words, this is,
実際に同期電動機100に供給される電流が電流指令値に対して良く追従していることを意味する。 Current actually supplied to the synchronous motor 100 means that the tracks well for the current command value. 判断値H an Judgment value H an
が小さく、同期電動機100が力行する場合、現在同期電動機100に流れているd軸電流i dを変化させず、 Is small, if the synchronous motor 100 is powering, without changing the d-axis current i d flowing in the current synchronous motor 100,
現在同期電動機100に流れているq軸電流i q以上のq軸電流i qを流したり、同期電動機100の回転速度を増加させることが可能なる。 Or passing a q-axis current i q or q-axis current i q flowing through the current synchronous motor 100, it is possible to increase the rotational speed of the synchronous motor 100.

【0094】同期電動機100が力行または回生する場合とも、d軸電流が多く流れすぎる傾向がある。 [0094] with the case where the synchronous motor 100 is power running or regeneration, tends to d-axis current is too flows much. 損失を少なくするという観点から、d軸電流i dを減少させることが好ましい。 From the viewpoint of reducing the loss, it is preferable to reduce the d-axis current i d. なお、d軸電流i dを加える必要が特にない場合は、非突極機では、d軸電流i dが零であってもよい。 In the case need not particularly be added a d-axis current i d is a non-salient pole machine, the d-axis current i d may be zero.

【0095】判断値H anは、同期電動機100に与えられる電流指令が実際にどれだけ実現できているかを示している。 [0095] determination value H an, indicates whether a current command given to the synchronous motor 100 is able to actually achieve much. 電流指令が実現できていなければ、実現できるようd軸電流i dを増加させる。 If the current command is not realized, increasing the d-axis current i d to be realized. 電流指令が実現できていれば、現在の回転速度または現在のトルクの状態を維持し、同期電動機100の効率が最もよくなるようにd If the current command can be realized, so as to maintain the state of the current rotational speed or the current torque, the efficiency of the synchronous motor 100 is best d
軸電流idを減少させればよい。 Axis current id may be caused to decrease.

【0096】以上より、d軸電流指令手段110は、判断値出力手段106の出力に基づきd軸電流を変化させる。 [0096] From the above, the d-axis current command unit 110 changes the d-axis current based on the output of the decision value output unit 106. 例えば、H an >0の場合には、d軸電流指令手段1 For example, in the case of H an,> 0 is, d-axis current command unit 1
10は、d軸電流の指令値i d *を増加あるいは保持する。 10 increases or hold the command value of the d-axis current i d *. d軸電流の指令値i d *を保持する場合とは、d軸電流の指令値id *が予め設定された最大値i d * maxになった場合である。 the case that holds the command value of the d-axis current i d * is a case in which the maximum value i d * max command value of d-axis current id * is set in advance.

【0097】また、H an <0の場合には、d軸電流指令手段110は、d軸電流の指令値i d *を減少あるいは前回値を保持する。 [0097] In the case of H an, <0, the d-axis current command section 110, holds the decrease or the previous value of the command value i d * of the d-axis current. d軸電流の指令値i d *を保持する場合とは、d軸電流の指令値i d *が予め設定された最小値i the case that holds the command value of the d-axis current i d *, the command values of the d-axis current i d * is a preset minimum value i
d * minになった場合である。 It is an occurrence of the d * min.

【0098】一般的に、非突極機の場合は、i d * =0あるいは若干i d *を加え位相が進んだ値を最小値i d * min [0098] Generally, in the case of non-salient machine, i d * = 0 or slightly i d minimum added value advanced phase * i d * min
として用いる。 Used as. なお、一般には、非突極機ではi d * =0 It should be noted that, in general, in the non-salient machine i d * = 0
のとき非突極機の効率が最も良くなる。 Efficiency of non-salient pole machine is the best time of. しかし、非突極機の鉄損が大きい場合には、位相を少し進め、少し弱め界磁を行いステータ磁束を少なくすることによって、鉄損を少なくするすることができる。 However, if the iron loss of non-salient machine is large, a little advancing the phase, by reducing the stator flux performs bit field weakening can be to reduce the iron loss. これによって、鉄損と銅損の釣合がとれ、最も効率が良くなる。 Thus, take a balance of iron loss and copper loss, the most efficient is improved.

【0099】また、逆突極機がリラクタンストルクを利用する場合、リラクタンストルクを発生させるために、 [0099] Also, when a reverse salient pole machine utilizing reluctance torque, to generate reluctance torque,
位相をある程度(10゜〜40゜)進めておく。 Advanced by some degree (10 ° to 40 °) the phase. 弱め界磁領域でない場合、d軸電流の指令値i d *の最小値i d * If not field weakening range, the command value of the d-axis current i d * minimum i d of *
minは、例えば30゜を固定位相進み量とすると、i d * m min, for example when a 30゜Wo fixed amount of phase lead, i d * m
in=i *・sin30゜として与える。 give as in = i * · sin30 °. (詳しくは後述する。)そして、弱め磁界の場合は、具体的には(数6) (Details will be described later.) Then, when the field weakening, in particular (6)
の演算を行う。 Performing the calculation of.

【0100】 [0100]

【数6】 [6]

【0101】ここで、i d * (i)およびi d * (i-1)は、今回および前回のd軸電流の指令値i d *のそれぞれを表す。 [0102] Here, i d * (i) and i d * (i-1) represents a respective command values i d * of the current and previous d-axis current.

【0102】上式の積分動作を含んだ制御動作をより詳しく説明する。 [0102] a control operation including the integration operation of the above formula will be described in more detail.

【0103】H an >0の場合、H an =0となるまで、d [0103] In the case of H an> 0, until the H an = 0, d
軸電流指令手段110は、制御動作毎にd軸電流の指令値i d *をK 1・H anづつ増加する。 Axis current command means 110, a command value of the d-axis current i d * is increased one by K 1 · H an every control operation. このような動作は、積分動作によって行うことができる。 Such operation may be performed by the integral operation. このような動作を行うことによって、H anを0にすることができる。 By performing such operation, the H an, may be zero.

【0104】d軸電流の指令値がi d * =i d * maxの場合、d軸電流の指令値をi d * maxに固定する。 [0104] command value of the d-axis current is the case of i d * = i d * max , fixes the command value of the d-axis current to i d * max. そして、 And,
an =0となると、d軸電流指令手段110は、負荷トルクが一定の場合、一定のd軸電流の指令値i d *を与え続ける。 When the H an, = 0, d-axis current command means 110, the load torque in certain cases, continue to give a command value i d of the constant d-axis current *.

【0105】次に、負荷トルクが小さくなったり、もしくは回転数が低くなったりして、H an <0となると、d [0105] Next, the load torque may become smaller, or the rotational speed is or lower, when the H an <0, d
軸電流指令手段110は、d軸電流の指令値i d *を減少してゆく。 Axis current command means 110, slide into reducing the command value of d-axis current i d *. そして、同期電動機100のバランスがとれ、H an =0となると、d軸電流指令手段110は、d The balanced of the synchronous motor 100, when the H an, = 0, d-axis current command means 110, d
軸電流の指令値i d *の減少をやめ、一定のd軸電流の指令値i d *を電流指令手段136に与える。 Stop command value i d * reduction of the axial current, give the command value i d * and current command means 136 of the constant d-axis current. さらに弱め界磁を必要としない領域まで回転数が低くなると、d軸電流指令手段110は、すでに述べた最小値i d * minを電流指令手段136に与える。 When the rotation speed is lowered to a region that does not require a further field weakening, d-axis current command section 110 gives the minimum value i d * min already mentioned current command unit 136. たとえ、H an <0であっても、d軸電流の指令値i d *が最小値i d * min以下になるようには、d軸電流指令手段110は、d軸電流の指令値i d *を減少させない。 Even if a H an, <0, so the command value of the d-axis current i d * is below a minimum value i d * min is d-axis current command section 110, the command value of the d-axis current i d * do not reduce.

【0106】次に、q軸電流指令手段130は、q軸電流の指令値i q *を同期電動機100の回転速度を指令する指令速度ω *と同期電動機100の実際の速度ωとの誤差と定数Kを用い(数7)により演算する。 [0106] Next, the q-axis current command means 130, the error between the actual speed of the command speed omega * and the synchronous motor 100 for commanding the rotational speed of the synchronous motor 100 a command value of q-axis current i q * omega using constant K is calculated by equation (7).

【0107】 [0107]

【数7】 [Equation 7]

【0108】なお、q軸電流の指令値i q *を指令速度ω [0108] In addition, the command value of q-axis current i q *, the command speed ω
*とは無関係に指令してもよいことはいうまでもない。 * And it is needless to say that may be commanded regardless.

【0109】そして求められたd軸電流の指令値とq軸電流の指令値とは電流指令手段136によって(数8) [0109] Then the command value of the command value and the q-axis current of the obtained d-axis current by the current command unit 136 (8)
のようにベクトル演算される。 Is a vector calculated as. ベクトル演算された結果として、同期電動機100に供給すべき電流である合成電流の指令信号の大きさとその位相θとが出力される。 As a result of the vector operation, the magnitude of the command signals combined current is a current to be supplied to the synchronous motor 100 and its phase θ is outputted.

【0110】 [0110]

【数8】 [Equation 8]

【0111】ここで、合成電流値I *が最大電流設定値imax以上になる場合、i d *の優先順位が高く、i q *は(数9)で与えられる。 [0111] Here, if the combined current value I * is equal to or greater than the maximum current setting value imax, i d * priority is high in, i q * is given by equation (9).

【0112】 [0112]

【数9】 [Equation 9]

【0113】ここで、imax=i d * maxと設定すると、同期電動機100が力行する場合、最大電流設定値imax [0113] In this case, if you set imax = i d * max, when the synchronous motor 100 is power running, the maximum current set value imax
を超えるような過大なトルク電流であるq軸電流の指令値i q *が与えられた場合でも、電流指令手段136は、 Even when the an excessive torque current exceeding the command value of q-axis current i q * is given, the current command means 136,
電流誤差の積分値が基準値になるまでd軸電流の指令値i d *を増加する。 The integrated value of the current error increases a command value of the d-axis current i d * until the reference value. d軸電流の指令値i d *が増加した分だけ、q軸電流の指令値i q *が減少してゆくこととなる。 command value of the d-axis current i d * is an amount corresponding to an increase, the command value of the q-axis current i q * is the slide into reduced.

【0114】このことは、同期電動機100が最大の出力を出せるように、d軸電流の指令値i d *およびq軸電流の指令値i q *のバランスを調整していることを意味する。 [0114] This is, as the synchronous motor 100 is put out the greatest output, it means that the balance of the command value i q * command value i d * and the q-axis current of the d-axis current. すなわち、最大電流を同期電動機100に供給するとき、最大トルクを実現することができる。 That is, when supplying maximum current to the synchronous motor 100, it is possible to achieve maximum torque.

【0115】次に、入力印加手段138は、実際に同期電動機100に合成された指令値に基づいた電流を流すための動作を行う。 [0115] Next, the input applying means 138 performs actual operation for supplying a current based on the combined command value to the synchronous motor 100. すでに述べた電流指令値(i Already mentioned current command value (i
U * (t)、i V * (t)、i W * (t))を求める式によって、d軸電流の指令値およびq軸の電流の指令指令値に基づき、120度づつ位相が異なる、u、v、およびw U * (t), i V * (t), by i W * (t)) to determine the formula, based on a command instruction value of a current command value and the q-axis of the d-axis current, 120 degrees out of phase are different, u, v, and w
相の3相の電流指令値を、2相ー3相変換の式を用いて出力する。 The current command values ​​of three phases of the phase outputs using the formula 2 Ai three-phase conversion. そして、飽和度出力手段104は、PWM用電流誤差e(t)と10kHz程度の三角搬送波信号とを比較する。 The saturation output unit 104 compares the triangular carrier wave signal of about 10kHz and the PWM current error e (t). 比較して得られたパルス幅変調信号に従い、 According pulse width modulated signal obtained by comparison,
各相の半導体スイッチQ1〜Q6が制御され、指令された電流を同期電動機100に供給する。 Each phase of the semiconductor switch Q1~Q6 is controlled, supplies the commanded current to the synchronous motor 100.

【0116】判断値出力手段106は、電流誤差e [0116] determination value output means 106, the current error e
(t)の積分値から基準値e refを減算し、減算した結果である判断値H anを出力する。 Subtracting the reference value e ref from the integral value of (t), and outputs a determination value H an, a result of subtracting. an >0の場合には、 In the case of H an> 0 is,
d軸電流指令手段110は、d軸電流の指令値i d *を増加あるいは保持する。 d-axis current command unit 110 increases or hold the command value of the d-axis current i d *. an <0の場合には、d軸電流指令手段110は、d軸電流の指令値i d *を減少あるいは保持する。 In the case of H an, <0, the d-axis current command means 110, to reduce or hold the command value of d-axis current i d *.

【0117】すなわち、H anが大きい場合は指示された出力を得ていない状態であり、最小限のi dを加えることによりq軸電流を流し指示された回転速度やトルクを出力する。 [0117] That is, if H an, is large in the state that does not give the indicated output outputs the indicated rotation speed and torque passing a q-axis current by adding a minimum of i d. 逆に判断値H anが小さい場合はd軸電流i d If contrary to the judgment value H an, is small d-axis current i d
がもう少し減少しても指示された出力を実現できる状態であり、d軸電流指令手段110がd軸電流i dを減少し効率を上げる。 There is a state that can realize the indicated even a little more reduced output, d-axis current command unit 110 raises the efficiency decreases the d-axis current i d. このことにより、効率面で、d軸電流i dが自動的に最適に調整され、同期電動機100の弱め界磁制御を高効率に実現することができる。 Thus, in terms of efficiency, d-axis current i d is adjusted automatically optimally, it is possible to realize the field-weakening control of the synchronous motor 100 with high efficiency.

【0118】図6(a)に示す非突極型ロータに対し議論を進めてきた。 [0118] shown in FIG. 6 (a) have advanced discussion with respect to non-salient pole rotor. 突極型ロータや図6(b)に示す逆突極型ロータの場合は、すでに述べてきた弱め界磁制御のd軸電流i dに加え、後述するリラクタンストルク分のd軸電流i dを減算または加算すればよい。 In the opposite case salient pole rotor shown in salient pole rotor and FIG. 6 (b), the already mentioned in addition to the d-axis current i d of have weakened field control, subtracting the d-axis current i d of reluctance torque portion to be described later or it may be added.

【0119】なお、d軸電流指令手段110は、(数6)に示すような積分動作による制御を行うと述べた。 [0119] Incidentally, d-axis current command means 110, said performing a control by the integral operation shown in equation (6).
さらに、d軸電流指令手段110は、(数10)に示すようなPID(比例積分微分)制御を行っても同様の効果を得ることは言うまでもない。 Further, d-axis current command means 110, it is needless to say that the same effect even if the control PID as shown in equation (10) (proportional-integral-derivative).

【0120】 [0120]

【数10】 [Number 10]

【0121】ここで、Ka、Kb、Kcは定数とする。 [0121] In this case, Ka, Kb, Kc is a constant.

【0122】さらに、非線形ゲインを利用できるファジー制御または適応制御等の制御方式を用いても、積分に相当する動作を含んでいれば、d軸電流の指令値i d *を求めることができる。 [0122] Further, even with a control system such as fuzzy control or adaptive control available nonlinear gain, if it contains an operation corresponding to the integration, it is possible to determine the command values of the d-axis current i d *.

【0123】また、飽和度出力手段104は、電流指令信号の半周期に対する各相の半導体スイッチQ1〜Q6 [0123] Also, saturation output unit 104, each phase of the semiconductor switch for a half period of the current command signal Q1~Q6
の開期間あるいは閉期間を計測することによってインバータの飽和度を検出することができる。 It is possible to detect the degree of saturation of the inverter by measuring the inter-opening period or closing time period of.

【0124】なお、3相の電流(i U (t)、i [0124] The three-phase currents (i U (t), i
V (t)、i W (t))の1相の飽和度を計算するだけではなく、3相の電流(i U (t)、i V (t)、i V (t), i W ( t)) not only calculates the saturation of one phase of the three-phase currents (i U (t), i V (t), i
W (t))のうち2または3相の電流を電流検出手段1 W current detection means a current of 2 or 3 phases of (t)) 1
02が検出し、飽和度出力手段104が2相または3相の飽和度の平均値をそれぞれ計算しても良い。 02 detects, saturation output unit 104 may be calculated two-phase or three-phase saturation mean values, respectively. 2相または3相の飽和度の平均値を用いることによって、同期電動機100を制御する精度が向上し、同期電動機100 By using the average value of the degree of saturation of two-phase or three-phase, and improves the accuracy of controlling the synchronous motor 100, synchronous motor 100
の効率が良くなることは言うまでもない。 It goes without saying that the efficiency of the better.

【0125】エンコーダ検出信号等の周期に同期させる場合、(数4)または(数5)で示したように、周期や回転速度に応じて基準値出力手段108から出力される誤差の基準値e refが変更されることに注意する。 [0125] When synchronizing with the cycle of such an encoder detection signal, (Equation 4) or (5) as shown in, the error output from the reference value output means 108 in accordance with the period and the rotational speed reference value e Note that the ref is changed.

【0126】ここで、同期電動機100の回転速度に関係なく一定周期で同期電動機100に流れる電流を検出する場合は、検出タイミングにより誤差積分値が変化すること注意しなければならない。 [0126] Here, when detecting a current flowing through the synchronous motor 100 at a predetermined period irrespective of the rotational speed of the synchronous motor 100, it should be noted that the error integration value is changed by detection timing.

【0127】上述した第1の実施例では、判断出力手段106で求められた判断値H anは、d軸電流指令手段に入力されていたが、q軸電流を用いてH anを求めても第1の実施例と同様の効果が得られる。 [0127] In the first embodiment described above, judgment value H an, obtained by determining the output unit 106, which had been entered in the d-axis current command means, even seeking H an, with q-axis current same effect as the first embodiment can be obtained. q軸電流を用いてH anを求めるために、以下に示す構成が、第1の実施例とは異なる。 To determine the H an, with q-axis current, the configuration described below, different from the first embodiment. 飽和出力手段104には、q軸電流指令手段130の出力i q *が入力される(図示されず)。 The saturation output unit 104, the output i q of the q-axis current command means 130 * is input (not shown).

【0128】また、飽和出力手段104には、以下によって求められたq軸電流i qも入力される。 [0128] Further, the saturation output unit 104, is also input q-axis current i q obtained by the following.

【0129】同期電動機100に実際に供給される3相の電流値(i U 、i V 、i W )が電流検出手段102によってそれぞれ検出される。 [0129] current of three phases to be actually supplied to the synchronous motor 100 (i U, i V, i W) are detected respectively by the current detecting means 102. なお、2相の電流値のみを検出する場合は、i U +i V +i W =0という関係を用いて残りの1相の電流値を求める。 In the case of detecting only the current values of two phases, it obtains the current value of the remaining one phase using the relationship of i U + i V + i W = 0. そして、回転座標系を示すd−q軸で表された電流成分i qを以下の式を用いて求める。 Then, determined using the following equation current component i q, expressed in d-q-axis showing the rotating coordinate system. (i dは求める必要はない。) (I d need not ask.)

【0130】 [0130]

【数11】 [Number 11]

【0131】飽和度出力手段104がq軸電流指令値i [0131] saturation output unit 104 q-axis current command value i
q *から検出電流値i qを減算する。 subtracting the detected current value i q from q *. 減算した結果である電流誤差eを積分した値が基準値e refと比較され、比較された結果である判断値H anが出力される。 Integrated value of current error e is the result of subtracting is compared with the reference value e ref, determination value H an, which is a result of the comparison is output.

【0132】この場合、飽和度出力手段104の構成は複雑になるが直接必要なトルク電流i qを管理しているので、同期電動機100のトルクをさらに精度良く制御できる。 [0132] In this case, construction of saturation output unit 104 so becomes complicated manages directly necessary torque current i q, it can more accurately control the torque of the synchronous motor 100.

【0133】なお、同期電動機100に流れる電流からq軸電流成分を精度よく分離する回路がアナログ回路で構成された場合、アナログ回路の構成が複雑になる。 [0133] Note that in the case where the circuit to accurately separate the q-axis current component from the current flowing through the synchronous motor 100 is an analog circuit configuration of the analog circuit becomes complicated. 従って、同期電動機100に流れる電流からq軸電流成分を精度よく分離するためには、ディジタル回路を用いることが望ましい。 Therefore, in order to separate accurately q-axis current component from the current flowing through the synchronous motor 100, it is desirable to use a digital circuit. そのため、d軸電流指令手段110またはq軸電流指令手段130、電流指令手段136、飽和度出力手段104、および判断出力手段106からなるフィードバック制御信号演算はディジタル化されることが好ましい。 Therefore, d-axis current command unit 110 or the q-axis current command means 130, the current command unit 136, a feedback control signal operation consisting saturation output unit 104, and determines the output means 106 are preferably digitized.

【0134】さらに、上述した第1の実施例の飽和度出力手段104が下記に示す構成をとってもよい。 [0134] Further, saturation output unit 104 of the first embodiment described above may take the configuration shown below. 初めに、飽和度出力手段104が電流誤差の半周期の間で1 First, saturation output means 104 between the half cycle of the current error 1
相の指令値と実際に同期電動機100に流れる電流との差を積分した値に基づいて、インバータの飽和度を検出する場合を考える。 Based the difference between the current flowing through the actual synchronization with the command value of the phase electric motor 100 to the integrated value, consider the case of detecting the degree of saturation of the inverter. 同期電動機100の動作電圧を低くした場合、同期電動機100の回転数が低くなり、電流誤差の半周期が長くなる。 If lowering the operating voltage of the synchronous motor 100, the lower the rotational speed of the synchronous motor 100, the half cycle of the current error becomes longer. その結果、積分時間が長くなり、上記積分した値が大きくなる。 As a result, the integration time increases, the integrated value increases. 上記積分した値がA The integration value is A
/D変換器の出力最大値より大きくなると、A/D変換器の出力最大値によって、上記積分した値が制限される。 / D When converter output is larger than the maximum value of the maximum output value of the A / D converter, the integrated value is restricted. このような場合、上記積分した値をA/D変換器(図示されず)の出力最大値より小さくするなるように、飽和度出力手段104が有する積分器(図示されず)のゲインを小さくすればよい。 In such a case, the integrated value so as to be smaller than the maximum output value of the A / D converter (not shown), by reducing the gain of the integrator (not shown) having the saturation output means 104 Bayoi. このように、積分器のゲインの設定を変更することは、同期電動機100を低回転数で使用する場合非常に有効である。 Thus, changing the setting of the gain of the integrator is very effective when using a synchronous motor 100 at a low speed. たとえば、 For example,
スイッチ(図示されず)によって上記ゲインの切り換える構成または可変抵抗によって上記ゲインを変更する構成をとることにより、積分した値がA/D変換器の出力最大値に制限されないようにできる。 By a switch (not shown) by employing a configuration for changing the gain by a configuration or a variable resistor switch of the gain can be as integrated value is not limited to the maximum output value of the A / D converter. これにより制御装置の適用範囲が広がる。 Scope of this the control device is increased.

【0135】さらに、上述した第1の実施例が電流検出手段102を備える代わりに、同期電動機100のトルクの測定するトルク検出手段(図示されず)を備えていても良い。 [0135] Further, instead of the first embodiment described above comprises a current detector 102 may be provided with a torque detecting means for measuring the torque of the synchronous motor 100 (not shown). この場合、電流指令手段は、d軸電流の指令値およびq軸電流の指令値から、同期電動機100に与えられる指令トルクを演算し、出力する。 In this case, the current command means, a command value of the command value and the q-axis current of the d-axis current, calculates a command torque applied to the synchronous motor 100, and outputs. 飽和度出力手段104では、指令トルクから測定したトルクを減算し、減算した結果を飽和度として出力してもよい。 In saturation output unit 104 subtracts the torque measured from command torque, the result of subtracting may be output as saturation. 第1 First
の実施例がこのような構成を有していても、d軸電流が制御されることは言うまでもない。 Even if the embodiment has such a configuration, it is needless to say that the d-axis current is controlled.

【0136】さらに、上述した第1の実施例の飽和度出力手段104が下記に示す構成をとってもよい。 [0136] Further, saturation output unit 104 of the first embodiment described above may take the configuration shown below. 飽和度出力手段104は、少なくとも1相の電流の指令値i * Saturation output unit 104, a command value for at least one phase of current i *
(t)を積算演算した電流値の積分値と、対応する実際に同期電動機100に流れる電流を検出した検出値i (T) and the integral value of the integrated computed current value, corresponding actually detected value i obtained by detecting a current flowing through the synchronous motor 100
(t)の積分値との差に基づいてインバータの飽和度を検出する。 Detecting the degree of saturation of the inverter based on the difference between the integrated value of (t). これによって、それぞれの信号の位相差による誤差を削除することができ、同期電動機100に実際に流れる電流の管理を正確に行うことができる。 This makes it possible to remove the error due to the phase difference of the signals, the management of the current actually flowing in the synchronous motor 100 can be accurately performed.

【0137】さらに、上述した第1の実施例のd軸電流指令手段110が下記に示す構成をとってもよい。 [0137] Furthermore, take the configuration of the d-axis current command unit 110 of the first embodiment described above are shown below. d軸電流指令手段110が予め設定された設定回転数以下の場合、d軸電流の指令値を下限設定値i d * minに保持する。 d-axis current command means when 110 is equal to or less than the set rotational speed set in advance to hold the command value of the d-axis current to the lower limit set value i d * min. 回転数が大きくなるまで、d軸電流の指令値を一定値に設定する。 Until the rotational speed increases, it sets a command value of the d-axis current to a constant value. このことにより、同期電動機100の出力トルクが抑えられるため、同期電動機100の速度応答性は犠牲になるが、効率の良い同期電動機の制御装置を提供することができる。 Thus, since the output torque of the synchronous motor 100 is suppressed, the speed response of the synchronous motor 100 is at the expense, it is possible to provide a control apparatus for efficient synchronous motors.

【0138】また、(数6)に示すように、d軸電流の指令値が予め設定された、上限値と下限値との間に保持される。 [0138] In addition, it held as shown in equation (6), the command value of the d-axis current is set in advance, between the upper and lower limits. 特に上限値が低い場合は、同様に応答性は犠牲になるが効率の良い制御装置となる。 Especially if the upper limit value is low, responsive similarly are sacrificed the efficient control device.

【0139】なお、基準出力手段が回転数と電流指令値の少なくとも1つに基づいて基準値を変更してもよい(この構成は図示されず)。 [0139] The reference output means may be changed reference value based on at least one rotational speed and the current command value (this configuration is not shown). このような構成によって、 With such a configuration,
以下に示す効果が生じる。 It produces the following effects. 同期電動機の回転数が大きくなると、銅損よりも鉄損が大きくなりすぎる。 When the rotational speed of the synchronous motor increases, the iron loss becomes too larger than the copper loss. そこで、 there,
d軸電流i dを増加させ、弱め界磁を進めることによって、磁束を小さくし、鉄損を少なくすることができる。 increasing the d-axis current i d, by advancing the field weakening, it is possible to reduce the magnetic flux, reducing the core loss.
このことによって、銅損(電流の2乗に比例)が鉄損とバランスがとれる。 This allows the (proportional to the square of the current) copper loss can take the iron loss and balance. その結果、さらに効率の向上が可能になる。 As a result, it is possible to further improve the efficiency. そこで、回転数が増加すると基準値を小さくし、弱め界磁を進めることが効果的である。 Therefore, to reduce the reference value when the rotational speed is increased, advancing the field weakening is effective.

【0140】 第2の実施例以下に、本発明の第2の実施例の永久磁石同期電動機1 [0140] The second embodiment will be described below, the permanent magnet synchronous of the second embodiment of the present invention the motor 1
00の制御装置について、図面を参照しながら説明する。 About 00 of the control device will be described with reference to the drawings. 発明の第2の実施例は、i dを強制的に変化させ、 Second embodiment of the invention, forcibly changing the i d,
最も効率が良くなるようにd軸電流i dを調整することができる制御装置である。 A control device which can most efficiently to adjust the d-axis current i d to be better.

【0141】図7は本発明の第2の実施例における永久磁石同期電動機100の制御装置の構成を示す全体図である。 [0141] FIG 7 is an overall view showing a configuration of a controller for a permanent magnet synchronous motor 100 in the second embodiment of the present invention. 第2の実施例では、第1の実施例に、変更タイミング出力手段250、d軸電流変更手段252、速度検出手段254、d軸電流更新手段256が付加されている。 In the second embodiment, the first embodiment, the change timing output means 250, d-axis current changing means 252, velocity detecting means 254, d-axis current updating means 256 is added. さらに、基準出力手段208、d軸電流指令手段2 Furthermore, reference output unit 208, d-axis current command means 2
10、およびq軸電流指令手段230は、第1の実施例の基準出力手段108、d軸電流指令手段110、およびq軸電流指令手段130とは異なる。 10 and the q-axis current command unit 230, differs from the reference output unit 108, d-axis current command unit 110 and the q-axis current command means 130, the first embodiment. 第1の実施例と同じ構成には、同じ番号を付し、説明を省略する。 The same structure as the first embodiment are denoted by the same numerals and description thereof is omitted.

【0142】図7に示される永久磁石同期電動機100 [0142] Permanent magnet synchronous motor shown in FIG. 7 100
の制御装置についてその動作を説明する。 The control apparatus for explaining the operation thereof.

【0143】変更タイミング出力手段250は、速度検出手段254が検出する同期電動機100の回転速度およびd軸電流から、同期電動機100が定常状態であると判断した場合、強制的にd軸電流を変化させる変更タイミングをd軸電流変更手段252に出力する。 [0143] changing timing output means 250, the rotational speed and the d-axis current of the synchronous motor 100 to the speed detecting means 254 detects if the synchronous motor 100 is determined to be in a steady state, forcibly changes the d-axis current and it outputs the change timing of the d-axis current changing means 252. ここで定常状態とは、回転速度およびd軸電流がある一定期間に一定範囲内である場合をいう。 Here, the steady state refers to the case in a certain period the rotation speed and the d-axis current is within a predetermined range. なお、d軸電流は、電流検出手段102が検出する。 Incidentally, d-axis current, the current detecting means 102 detects.

【0144】次に、q軸電流指令手段230およびd軸電流変更手段252が変更タイミング出力手段250からの指示を受けた場合、(数12)を満たすように合成電流値が一定に保持されたままd軸電流が減少する。 [0144] Next, when the q-axis current command unit 230 and the d-axis current changing means 252 receives an instruction from the changing timing output section 250, held in constant combined current value so as to satisfy the equation (12) Mom d-axis current is reduced. d
軸電流i dおよびq軸電流i qがサイン波の場合、合成電流値を一定に保持したままd軸電流を減少させることは、合成電流の指令値の位相を変化させることと等価である。 If the axis current i d and the q-axis current i q is a sine wave, causing the composite current value decreases the d-axis current while maintaining constant is equivalent to changing the phase of the command value of the composite current. d軸電流i dの比率が大きくなれば電流位相は進む。 d-axis current i d ratio is large accustomed if the current phase advances.

【0145】 [0145]

【数12】 [Number 12]

【0146】例えば、i q * =10A、i d * =6A(I * [0146] For example, i q * = 10A, i d * = 6A (I *
=11.66A)のとき、変更タイミング出力手段25 = 11.66A) When, changing timing output means 25
0が定常状態であると判断した場合、q軸電流指令手段230とd軸電流変更手段252は、i q * =10.12 If 0 is determined to be a steady state, q-axis current command unit 230 and the d-axis current changing means 252, i q * = 10.12
A、i d * =5.8A(I * =11.66A)のようにそれぞれ変化させる。 A, i d * = 5.8A ( I * = 11.66A) respectively varied as.

【0147】また、速度検出手段254は、すでに定常状態の回転速度を検出している場合を考える。 [0147] The speed detecting unit 254, a case that has already detects the rotational speed of the steady state. 速度検出手段254は、d軸電流i dを変化させた後の回転速度を検出する。 Speed detecting means 254 detects the rotational speed after changing the d-axis current i d. d軸電流更新手段256は、d軸電流i d d-axis current updating means 256, d-axis current i d
を変化させる前の回転速度とd軸電流i dを変化させた後の回転速度を比較する。 Comparing the rotational speed after changing the rotational speed and the d-axis current i d before changing the. d軸電流i dを変化させた後、回転速度が増加する場合には、d軸電流i dを変化させた後のd軸電流にd軸電流i dの指令値を変更する。 After changing the d-axis current i d, when the rotational speed is increased, it changes the command value of d-axis current i d to d-axis current after changing the d-axis current i d. なぜなら、このような状態では、d軸電流i dが同期電動機100に余分に供給され、効率が悪いからである。 This is because, in such a state, d-axis current i d is excessively supplied to the synchronous motor 100, because inefficient. なお、d軸電流更新手段256は、d軸電流変更手段252を介してd軸電流の指令値i d *を受け取る。 Incidentally, the d-axis current update means 256 receives the command value of d-axis current i d * through the d-axis current changing means 252.
また、d軸電流i dを変化させた後、回転速度が減少する場合には、電流指令手段136は、d軸電流i dを変化させる前のd軸電流i dをd軸電流i dの指令値として用いる。 Further, after changing the d-axis current i d, when the rotational speed decreases, the current command means 136, a d-axis current i d before changing the d-axis current i d of d-axis current i d used as a command value. なお、d軸電流i dの指令値を更新した場合は、更新したd軸電流i dの指令値が最適値であるか否かを継続して調べる必要がある。 Note that if the update command value of the d-axis current i d, the command value of the updated d-axis current i d is required to examine continuously whether the optimal value. 同様に、d軸電流i d Similarly, d-axis current i d
の1回目の変更で、回転速度が減少する場合であっても、d軸電流i dを増加して回転速度が増加するか否かを調べる。 By the first change, even when the rotational speed is decreased, by increasing the d-axis current i d checks whether or not the rotational speed increases.

【0148】回転速度が増加する場合には、d軸電流値i dの変更を継続する。 [0148] When the rotational speed is increased, it continues to change the d-axis current value i d. すなわち、d軸電流値i dが最適値となるまで変更してゆく必要がある。 That is, it is necessary to slide into changes to the d-axis current value i d is the optimum value. 変更動作中では、図7の電流指令手段136のスイッチは、電流指令手段136とd軸電流変更手段252とにつながっている。 In During change operation, the switch of the current command means 136 in FIG. 7, has led to the current command unit 136 and the d-axis current changing means 252.

【0149】また、d軸電流i dを増加させるような外部トルク指令等がない場合は、変更タイミング出力手段250は、d軸電流i dを変更する許可をd軸電流変更手段252に継続して与える。 [0149] Further, when there is no external torque command or the like, such as to increase the d-axis current i d is changed timing output means 250, and keeps the permission to change the d-axis current i d to d-axis current changing means 252 give Te. この場合、繰り返しd軸電流が更新される。 In this case, repeated d-axis current is updated.

【0150】なお、d軸電流i dを変更してから、同期電動機100の回転速度が十分変化するまでの時間遅れが比較的長い場合には、d軸電流i dを変更してから一定期間が経過した後(上記一定期間は、上記時間遅れより長い時間である)に同期電動機100の回転速度を判断すればよい。 [0150] In the case of change the d-axis current i d, the time delay until the rotational speed of the synchronous motor 100 is sufficiently changed is relatively long, a period of time after changing the d-axis current i d There after a lapse (the fixed period, a is longer than the time lag) may determine the rotational speed of the synchronous motor 100 to. 上述した動作によって、d軸電流更新手段256は最適なd軸電流i d *の指令値を求め出力することができる。 By the above-described operation, d-axis current updating means 256 can output seeking optimum d-axis current i d * of the command value.

【0151】ここで、変更タイミング出力手段250が定常状態であると判断し、かつ判断値出力手段106の判断値が正の場合には、基準出力手段208は、更新したd軸電流i d *の指令値に基づいて新たな基準値を出力する。 [0151] Here, it is determined that the change timing output means 250 is in a steady state, and if the determination value of the determination value output means 106 is positive, the reference output unit 208, updated d-axis current i d * outputting a new reference value based on the command value. 言い換えると、d軸電流i d *の指令値が減少した場合、基準出力手段208は、減少した量に応じて基準値を増加させる。 In other words, if the command value of the d-axis current i d * is decreased, the reference output unit 208 increases the reference value in accordance with the reduced amount. また逆に、d軸電流i d *の指令値が増加した場合、基準出力手段208は、増加した量に比例するように基準値を減少させる。 Conversely, if the command value of the d-axis current i d * is increased, the reference output unit 208 reduces the reference value to be proportional to the increased amount. なお、基準出力手段1 The reference output unit 1
08は、d軸電流変更手段252d軸電流更新手段25 08, d-axis current changing means 252d axis current updating means 25
6を介して同期電動機100の状態を示す信号を受け取る。 Receiving a signal indicating the state of the synchronous motor 100 via the 6.

【0152】次に、判断値出力手段106の判断値が負の場合について述べる。 [0152] Next, described if the determination value of the determination value output means 106 is negative. 非突極機の場合、d軸電流i d For non-salient pole machine, d-axis current i d
は、上述したように零あるいは予め設定された値でよい。 It may be zero or preset value as described above. しかし逆突極機の場合、弱め界磁領域でなくとも(数13)の第2項のリラクタンストルクを利用できるので、d軸電流i dが供給される。 However, in the case of the reverse salient pole machine, it is possible to utilize the reluctance torque of the second term of not be a field weakening region (number 13), d-axis current i d is supplied.

【0153】 [0153]

【数13】 [Number 13]

【0154】d軸電流更新手段256が、弱め界磁領域でない通常領域の動作において、d軸電流の指令値i d * [0154] d-axis current updating means 256, in the operation of the normal region is not the field weakening range, the command value of the d-axis current i d *
の変更値に基づき、(数14)の演算式の係数を変える場合について述べる。 Based on the change value describes the case of changing the coefficients of the arithmetic expression (Expression 14). d軸電流の指令値i d *が増加した場合は、(数14)のKを増加させ、d軸電流の指令値i d *が減少した場合は、Kを減少させる。 If the command value of the d-axis current i d * is increased, increasing K of Equation 14, the command value of the d-axis current i d * is if decreased, reducing the K. その場合、実際の制御動作について以下に述べる。 In that case, it will be described below actual control operation. d軸電流指令手段210が合成電流の指令値I *を計算する。 d-axis current command unit 210 calculates the command value I of the composite current *. q軸電流指令手段は、計算された合成電流の指令値I *およびd軸電流の指令値i d *を受け取る(図示されず)。 q-axis current command means, a command value i d of the command value I * and the d-axis current of the calculated combined current * receiving (not shown). q軸電流指令手段は、(数8)を用いて、計算された合成電流の指令値I *およびd軸電流の指令値i d *に基づいて、q q-axis current command means, based on the equation (8) using the command value i d of the command value I * and the d-axis current of the calculated combined current *, q
軸電流の指令値i q *を求める。 Obtaining a command value of the axis current i q *. なお、係数Kの値を変化させることによって、同期電動機の回転速度およびトルクが変化する。 Incidentally, by changing the value of the coefficient K, the rotational speed and torque of the synchronous motor is changed.

【0155】なお、通常領域とは、図14の斜線で示された領域である。 [0155] Incidentally, the normal region is a region indicated by oblique lines in FIG. 14. また、図14の斜線で示されていない領域は、弱め界磁制御を行うことによって新たに増加した動作領域である。 Also, area not indicated by oblique lines in FIG. 14 is an operating region in which increased newly by performing field weakening control.

【0156】 [0156]

【数14】 [Number 14]

【0157】後の動作は、第1の実施例と同様であるので説明を省略する。 [0157] Operation after will be omitted because it is similar to the first embodiment.

【0158】上述したように、同期電動機100の定常状態を判断してd軸電流i dを最適値に調整する手段を付加することによって、経時変化や環境変化に対しても高効率な運転が可能な制御装置が実現できる。 [0158] As described above, by adding a means for adjusting the optimum value d-axis current i d to determine the steady state of the synchronous motor 100, the efficient operation against aging and environmental change possible control device can be realized.

【0159】なお、逆突極機では、通常領域のd軸電流i dを変更する場合、よく利用されるトルクであることが望ましい。 [0159] In the reverse salient pole machine, to change the d-axis current i d of the normal region, it is desirable that the torque is often used. さらに、変更タイミング出力手段250もそのことが考慮されていることが望ましい。 Further, it is desirable that it is contemplated that its also changing timing output means 250. なぜなら、 This is because,
あまり使用しない動作点でd軸電流i dの変更を行っても意味がないからである。 There is no sense to make changes of the d-axis current i d a less does not use the operating point.

【0160】なお、非突極機の通常領域では、d軸電流i dが設定された零近傍からあまり変動しないので、d [0160] In the normal area of the non-salient machine, does not vary much from near zero to the d-axis current i d is set, d
軸電流i dを変更する必要がないため変更タイミング出力手段250は通常領域で変更タイミングを出力しない。 Changing timing output means because there is no need to change the axis current i d 250 does not output the change timing in the normal region.

【0161】また、d軸電流i dの最小値は、弱め界磁を行わない場合のd軸電流i dの値であり、逆突極機では零でない。 [0161] The minimum value of d-axis current i d is the value of d-axis current i d of the case without the field weakening, not zero in the reverse salient pole machine.

【0162】 第3の実施例本発明の第3の実施例の永久磁石同期電動機100の制御装置について、図面を参照しながら説明する。 [0162] The control device of the third embodiment the third embodiment the permanent magnet synchronous motor 100 of the present invention will be described with reference to the drawings. 本発明の第3の実施例は、テーブル等で設定されたd軸電流i A third embodiment of the present invention, d-axis current i that is set in a table or the like
dの初期値を用いることによって、応答性を向上させた、永久磁石同期電動機100の制御装置である。 By using the initial value of d, with improved responsiveness, a controller for a permanent magnet synchronous motor 100.

【0163】図8は、本発明の第3の実施例における永久磁石同期電動機100の制御装置の構成を示す全体図である。 [0163] Figure 8 is an overall view showing a configuration of a controller for a permanent magnet synchronous motor 100 in the third embodiment of the present invention. 第3の実施例は、上記第1の実施例に、電流初期値出力手段340、速度検出手段254、およびq軸電流変化量手段370を付加したものである。 The third embodiment to the first embodiment is obtained by adding the initial current value output unit 340, velocity detecting means 254 and the q-axis current variation unit 370,. さらに、 further,
d軸電流指令手段310は、第1の実施例のd軸電流指令手段110とは異なる。 d-axis current command section 310 are different from the d-axis current command unit 110 of the first embodiment. 第1の実施例と同じ構成には、同じ番号を付し、説明を省略する。 The same structure as the first embodiment are denoted by the same numerals and description thereof is omitted.

【0164】図8に示すように構成された永久磁石同期電動機100の制御装置について、その動作を以下に説明する。 [0164] The controller for a permanent magnet synchronous motor 100 configured as shown in FIG. 8, the operation thereof will be described below.

【0165】外部から入力されるq軸電流の指令値が予め設定した値以上に大きい場合、電流初期値出力手段3 [0165] When the command value of q-axis current supplied from the outside is larger than a preset value, the current initial value output means 3
40は、外部からのq軸電流の指令値と速度検出手段3 40, the command value of q-axis current from the outside and the speed detecting means 3
54が出力した回転速度とに対応する、テーブル等で予め与えられる値に基づいてd軸電流の指令の初期値i d _ 54 corresponds to the rotational speed and output, the initial value of the command of the d-axis current based on the value given in advance in a table or the like i d _
* iniを出力する。 * And outputs the ini.

【0166】ここで、電流初期値出力手段340は、 [0166] In this case, the current initial value output means 340,
(数2)に従って、速度検出手段254が検出した回転数およびトルクから計算したd軸電流i dを出力する。 According equation (2), and outputs a d-axis current i d to the speed detection means 254 is calculated from speed and torque detected.

【0167】なお、d軸電流i dは、(数2)等の計算式に基づいてリアルタイムで演算した値、または実際に端子電圧や温度など様々データを基づいて実験によって求めた値を用いても良い。 [0167] Incidentally, d-axis current i d, using the value determined experimentally on the basis of various data such as the calculated value or actual terminal voltage and temperature, in real time based on the calculation formula such as (Equation 2) it may be.

【0168】d軸電流指令手段310は、電流初期値出力手段340から出力される値をd軸電流値の初期値として用いる。 [0168] d-axis current command unit 310 uses the value output from the current initial value output section 340 as an initial value of d-axis current value. d軸電流指令手段310は、第1の実施例のd軸電流指令手段110と同様に、判断値が正の場合、前記d軸電流を増加あるいは保持する。 d-axis current command section 310, like the d-axis current command unit 110 of the first embodiment, if the determination value is positive, increases or hold the d-axis current. また、判断値が負の場合、d軸電流指令手段310は、d軸電流を減少あるいは保持する。 Further, if the determination value is negative, the d-axis current command means 310, reduce or hold the d-axis current.

【0169】テーブル等で予め設定されたd軸電流i d [0169] preset in a table or the like d-axis current i d
の初期値i d _iniを用いることによって、d軸電流が同期電動機100を動作させるのに最適なd軸電流に収束する時間を短縮させることができる。 By using the initial value i d _INI, it is possible to shorten the time d-axis current to converge to the optimum d-axis current to operate the synchronous motor 100.

【0170】また、必要とされるq軸電流の指令値i q * [0170] In addition, the q-axis current required command value i q *
を実現する時間が短縮され同期電動機100の応答性が向上する。 It reduces the time to realize that improves the response of the synchronous motor 100.

【0171】また、q軸電流変化量手段370は、q軸電流指令手段からのq軸電流の指令値を受け取り、現時点から少なくとも2つ前のq軸電流の指令値を保持していてもよい。 [0171] In addition, the q-axis current variation unit 370 receives a command value of q-axis current from the q axis current command section may hold a command value for at least two previous q-axis current from the current time . q軸電流の外部からの指令値の変化の設定値を低く設定し、H an >0の場合に、q軸電流変化量{i q * (i-1)−i q * (i-2)}を用いて、d軸電流指令値手段310が、以下の式でd軸電流を求めることができる。 set low set value of the change in the command value from the outside of the q-axis current, in the case of H an,> 0, q-axis current variation {i q * (i-1 ) -i q * (i-2) using}, the d-axis current command value means 310, it is possible to obtain the d-axis current by the following equation.

【0172】 i d * (i)=i d * (i-1)+K・H an +K q・{i q * (i-1)−i q * (i-2)} 同様にi q *の変化量に応じて、d軸電流i d *を与えるので速度の応答性が向上する。 [0172] i d * (i) = i d * (i-1) + K · H an + K q · {i q * (i-1) -i q * (i-2)} Similarly i q * of depending on the amount of change, the responsiveness of the speed is improved because it gives the d-axis current i d *.

【0173】 第4の実施例本発明の第4の実施例の永久磁石同期電動機100の制御装置について、図面を参照しながら説明する。 [0173] The control device of the fourth embodiment The fourth embodiment the permanent magnet synchronous motor 100 of the present invention will be described with reference to the drawings. 本発明の第4の実施例は、同期電動機100が回生するときのd軸電流i dが変化する割合を、同期電動機100が力行するときのd軸電流i dが変化する割合より大きくする。 Fourth embodiment of the present invention, the d-axis current i ratio d is changed when the synchronous motor 100 is regenerated, greater than d-axis current i ratio d is changed when the synchronous motor 100 is the power running. このことにより、第4の実施例は、d軸電流i dが最適となる時間を短縮することができ、さらに、同期電動機100に急ブレーキがかからないような安全に制御することができる。 Thus, the fourth embodiment can reduce the time d-axis current i d is optimized, further can be safely controlled such that sudden braking is not applied to the synchronous motor 100.

【0174】初めに、回生と力行とについて説明する。 [0174] First, a description regeneration and power running and about.

【0175】上述したように、力行とは、電動機が機械出力を発生している状態である。 [0175] As described above, the power running is a state where the motor is generating machine output. 言い換えると、電源の電力が電動機に供給されている状態である。 In other words, a state in which the power supply is supplied to the electric motor. バッテリを使っているときは、バッテリを放電している状態である。 When running on battery, a state in which discharging the battery. また、回生とは、電動機が機械エネルギーを電気エネルギーに変換している状態である。 Moreover, regeneration is a state where the electric motor is converted to mechanical energy to electrical energy. 言い換えると、電源に電力が入力されている状態である。 In other words, a state where the power supply is input. バッテリを使っているときは、バッテリを充電している状態である。 When you are using the battery, it is a state in which to charge the battery. 回生のq軸電流i qの符号は、力行のq軸電流i qの符号と逆になる。 Sign of regeneration of the q-axis current i q will sign opposite powering the q-axis current i q. 従って、図9に示すように、誘起電圧ωψとR・iqとは逆向きのベクトルとなる。 Accordingly, as shown in FIG. 9, the vector of the direction opposite to the induced voltage ωψ and R · iq.

【0176】次に、同期電動機100が高速回転しており、d軸電流i dが小さいときを考える。 [0176] Next, the synchronous motor 100 is rotated at a high speed, consider the case d-axis current i d is small. この場合、合成した電圧値Vは、電圧制限円の外側にあり、安定に存在することはできない(図9(a))。 In this case, the synthesized voltage V is outside the voltage limit circle, it is impossible to stably exist (FIG. 9 (a)). q軸電流i qが指令された値より多く流れることによって、誘起電圧ωψと逆向きのベクトルR・iqとが大きくなり、合成した電圧値がV制限円の中に入いる。 By q-axis current i q flows more than the command value, and the vector R · iq induced voltage ωψ and reverse increases, synthesized voltage value are input into the V limit circle. このようにして、指令した値よりも大きなq軸電流i qが流れる(図9(b))。 In this way, it flows a large q-axis current i q than the command value (FIG. 9 (b)). ここで、電動機が回生しているとき、q軸電流の指令値とは負のトルクの指令値を意味する。 Here, when the electric motor is regenerative, the command value of q-axis current means the command value of the negative torque. つまり、指令した負のトルクは実現されない。 In other words, the negative torque command is not implemented. 言い換えると、指令した値よりも大きな負のトルクが発生し、電動機にブレーキがかかる。 In other words, a large negative torque than the command value is generated, the brake is applied to the electric motor. 電動機にブレーキがかかる状態を回避するためには、十分な大きさのd軸電流i dを電動機に流してやればよい(図9(c))。 In order to avoid the brake is applied to the motor may do it by passing a d-axis current i d of sufficient magnitude to the electric motor (FIG. 9 (c)). 電動機が力行する場合と同じように、d軸電流i dは電圧制限円に戻るために最小限の電流でよく、d軸電流i dを最小限の値以上に与えるとd As if the motor is powering, the d-axis current i d may with minimal current to return to the voltage limit circle, given a d-axis current i d to the above minimum value d
軸電流i dを流すことにより発生する銅損によって効率が悪くなる。 Less efficient by copper loss generated by passing the axis current i d.

【0177】図10は、本発明の第4の実施例の構成を示す全体図である。 [0177] Figure 10 is an overall view showing a configuration of a fourth embodiment of the present invention. 第4の実施例は、第1の実施例に、 The fourth embodiment, the first embodiment,
力行回生判断手段420、変化割合出力手段422を付加したものである。 Powering regeneration determination means 420 is obtained by adding the change rate output unit 422. 上記付加した手段以外は、第1の実施例で述べたものと同様である。 Except the above means adding is the same as that described in the first embodiment.

【0178】第1の実施例と同じ構成には、同じ番号を付し、説明を省略する。 [0178] The same structure as the first embodiment are denoted by the same numerals and description thereof is omitted.

【0179】第1の実施例と同様に判断値が求められ、 [0179] determination value as in the first embodiment is obtained,
求められた判断値によって(数15)の演算がd軸電流指令手段110で行われる。 By the obtained determination value calculation (Equation 15) is performed by the d-axis current command unit 110.

【0180】 [0180]

【数15】 [Number 15]

【0181】ところで、i d *が変化する割合は、(数1 [0181] By the way, the percentage of the i d * changes, (number 1
5)中の予め設定された一定値K1、K2によって決定されてもよい。 5) preset fixed values ​​in K1, K2 may be determined by. なお、これらの値は、以下のように決定されてもよい。 These values ​​may be determined as follows.

【0182】力行回生判断手段420は、同期電動機1 [0182] powering regeneration determining means 420, the synchronous motor 1
00の運転状態が力行であるのか回生であるのかを判断し、判断した運転状態を変化割合出力手段422に入力する。 00 operating condition to determine whether the a regenerative whether in the powering, and inputs the determination to operating conditions to change the rate output unit 422.

【0183】具体的には、後述のq軸電流指令手段13 [0183] Specifically, below the q-axis current command means 13
0によって指令されたq軸電流の指令値i q *の符号が正の場合には力行と判断し、負の場合には回生と判断する。 Command value i q * the sign of the commanded q-axis current by 0, it is determined that power running in the case of positive, it is determined that the regeneration in the case of negative.

【0184】そして、変化割合出力手段422は、力行の時には力行のためのK1、K2を出力し、回生の時には回生のためのK1、K2を出力し、d軸電流指令手段11 [0184] Then, the change ratio output unit 422, when the power running outputs K1, K2 for powering, when the regeneration outputs K1, K2 for regeneration, d-axis current command means 11
0に入力する。 Input to 0. 具体的には、K1、K2をテーブルで与えればよい。 Specifically, it may be given the K1, K2 in the table.

【0185】このように、電動機の運転状態によってd [0185] d In this way, depending on the operating state of the electric motor
軸電流の指令値i d *の変化する割合を変えることにより、現実に即した同期電動機100の弱め界磁制御を実現することができる。 By varying the rate of change of the command value i d * axis current, it is possible to realize the field-weakening control of the synchronous motor 100 realistic. なお、力行および回生のK1、K2 Incidentally, the power running and regenerative K1, K2
のそれぞれは、電流制限値の1/100から1/2の値をとる。 Each take 1/100 to 1/2 of the value of the current limiting value. この電流制限値Imは、半導体スイッチQ1〜 The current limit value Im is a semiconductor switch Q1~
Q6に最大に流すことができる電流または各配線に最大に流すことができる電流等によって定まる。 Determined by the current or the like can flow to the maximum current or the wires can flow maximized Q6. また、d軸電流の指令値の最大値i d * maxとは、Im・sin60°≦i Further, the maximum value i d * max of the command value of the d-axis current, Im · sin60 ° ≦ i
d * max≦Im・sin90°の値である。 d * is the value of the max ≦ Im · sin90 °. また、d軸電流の指令値の最小値i d * minとは、Im・sin0°≦i d * min≦Im Also, the minimum value i d * min of the command value of the d-axis current, Im · sin0 ° ≦ i d * min ≦ Im
・sin40°の値である。 · Sin40 is the value of °.

【0186】また、変化割合を次式で与えてもよい。 [0186] In addition, the rate of change may be given by the following equation.

【0187】変化割合Kは、 K=K 0・{i d * (i-1)−i d * (i-2)}/{H an (i-1)−H a (i-2)} と表せる。 [0187] change ratio K is, K = K 0 · {i d * (i-1) -i d * (i-2)} / {H an (i-1) -H a (i-2)} and it can be expressed.

【0188】ただし、H an >0となった初回は、Kを演算することができないので、K=K minとする(K min [0188] However, the first time that has become H an> 0 is, it is not possible to calculate the K, and K = K min (K min <
0 <1)。 K 0 <1).

【0189】すなわち、現在のH anに対するd軸電流i [0189] That is, d-axis current i for the current H an,
dの影響度合いを演算し、その値を変化割合として用いることによって、必要なd軸電流i dを迅速に得ることができる。 calculates the degree of influence of d, by using that value as the change rate, it is possible to obtain the required d-axis current i d quickly.

【0190】ここで、変化割合は、制御系のゲインに相当し、変化割合を大きくすることは整定時間が短くなるようにゲイン設定をすることを意味する。 [0190] Here, the change ratio is equivalent to the gain of the control system, to increase the change rate means that the gain set so settling is shortened. すでに述べたように、PID等の制御手法を用いても変化割合Kを同様に設定できることは言うまでもない。 As already mentioned, it can of course be similarly set the change rate K be a control method such as PID.

【0191】すでに述べたように、必要に応じてd軸電流i dを同期電動機100に素早く加えなければ応答性が劣化する。 [0191] As already mentioned, responsive unless rapid addition d-axis current i d to the synchronous motor 100 is deteriorated as needed. d軸電流i dを加えすぎると、効率が悪くなるが応答性の劣化はない。 Too added d-axis current i d, the efficiency is poor but not the response of the deterioration. 効率が悪くなっても、俊敏な応答性を得たい場合は、d軸電流i dが増加する場合の変化割合を、i dが減少する場合の変化割合より大きく設定すればよい。 Even efficiency becomes worse, if it is desired to obtain a quick response property, the change ratio when the d-axis current i d is increased, may be larger than the rate of change in the case where i d is reduced. このことによって、応答性の良い制御装置が得られる。 Thereby, good response control device can be obtained.

【0192】しかしながら、例えば、同期電動機100 [0192] However, for example, synchronous motor 100
に与えることができるエネルギ量が少ないとき、応答性が悪くなっても、高い効率で同期電動機100を運転したい。 When a small amount of energy can be given to, even worse the response, I want to drive a synchronous motor 100 with high efficiency.

【0193】この場合、d軸電流i dが増加する場合の変化割合を、i dが減少する場合の変化割合より小さく設定すればよい。 [0193] In this case, the change ratio when the d-axis current i d is increased, may be set smaller than the change rate in the case where i d is reduced.

【0194】このように、必要な状態に応じて、応答性重視と効率重視の設定を切り換えることができる。 [0194] Thus, according to the required state, it is possible to switch the setting of the response priority and efficiency-oriented.

【0195】また、応答性重視と効率重視の設定を切り換えるために、第4の実施例は、外部スイッチを備えていてもよい。 [0195] In order to switch the setting of the response priority and efficiency-oriented, the fourth embodiment may be provided with an external switch.

【0196】また、外部スイッチの状態を連続的または断続的に切り換えることによってd軸電流の指令値の変化する割合を変化させ、容易に好みの応答速度を得ることも可能である。 [0196] Further, by changing the change rate of the command value of the d-axis current by switching the state of the external switch continuously or intermittently, it is possible to easily obtain a response speed preference. なお、外部スイッチは、使用者によって操作される。 The external switch is operated by the user.

【0197】また、q軸電流の指令値(指令速度)を変化させても、d軸の変化割合を変化させた場合と同様の効果を得ることは言うまでもない。 [0197] Also, by changing the command value of q-axis current (command speed), it goes without saying that the same effect as the case of changing the rate of change of the d-axis.

【0198】すでに述べたが、同期電動機100の高速回転域において、d軸電流i dが少なく、同期電動機1 [0198] As already mentioned, in the high speed range of the synchronous motor 100, less d-axis current i d, synchronous motor 1
00が力行する場合、q軸電流i qが流れず、必要とされるトルクを出力することができない。 If 00 is power running, it does not flow q-axis current i q, can not output the torque required. 一方、同期電動機が回生する場合、q軸電流i qが流れすぎ、急激(1 On the other hand, if the synchronous motor is regenerative, too flow q-axis current i q, rapid (1
秒以内に)に負のトルクが発生する。 Negative torque is generated in) within seconds. 急激な負のトルクの発生は、同期電動機に急激なブレーキをもたらす。 Rapid generation of negative torque, resulting in an abrupt brake to the synchronous motor. 同期電動機が運転されているとき、同期電動機の回転に急激にブレーキがかかることは、たいへん危険である。 When the synchronous motor is operated rapidly the brake is applied to the rotation of the synchronous motor is very dangerous. 同期電動機を安全に運転するために、回生の場合、d軸電流i d *の変化割合を大きくする。 To operate safely synchronous motor, if the regeneration, increasing the d-axis current i d * rate of change. このことによって、俊敏に、十分な大きさのd軸電流idが同期電動機に流れるようになり、急激なブレーキがかかることを防ぐことができる。 Thereby, agile, d-axis current id of sufficient magnitude is now flowing through the synchronous motor, it is possible to prevent the take sudden braking. 従って、同期電動機が安全に回転する。 Accordingly, the synchronous motor is safely rotate.

【0199】(数3)において、基準e refを大きく設定すると判断値H anは小さくなる。 [0199] In equation (3), determination value H an, and a reference e ref is set large is small.

【0200】そして、(数15)の演算によって求められるd軸電流の指令値i d *は小さい値に落ちつく。 [0200] Then, it settles the command value i d * is small value of d-axis current obtained by the calculation of equation (15). 反対に、基準e refを小さく設定すると判断値H anは大きくなる。 Conversely, the reference e ref Decrease determination value H an, and sets the greater. これは、基準e refの設定によってd軸電流の指令値i d *の落ちつく値が制御されることを示している。 This command value i d * of settled value of d-axis current by setting the reference e ref indicates to be controlled.
そのため、基準e refが大きく設定されると、i d *が流れにくい高効率な制御ができる。 Therefore, when the reference e ref is set larger, i d * can highly efficient control difficult flow. 一方、基準e refが小さく設定されると、d軸電流の指令値i d *が多く流れトルク指令に忠実な制御ができる。 On the other hand, when the reference e ref is set small, it is faithful control the command value i d * Many flows torque command d-axis current. そこで、力行の場合は基準e refを大きく設定し、同期電動機100が高効率に制御される。 Therefore, when the power running is set to a large reference e ref, the synchronous motor 100 is controlled with high efficiency. 回生の場合は基準e refを小さく設定することによって、トルク指令に忠実な、つまり急にブレーキがかからないように、同期電動機100が制御される。 By For regeneration to set small the reference e ref, faithful to the torque command, so not applied i.e. in sudden braking, synchronous motor 100 is controlled.

【0201】図2および図9に示すように、力行の場合のq軸電流i qの符号は、回生の場合のq軸電流iqの符号と異なる。 [0201] As shown in FIGS. 2 and 9, the sign of the q-axis current i q in the case of power running is different from the sign of the q-axis current iq in the case of regeneration. そして、運転状態が変わったときにはq軸電流i qの符号が変わり、最小限必要とされるd軸電流i dが一瞬のうちに変化する。 Then, when the operating state changes changes the sign of the q-axis current i q, d-axis current i d to be the minimum required to change in a moment. 実際は、図2および図9 In fact, FIG. 2 and FIG. 9
から分かるように、R・i qに着目すると力行のとき必要とされるd軸電流i dよりも回生のとき必要とされるd As can be seen from, d is needed when the regenerative than the d-axis current i d to be required when the power running and focusing on R · i q
軸電流i dのほうが少ない。 It is less towards the axis current i d.

【0202】そのため、力行から回生に前記運転状態が変化したときは、最小限必要とされるd軸電流i dが減少し、回生から力行に前記運転状態が変化したときは、 [0202] Therefore, when said operating state changes from power running to regeneration, minimum The required d-axis current i d is decreased, when said operation state is changed from the regeneration to power running,
最小限必要とされるd軸電流i dは増加する。 D-axis current i d to be the minimum required increases. このようなd軸電流i dの変化に迅速に対応するためには、運転状態が変化したときに、演算式やテーブルなどに基づいてd軸電流の指令値i d *を変化させることが必要である。 To respond quickly to changes in such d-axis current i d, when the operating state changes, arithmetic expressions and tables, etc. necessary to change the command value i d * of the d-axis current based on it is.

【0203】具体的には(数16)のような演算を行う。 [0203] More specifically perform operations such as (Expression 16).

【0204】 [0204]

【数16】 [Number 16]

【0205】ここで、Ka、Kbは比例定数であり、ω 0 [0205] In this case, Ka, Kb is a proportionality constant, ω 0
は弱め界磁制御をしないときの最大回転数である。 The maximum rotational speed when no field-weakening control is. なお、(数17)のような演算を用いてもよい。 It is also possible to use a calculation such as (Equation 17).

【0206】 [0206]

【数17】 [Number 17]

【0207】ここで、d軸電流の新指令値i d * newは、 [0207] In this case, the new command value i d * new d-axis current,
運転状態が変化した後に新たに設定されるd軸電流の指令値i d *である。 Which is a command value i d * of the d-axis current to be newly set after the operating state has changed. d * prevは運転状態が変化する前のd i d * prev is before the operating state to change d
軸電流の指令値i d *である。 Command value of the axis current i d * is. q * prevは、運転状態変化前のq軸電流の指令値i q *である。 i q * prev is a command value i q of the q-axis current before operating condition changes *. q * nowは、運転状態変化後のq軸電流の指令値i q *である。 i q * now is a command value i q of the q-axis current after operating condition changes *. また、Kc、 In addition, Kc,
Kdは定数である。 Kd is a constant. このような設定を行うことにより、 By performing such setting,
運転状態の変化に対して、d軸電流i dを迅速に応答させることができる。 To changes in operating conditions, it is possible to quickly respond to the d-axis current i d.

【0208】なお、(数16)および(数17)などを用いて、d軸電流の指令値i d *を変化させるのは、運転状態が変化した後1回のみである。 [0208] Incidentally, by using a (number 16) and (Equation 17), to vary the command value of the d-axis current i d * is only once after the operating state has changed. 2回目以降では、d In the second and subsequent times, d
軸電流の指令値i d *は(数15)を用いて決定される。 Command value of the axis current i d * is determined using the equation (15).

【0209】すでに、逆突極ロータに関しては、総合d [0209] already, with respect to the reverse salient pole rotor, comprehensive d
軸電流の指令値i d * =リラクタンストルク分のd軸電流の指令値i d * +弱め界磁分のd軸電流の指令値i d *で与えられることはすでに述べた。 Command value of the axis current i d * = it was already mentioned given by the command value of the reluctance torque portion of d-axis current i d * + command value of the d-axis current of the weak field磁分i d *. (同期電動機100の安定は、力行のd軸電流変化割合と制動トルクの許容値とに影響されるが、同期電動機100はほぼ安定に動作する)。 (Stability of the synchronous motor 100, is affected to a d-axis current rate of change of the power running and the allowable value of the braking torque, synchronous motor 100 operates substantially stable).

【0210】しかし、トルク指令であるq軸電流の指令値i q *が小さくなると、リラクタンストルク分のd軸電流の指令値i d *が小さくなる。 [0210] However, when the command value i q * of the q-axis current and the torque command is reduced, the command value i d of the reluctance torque portion of the d-axis current * decreases. その結果、総合d軸電流の指令値i d *が小さくなる。 As a result, the command value i d of the total d-axis current * decreases. そこで、弱め界磁領域で、 Therefore, in the field weakening range,
q *が大きい所から減少してゆき回生に急激に変化する場合に制動トルクの許容値が小さいと制動トルク許容値をオーバーする恐れがある。 i q * is likely to be over the permissible value of the braking torque is smaller braking torque permissible value if the sudden change in the regenerative Yuki decreases from where large. そのため、q軸電流の指令値i q *が、急激に小さくなる場合、q軸電流の指令値i If therefore, the command value of q-axis current i q * becomes rapidly smaller, the command value of q-axis current i
q *に連動して、d軸電流の指令値i d *が急激に減少するのを抑える。 in conjunction with q *, it suppresses the command value of d-axis current i d * decreases rapidly. すなわち、リラクタンストルク分のd軸電流の指令値i d *は減少せず、弱め界磁分のd軸電流の指令値i d *のみ減少するように、制御装置に動作させる。 That is, the command value of the reluctance torque portion of d-axis current i d * is not reduced, so as to reduce only the command value of d-axis current of the weak field磁分i d *, operating the control device.
このことによって、総合d軸電流の指令値i d *が急激に減少することを避けることができる。 This makes it possible to prevent the command value i d of the total d-axis current * decreases rapidly. また、同期電動機100を安全に動作させる許容値内で、制動トルクが発生する。 Also within tolerance to safely operate the synchronous motor 100, the braking torque is generated.

【0211】また、リラクタンストルクを利用できるロータ構造において、力行回生判断手段420が回生を出力している場合を考える。 [0211] Further, in the rotor structure that can utilize the reluctance torque, consider the case where power running regeneration decision means 420 outputs a regeneration. 例えば、弱め界磁分のd軸電流が同期電動機100に供給されている場合は、d軸電流によって、リラクタンス制動トルクが発生する。 For example, if the d-axis current of the weak field 磁分 is supplied to the synchronous motor 100, the d-axis current, the reluctance braking torque is generated. そこで、一定の制動トルクを同期電動機100に与えたい場合は、リラクタンス制動トルクを得るために新たにd軸電流として使用される量だけ、q軸電流の量を少なく(q軸電流の振幅を小さく)与えることによって一定の制動トルクが得られ、安定した運転が実現する。 Therefore, if you want to give a constant braking torque synchronous motor 100 by an amount that is newly used as a d-axis current in order to obtain a reluctance braking torque, reduce the amount of q-axis current (q-axis current amplitude smaller ) constant braking torque can be obtained by providing, to achieve stable operation.

【0212】 第5の実施例本発明の第5の実施例について図面を参照しながら説明する。 [0212] be described with reference to the drawings, a fifth embodiment of the fifth embodiment the present invention.

【0213】本発明の第5の実施例は、制動トルクによって発生する回生電流を多く得ることができ、高効率化が可能な永久磁石同期電動機100の制御装置である。 Fifth embodiment of [0214] the present invention can be obtained much regenerative current generated by the braking torque, a controller for a permanent magnet synchronous motor 100 capable of high efficiency.

【0214】図11は、本発明の第5の実施例の構成を示すブロック図である。 [0214] Figure 11 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention. 第5の実施例は、第4の実施例に速度検出手段254を付加し、変化割合出力手段42 In the fifth embodiment, by adding the velocity detecting means 254 in the fourth embodiment, the change ratio output means 42
2、電流検出手段102、誤差出力手段104、判断値出力手段106、基準出力手段108を削除したものである。 2, the current detector 102, the error output means 104, determination value output means 106, is obtained by deleting the reference output unit 108. また、第5の実施例のq軸電流指令手段530 Further, q-axis current command unit 530 of the fifth embodiment
は、第4の実施例のq軸電流指令手段130と異なる。 It is different from the q-axis current command means 130 of the fourth embodiment.

【0215】以上のように構成された永久磁石同期電動機100の制御装置についてその動作を説明する。 [0215] The controller for a permanent magnet synchronous motor 100 configured as described above will be described the operation. 第5 Fifth
の実施例では、フィードバック制御を行わず、d軸電流i d * 、q軸電流i q *をテーブル等で与えることによって、同期電動機100が制御される。 In the embodiment, without performing feedback control, d-axis current i d *, by providing a q-axis current i q * on the table or the like, the synchronous motor 100 is controlled.

【0216】すでに述べた実施例と異なる所は、d軸電流指令手段510がq軸電流指令手段530から出力されるq軸電流の指令値i q *および速度検出手段254から出力される回転数に基づいてd軸電流の指令値i d *をテーブルや演算式で与えることである。 [0216] Already embodiment described differs from the rotation speed of the d-axis current command unit 510 is outputted from the command value i q * and the speed detection means 254 of the q-axis current outputted from the q axis current command section 530 it is to give the command value of the d-axis current i d * in the table or an arithmetic expression based on.

【0217】ここで、力行回生判断手段420が、回生を出力し、弱め界磁を発生させない場合、d軸電流の指令値を零にし、あるいは力行のd軸電流の指令値の符号とは、逆の符号でd軸電流の指令値を出力する。 [0217] Here, the power running regeneration decision means 420 outputs a regeneration, if not generated field weakening, and the sign of the command value of the d-axis command value to zero current, or the power running of the d-axis current, It outputs a command value of the d-axis current in the opposite sign. 第5の実施例は、リラクタンストルクを利用できる構造の同期電動機の場合に有効である。 The fifth embodiment is effective when the synchronous motor structure that can utilize the reluctance torque. なぜなら、(数13)から明らかなように回生の場合、i q <0、i d <0とすると、第1項のマグネットトルクは制動トルクとして働く。 This is because, when the regeneration as is clear from equation (13), when i q <0, i d < 0, the magnet torque of the first term acts as a braking torque. しかし、リラクタンストルクは力行に働くこととなる。 However, the reluctance torque so that the work on the power running. その結果、総合制動トルクが小さくなり、制動トルクに対する回生電流を多くすることができる。 As a result, total braking torque is reduced, it is possible to increase the regenerative current to brake torque.

【0218】なお、第5の実施例では、フィードバック制御を用いていないが、上述した制御は、フィードバック制御においても適用できることは言うまでもない。 [0218] In the fifth embodiment, although not using the feedback control, the control described above, it is needless to say that can be applied in the feedback control. すなわち、判断値出力手段が出力する値が負の場合、弱め界磁領域でないとみなし、同様にd軸電流の指令値を零にし、あるいは力行のd軸電流の指令値の符号とは、逆の符号でd軸電流の指令値を出力する。 That is, if the value output by the determination value output means is negative, it is regarded as not field weakening region, similarly to the zero command value of the d-axis current, or the sign of the command value for the power running of the d-axis current is reversed It outputs a command value of the d-axis current in the code.

【0219】判断値出力手段が出力する値が正の場合、 [0219] If the value judgment value output means to output is positive,
制動トルクを制御するために、i d >0とすることはすでに述べた通りである。 To control the braking torque, it is as already mentioned to i d> 0.

【0220】 第6の実施例次に、本発明の第6の実施例について、図面を参照しながら説明する。 [0220] Example of a sixth Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 本発明の第6の実施例は、同期電動機1 Sixth embodiment of the present invention, the synchronous motor 1
00に供給される電圧を測定し、その電圧をもとにd軸電流の指令値の最大値を決定し、高効率化が可能な永久磁石同期電動機100の制御装置である。 The voltage supplied to the 00 measured, the voltage determines the maximum value of the command value of the d-axis current based on a control device of high efficiency capable permanent magnet synchronous motor 100.

【0221】図12は、本実施例電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。 [0221] Figure 12 is a block diagram showing a configuration of a control device of the present embodiment the electric motor. 第6の実施例は、第1の実施例に電圧測定手段640とd軸電流最大値出力手段6 In the sixth embodiment, the voltage to the first embodiment the measuring means 640 and the d-axis current maximum value output means 6
42を付加したものである。 42 is obtained by adding a. 付加した手段を除く手段は、第1の実施例で述べたものと同様である。 Means for excluding the added unit is the same as that described in the first embodiment. そこで、 there,
同様の動作を行うものについては説明を省略する。 For those performing the same operation will be omitted. 図1 Figure 1
2に示される第6の実施例の動作を以下に説明する。 The operation of the sixth embodiment shown in 2 will be described below.

【0222】同期電動機100に供給される電圧Vを電圧測定手段640によって測定し、出力する。 [0222] measure the voltage V to be supplied to the synchronous motor 100 by the voltage measuring means 640, and outputs. そして、 And,
電圧Vはd軸電流最大値出力手段642に入力される。 Voltage V is input to the d-axis current maximum value output unit 642.
d軸電流最大値出力手段642では電圧Vからd軸電流最大値i d * maxを演算し、出力する(i d * maxは、後述する(数18)等で計算される)。 calculates the d-axis current maximum value i d * max from d-axis current maximum value output unit 642 in the voltage V, the output is (i d * max is calculated by later-described equation (18), etc.). なお、図4に示すインバータの端子aと端子bとの間の電圧を測定しても、電圧Vは得られる。 Even by measuring the voltage between the terminals a and b of the inverter shown in FIG. 4, the voltage V is obtained.

【0223】そして、d軸電流最大値i d * maxはd軸電流指令手段110に入力され、(数6)の演算をするときに用いられる。 [0223] Then, the d-axis current maximum value i d * max is input to the d-axis current command means 110, used when the operation of the equation (6).

【0224】以降の動作は、第1の実施例と同様であり省略する。 [0224] The subsequent operation is omitted are the same as in the first embodiment.

【0225】以上のように、同期電動機100に供給される電圧によって、d軸電流の指令値の最大値を変化させることができる。 [0225] As described above, the voltage supplied to the synchronous motor 100, it is possible to change the maximum value of the command value of the d-axis current. このことによって、最適な総電流を生成するためのd軸電流を与えることができる。 This makes it possible to provide a d-axis current for generating the optimum total current.

【0226】バッテリなどの電源を使っている場合、放電が進むにつれ端子電圧が下がっていく。 [0226] If you are using a power supply such as a battery, go down the terminal voltage as the discharge progresses. そのため、同期電動機100に供給される電圧は小さくなり、同期電動機100に流すことができる総電流は小さくなる。 Therefore, the voltage supplied to the synchronous motor 100 is reduced, the total current that can be passed to the synchronous motor 100 is reduced. ここで、d軸電流の最大値が一定の場合、総電流に対するd軸電流の割合は大きくなり、d軸電流を流し過ぎている。 Here, when the maximum value of d-axis current is constant, the ratio of d-axis current to the total current is large and too flowing d-axis current. 第1の実施例を説明するところで述べたように、d As I mentioned at explaining the first embodiment, d
軸電流は必要最小限で流れればよく、d軸電流を流し過ぎていることは効率の悪化を示している。 Axis current may be flows for a necessary minimum, that too flowing d-axis current represents the deterioration in efficiency. 同期電動機1 Synchronous motor 1
00に供給される電圧が小さくなればなるほど、d軸電流の指令値の最大値を小さくすればよい。 00 The smaller the voltage supplied to, may be reduced to the maximum value of the command value of the d-axis current.

【0227】具体的には(数18)のように演算を行う。 [0227] Specifically, performing the calculation as in equation (18).

【0228】 [0228]

【数18】 [Number 18]

【0229】ここで、Kbatteryは定数である。 [0229] In this case, Kbattery is a constant. なお、 It should be noted that,
d * maxが電圧Vに関する他の関数やテーブルで与えてもよいことは言うまでもない。 i d * max it is needless to say that it may be given by other functions or tables relating to voltage V.

【0230】また、同期電動機に印加される電圧が小さくなると、d軸電流の指令値の最大値が小さくなる。 [0230] Further, when the voltage applied to the synchronous motor becomes smaller, the maximum value of the command value of the d-axis current is decreased. このことによって、最適な総電流を生成するためのd軸電流を与えることができ、効率の悪化を防ぐという効果がある。 Thereby, it is possible to provide the d-axis current for generating the optimum total current, the effect of preventing deterioration of the efficiency.

【0231】上述した構成を、実施例5で述べたフィードバックを用いない構成に適用してもよい。 [0231] The configuration described above may be applied to a configuration that does not use the feedback described in Example 5. この場合、 in this case,
同様に効率の悪化を防ぐという効果がある。 There is an effect that likewise prevent deterioration of efficiency.

【0232】 第7の実施例次に、本発明の第7の実施例について、図面を参照しながら説明する。 [0232] The seventh embodiment Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 第7の実施例は、運転状況を決定しそれに応じた基準を設定することで、様々な運転状況の実現が可能である。 The seventh embodiment, by setting the reference accordingly determines the operating conditions, it is possible to realize a variety of operating conditions.

【0233】図13は、第7の実施例の構成を示すブロック図である。 [0233] Figure 13 is a block diagram showing the configuration of a seventh embodiment. 第7の実施例は、第1の実指例に運転状況決定手段750を付加したものである。 The seventh embodiment is obtained by adding the driving condition determining means 750 to the first actual finger examples. 第1の実施例の基準出力手段108は、第7の実施例の基準出力手段708とは異なる。 Reference output unit 108 of the first embodiment is different from the reference output means 708 of the seventh embodiment. 第1の実施例と同じ構成には、同じ番号を付し、動作の説明を省略する。 The same structure as the first embodiment are denoted by the same numerals and description thereof is omitted for operation.

【0234】図13に示される第7の実施例の動作について説明する。 [0234] The operation of the seventh embodiment will be described as shown in FIG. 13. まず、基準値、d軸電流の指令値、運転状況の関係を説明する。 First, the reference value, the command value of the d-axis current, the relationship between the operating conditions will be described. 基準値を変化させるとd軸電流の指令値が変化する。 Varying the reference value command value of d-axis current changes. なぜなら、基準値が大きいということは大きな飽和度(電流誤差)を許すということであり、十分なd軸電流が同期電動機100に流れていなくてもよいということである。 This is because the fact that the reference value is larger is that of allowing a greater degree of saturation (current error), is that sufficient d-axis current may not flow to the synchronous motor 100. したがって、基準値が大きいとd軸電流の指令値は小さくなる。 Therefore, the command value of the d-axis current and a large reference value is reduced. このことは(数6)の性質からも明らかである。 This is also apparent from the nature of the (6). 反対に、基準値が小さいとd軸電流の指令値は大きくなる。 Conversely, the command value of the d-axis current and the reference value is small becomes large. このように基準値を変化させることにより、d軸電流の指令値を制御することができる。 By thus changing the reference value, it is possible to control the command value of d-axis current.

【0235】ここで、トルクが必要なときは、効率は落ちるがトルク重視の運転状況を選択し、その運転状況に見合った基準値を与える。 [0235] Here, when the torque is required, the efficiency drops but selects the operating conditions of the torque oriented, providing a reference value appropriate to the operating conditions. この基準値に基づいて、d軸電流の指令値を生成し、必要なトルクが実現される。 Based on this reference value, it generates a command value of the d-axis current, the required torque is achieved. 一方、通常運転においては高効率な効率重視の運転状況を選択し、その運転状況に見合った基準値を与える。 On the other hand, in normal operation selects the operation condition of the high efficiency efficiency-oriented, providing a reference value appropriate to the operating conditions. この基準値に基づいて、d軸電流の指令値を生成し、高効率が実現される。 Based on this reference value, it generates a command value of the d-axis current, high efficiency is realized. 以上の考え方に基づき同期電動機100 Synchronous motor 100 based on the above concept
の制御が行われる。 Control of is carried out.

【0236】運転状況決定手段750は、運転状況として、効率重視の運転状況およびトルク重視の運転状況の2つのうち1つを出力する。 [0236] operation status determination unit 750, a driving situation, and outputs one of two operating conditions of the operating conditions and torque oriented efficiency-oriented. 例えば、この運転状況の設定は外部スイッチで容易に切換可能である。 For example, the setting of the operating conditions is easily switchable by an external switch. そして、運転状況は、基準出力手段708に入力される。 The operating conditions are input to the reference output unit 708. 基準出力手段708は、運転状況に応じて基準値を決定する。 Reference output unit 708 determines the reference value in accordance with the operating conditions. 具体的には、理論式や実験によりテーブルが予め作成される。 Specifically, a table is created in advance by theoretical equations and experimental. そのテーブルによりそれぞれの運転状況とそれぞれの基準値を対応させる。 To correspond each of the operating conditions and the respective reference value by the table. そして、対応した基準値が出力され判断値出力手段106に入力される。 The reference values ​​corresponding is outputted is inputted to the determination value output means 106.

【0237】以降の動作は、第1の実施例と同様であり説明を省略する。 [0237] The subsequent operation is omitted and description the same as in the first embodiment.

【0238】このように、普段は同期電動機100が高効率で運転され、トルクが必要なときだけトルク重視の運転状況が選択され、必要トルクが出力される。 [0238] Thus, normally is operated synchronous motor 100 with high efficiency, torque is selected operating conditions only torque emphasis when needed, the required torque is output.

【0239】なお、運転状況決定手段750は、2つの運転状況しか出力し得なかったが、2つ以上の運転状況のうちから1つの運転状況を出力してもよいことは言うまでもない。 [0239] Incidentally, the driving condition determining means 750, only two operating conditions could not be output, may of course be a single output of operational conditions among the two or more operating conditions.

【0240】次に、運転状況決定手段が、予め設定された合成電流値の最大値以上の指令を与える場合にトルク重視と判断すると、基準出力手段は効率重視の場合より小さい基準値を出力する。 [0240] Next, the driving condition determining means determines that the torque emphasis when giving the maximum value or more command preset composite current value, the reference output means for outputting the smaller reference value than in the case of efficiency-oriented . これにより、総合電流指令値の値によって自動的にトルク重視と効率重視設定との切換が可能となる。 This allows switching between automatic torque emphasis and efficiency focus set by the value of the overall current instruction value. なお、図14では、トルク重視の領域および効率重視の領域が、弱め界磁制御を行ったときに発生する領域である。 In FIG. 14, regions and efficiency-oriented region of the torque emphasis is the area that occurs when performing field weakening control. また、通常領域とは、図14の斜線で示した領域である。 Also, the normal region is a region indicated by oblique lines in FIG. 14.

【0241】なお、合成電流ではなく、トルク電流またはトルク電流と回転数との2つの信号を用いてトルク重視と効率重視設定を自動的に切り換えても同様の効果を有することは言うまでもない。 [0241] Incidentally, the synthesis rather than current, it is needless to say that the same effects even automatically switched torque and emphasis efficiency-oriented set using two signals between the rotational speed and the torque current or the torque current.

【0242】すでに述べたように、効率は、d軸電流i [0242] As already mentioned, efficiency, d-axis current i
dが多くなるほど悪くなる。 d is about deteriorate more. そこで、効率重視運転が、 Therefore, efficiency-oriented operation,
外部スイッチ等によって指令された場合は、下記1〜3 If it is commanded by an external switch or the like, following 1-3
の対応が考えられる。 Of correspondence it can be considered.

【0243】1. [0243] 1. 合成電流の最大値を小さくする。 The maximum value of the combined current to reduce.

【0244】2. [0244] 2. 同期電動機100の最大回転数を低くする。 Reducing the maximum rotational speed of the synchronous motor 100.

【0245】3. [0245] 3. qに対するi dの比率(電流位相の進み角)の最大値を小さくする。 i to reduce the maximum value of the ratio of i d (advance angle of the current phase) with respect to q. すなわちトルク重視に比べi dの最大値を小さく抑えることで効率化が図れることとなる。 That is, the efficiency can be improved by suppressing reduce the maximum value of i d than the torque emphasis.

【0246】上記1〜3の各々の非突極電動機の動作範囲を図15(a)〜(c)に示す(図15は、トルクと回転数との関係を示している)。 [0246] showing the operating range of the non-salient motor of each of the above 1 to 3 in FIG. 15 (a) ~ (c) (FIG. 15 shows the relationship between the engine speed and torque). 図15(a)〜(c)に示すように、同期電動機100がトルク重視または効率重視で制御されてもよい。 As shown in FIG. 15 (a) ~ (c), the synchronous motor 100 may be controlled by the torque oriented or efficiency-oriented.

【0247】なお、上記構成は、実施例5で述べたフィードバックを用いない構成にも適用できることはいうまでもない。 [0247] The above configuration can also be applied to a configuration using no feedback as described in Example 5.

【0248】 第8の実施例次に、本発明の第8の実施例について説明する。 [0248] The eighth embodiment will now be described an eighth embodiment of the present invention. 第8の実施例は、d軸電流の判断値とq軸電流の基準値を別々に設定したものであり、d軸電流の整定値とq軸電流の整定値を別々に制御することが可能である。 Eighth embodiment of the is obtained by setting the reference value of the judgment values ​​and the q-axis current of the d-axis current separately, can be controlled separately set value of setpoint and q-axis current of the d-axis current it is.

【0249】図16は、第8の実施例の構成を示すブロック図である。 [0249] Figure 16 is a block diagram showing the configuration of an eighth embodiment. 第8の実施例は、第1の実施例から判断値出力手段106と基準出力手段108を削除し、d軸判断値出力手段806、q軸判断値出力手段807、d Eighth embodiment of removes the determination value output means 106 and the reference output unit 108 from the first embodiment, d-axis determination value output means 806, q-axis determination value output means 807, d
軸基準出力手段808、q軸基準出力手段809、およびq軸電流変更手段831を付加したものである。 It is obtained by adding the axial reference output unit 808, the q-axis reference output unit 809 and the q-axis current changing means 831,. 第8 Eighth
の実施例のd軸電流指令手段810およびq軸電流指令手段830は、第1の実施例のd軸電流指令手段110 Examples of d-axis current command unit 810 and the q-axis current command section 830, d-axis current command unit 110 of the first embodiment
およびq軸電流指令手段130と異なる。 And different from the q-axis current command unit 130.

【0250】第1の実施例と同じ構成には同じ番号を付し、動作の説明は省略する。 [0250] The same elements as in the first embodiment are denoted by the same numbers, the description of the operation will be omitted.

【0251】第8の実施例の動作について以下に説明する。 [0251] will be described below the operation of the eighth embodiment.

【0252】飽和度出力手段104では、実際の電流指令値i * (t)から検出電流値i(t)を減算した電流誤差e(t)が積分され、出力される。 [0252] In saturation output means 104, the actual current command value i * (t) from the detected current value i (t) obtained by subtracting the current error e (t) is integrated and outputted. 積分された値は、d軸判断値出力手段806とq軸判断値出力手段8 Integrated values, d-axis determination value output means 806 and q-axis determination value output means 8
07に入力される。 Is input to the 07. d軸判断値出力手段806は、(数19)に示すように電流誤差e(t)の積分値からd軸基準出力手段808に設定された基準e refdが減算される。 d-axis determination value output means 806 is subtracted reference e refd set in the d-axis reference output unit 808 from the integral value of the current as shown in equation (19) the error e (t). d軸判断値出力手段806は、減算された結果である判断値H andを出力する。 d-axis determination value output means 806 outputs a determination value H and which is a result of the subtraction.

【0253】また同様に、q軸判断値出力手段807は(数19)に示すように、電流誤差e(t)の積分値から、q軸基準出力手段809に設定された基準e refqを減算する。 [0253] Similarly, the q-axis determination value output means 807 as shown in equation (19), from the integral value of the current error e (t), subtracts the reference e Refq set to q-axis reference output means 809 to. q軸判断値出力手段807は、減算された結果である判断値H anqを出力する。 q-axis determination value output means 807 outputs a determination value H ANQ which is a result of the subtraction.

【0254】 [0254]

【数19】 [Number 19]

【0255】なお、第1の実施例と同様に、誤差の半周期T/2を用いた(数20)や、速度ωを用いた(数2 [0255] As in the first embodiment, using a half period T / 2 of the error (number 20) and was used speed omega (Number 2
1)の演算によって基準e refd 、e refqを求め出力する。 Reference e refd by operation 1), to obtain and output e refq.

【0256】 [0256]

【数20】 [Number 20]

【0257】 [0257]

【数21】 [Number 21]

【0258】以下、第1の実施例と同様に、d軸電流指令手段810によって、d軸電流の指令値が決定される。 [0258] Hereinafter, similarly to the first embodiment, the d-axis current command section 810, the command value of the d-axis current is determined. ただし、(数6)におけるH anは、第8の実施例の場合H andと置き換える。 However, H an, in equation (6) is replaced with the case H and the eighth embodiment.

【0259】ところで、非突極性モータの場合は、一般的にd軸電流i dが少ないほど効率が良い。 [0259] Incidentally, in the case of non-salient motors, more commonly the d-axis current i d is less efficient. そこで最大特性は少し抑えられるが効率の低下を防ぐため、d軸電流値の上限値を最大電流値の2分の1程度に抑えている場合がある。 So the maximum properties are slightly suppressed but in order to prevent a decrease in efficiency, in some cases to suppress the upper limit of the d-axis current value to about 1/2 of the maximum current value. このような場合、d軸電流が小さく抑えられるため、指令されたq軸電流を流すことはできない。 In such a case, the d-axis current is kept small, it is impossible to flow a commanded q-axis current.
そこで、q軸電流の指令値を以下のように決定すればよい。 Therefore, a command value of q-axis current may be determined as follows.

【0260】q軸電流指令手段830は、(数8)の演算等によって与えられるq軸電流の指令値i q * _oを出力し、q軸電流変更手段831に入力する。 [0260] q-axis current command section 830 outputs a command value i q * _O q-axis current given by the calculations, and the like (8), and inputs the q-axis current changing means 831. (数22)に示すように、q軸判断値出力手段807から出力される判断値H anqが正であり、d軸電流の指令値の上限がi d As shown in equation (22), is positive are judged value H ANQ output from the q-axis determination value output means 807, the upper limit of the command value of the d-axis current i d
* maxの場合は、q軸電流変更手段831が、d軸電流変更と同様の演算によって、実際に与えるq軸電流の指令値i q *を前回のq軸電流の指令値から減少させる。 * For max, q-axis current changing means 831, by the same operation as the d-axis current change reduces the command value of q-axis current actually give i q * from the command value of the previous q-axis current. 判断値が負であり、d軸電流の指令値が上限i d * maxであり、かつ変更指令値i q * (i)がi q * _o以下である場合、 Judgment value is negative, when the command value of the d-axis current is the upper limit i d * max, and changes the command value i q * (i) is less than or equal to i q * _O,
q軸電流変更手段831が、q軸電流の指令値を増加することによって、q軸電流の指令値i q *を実際に同期電動機100に供給することが可能な電流値として与えることができる。 q-axis current changing means 831, by increasing the command value of q-axis current, can be given as a current value capable of actually supplied to the synchronous motor 100 a command value of q-axis current i q *.

【0261】また、上記の条件に合わない場合は、q軸電流変更手段831は、i q * _oを変更せずに、q軸電流の指令値として電流指令手段136に出力する。 [0261] When not meet the above condition, the q-axis current changing means 831, without changing the i q * _O, and outputs the current command unit 136 as a command value of q-axis current.

【0262】 [0262]

【数22】 [Number 22]

【0263】ここでq軸電流の指令値i q * (i)およびi q [0263] Here, the command value of q-axis current i q * (i) and i q
* (i-1)は、今回と前回とのq軸電流iqの指令値を表す。 * (I-1) represents a command value of q-axis current iq between the current and the previous.

【0264】次に、2つの基準値を変化させ電流の指令値が制御されることによって以下の効果が生じる。 [0264] Next, the following effect by the command value of the current to change the two reference values ​​are controlled occurs. ここで、d軸電流の基準値とq軸電流の基準値とが同じであると、d軸電流の指令値とq軸電流の指令値とを別々に制御することはできない。 Here, the reference value of the reference value and the q-axis current of the d-axis current and are the same, it is impossible to control the command value of the command value and the q-axis current of the d-axis current separately. しかし、d軸電流の基準値とq軸電流の基準値を別々に与えることによって、d軸電流の判断値とq軸電流の判断値とをそれぞれ出力することができる。 However, by providing the reference value of the reference value and the q-axis current of the d-axis current separately, it is possible to output a judgment value judgment value and q-axis current of the d-axis current, respectively. 従って、第8の実施例では、d軸電流の指令値とq軸電流の指令値とを別々に制御することができる。 Accordingly, in the eighth embodiment, it is possible to separately control the command value of the command value and the q-axis current of the d-axis current.

【0265】次に、必要なd軸電流がi d * maxよりも少しだけ大きく、(数6)によりd軸電流が大きくなりつつある状態を考える。 [0265] Next, larger required d-axis current is only a little than i d * max, think the state is becoming a large d-axis current by the (number 6). d軸電流i d *が小さいため電流誤差が大きく、d軸判断値が正であるために、(数6)によりd軸電流i d *が大きくなっていく傾向にある。 d-axis current i d * for small current error is large, for the d-axis determination value is positive, there is a tendency that becomes larger the d-axis current i d * by equation (6). やがて、d軸電流の指令値i d *は、i d * maxに達する。 Eventually, the command value of the d-axis current i d * is reached i d * max.

【0266】もし、d軸電流の基準値とq軸電流の基準値が同じであるなら、d軸電流の判断値とq軸電流の判断値は同じになる。 [0266] If, if the reference value of the reference value and the q-axis current of the d-axis current is the same, determination value of the determination value and the q-axis current of the d-axis current is the same. q軸判断値が正であるため、(数2 Since the q-axis determination value is positive, equation (2
2)によってq軸電流の指令値i q *は減少する。 2) the instruction value i q * is the q-axis current decreases. そして、q軸電流の指令値i q *が少しだけ小さな値になったところで整定する。 Then, the command value of q-axis current i q * to settle in the place that became a small value only a little. もし、この制御系にノイズがはいるなどして電流誤差が小さくなると、q軸電流の指令値i If the current error is smaller by, for example, noise in the control system is turned on, the command value of q-axis current i
q *が増加し、iq*_oよりも大きくなる。 q * is increased, larger than iq * _o. 一方、d軸電流の指令値i d *は減少する。 On the other hand, the command value of the d-axis current i d * is decreased. このように、ノイズが本発明の制御装置に加わった結果、d軸電流の指令値i d *の制御とq軸電流の指令値i q *の制御を繰り返し行うようになる。 Thus, the result of noise is applied to the control device of the present invention, so repeating the command value i q * control command value i d * of the control and the q-axis current of the d-axis current.

【0267】また、電流誤差が大きいため、(数22) [0267] In addition, since the current error is large, (number 22)
に従い、d軸電流の指令値i d *が小さくなる。 According, the command value of the d-axis current i d * is reduced. この結果、電流誤差が小さくなり、(数22)に従いq軸電流の指令値i q *が大きくなる。 As a result, the current error is small, the command value of q-axis current i q * is increased in accordance with equation (22). q軸電流の指令値i q *がi command value of q-axis current i q * is i
q * _oよりも大きくなるため、q軸電流の指令値i q *がi q * to become larger than _O, the command value of q-axis current i q * is i
q * _oに設定される。 It is set to q * _o. 一方、(数6)によって、d軸電流の指令値i d *は小さくなる。 On the other hand, the equation (6), the command value i d * is small d-axis current. その結果、電流誤差が再び大きくなるというようにd軸電流の指令値i d *の制御とq軸電流の指令値i q *がの制御を繰り返し行うようなこともある。 As a result, the current error is sometimes as repeatedly carry out the command value i q * is the control of the command value i d * of the control and the q-axis current of d-axis current so that it becomes larger again.

【0268】そこで、d軸電流の基準値がq軸電流の基準値よりも小さく、前段落と同じ状態、つまり、必要なd軸電流がi d * maxよりも少しだけ大きく、(数6)によりd軸電流が大きくなりつつある状態を考える。 [0268] Therefore, the reference value of the d-axis current is smaller than the reference value of the q-axis current, the same state as the previous paragraph, that is, slightly larger than the required d-axis current i d * max, (6) consider that the d-axis current is becoming large due. d軸判断値が正であるために、(数7)によりi d *が大きくなっていく。 For d-axis determination value is positive, i d * becomes larger by (7). やがて、d軸電流の指令値i d *は、i d * ma Before long, the command value of the d-axis current i d * is, i d * ma
xに達する。 It reaches x. ここで、d軸電流の基準値が、q軸電流の基準値よりも小さいため、q軸判断値は負になる。 Here, the reference value of the d-axis current is smaller than the reference value of the q-axis current, q-axis determination value becomes negative. そのため、q軸電流の指令値i q *は増加しようとする。 Therefore, the command value of q-axis current i q * is tends to increase. しかし、q軸電流の指令値i q *がi q * _oよりも大きくなるため、結局、q軸電流の指令値i q *はiq*_oに保たれる。 However, the command value of q-axis current i q * is to become larger than the i q * _O, after all, the command value of q-axis current i q * is kept iq * _O.

【0269】上述したように、ノイズによって多少電流誤差が変動しても、q軸電流の指令値i q *は変化しない。 [0269] As described above, be varied somewhat current error due to the noise, the command value of q-axis current i q * is not changed. よって、d軸電流の指令値i d *の制御とq軸電流の指令値i q *の制御を繰り返し行うことがなくなる。 Therefore, repetition is eliminated to perform the command value i q * control command value i d * of the control and the q-axis current of the d-axis current.

【0270】このようにd軸電流の基準値をq軸電流の基準値よりも小さくすると、いわゆる遊びと同じ効果も持ち、安定した制御ができることとなる。 [0270] A smaller than the reference value of the thus the reference value of the d-axis current q-axis current, also has the same effect as a so-called play, so that the can stable control.

【0271】 第9の実施例次に、本発明の第9の実施例について図面を参照しながら説明する。 [0271] The ninth embodiment will now be described with reference to the drawings ninth embodiment of the present invention. 第9の実施例は、上述した制御装置に異常が生じた場合にも同期電動機の駆動が可能な制御装置である。 The ninth embodiment is a control device capable of driving the synchronous motor even if an abnormality occurs in the above-mentioned control device.

【0272】図17は、第9の実施例のブロック図を示している。 [0272] Figure 17 shows a block diagram of a ninth embodiment.

【0273】第9の実施例は、第1の実施例に速度検出手段、第1のd軸電流指令手段910、第2のd軸電流指令手段911、異常検出手段960、d軸電流選択手段962を付加し、d軸電流指令手段110を削除したものである。 [0273] The ninth embodiment, the speed detecting means in the first embodiment, the first d-axis current command section 910, the second d-axis current command means 911, the abnormality detecting means 960, the d-axis current selection means 962 was added and is obtained by removing the d-axis current command unit 110. 第1の実施例と同様の構成要素には、同じ番号を付し、その動作の説明については省略する。 The components similar to those of the first embodiment are denoted by the same numbers, it will not be described for the operation.

【0274】まず、第1のd軸電流指令手段910は、 [0274] First, the first d-axis current command means 910,
第1の実施例で述べたd軸電流指令手段110と同様の動作を行ってd軸電流の指令値を出力する。 It outputs a command value of the d-axis current by performing the same operation as the d-axis current command unit 110 described in the first embodiment. また、第2 In addition, the second
のd軸電流指令手段911は、第5の実施例で述べたd d d-axis current command unit 911 is described in the fifth embodiment
軸電流指令手段510と同様の動作を行ってd軸電流の指令値を出力する。 By performing the same operation as axis current means 510 outputs a command value of the d-axis current. このように、第9の実施例は、2つのd軸電流指令手段を有している。 Thus, the ninth embodiment has two d-axis current command means. 異常検出手段910 Abnormality detection means 910
は、回路や動作の異常及びその異常箇所を検出する。 Detects an abnormality and abnormal location of the circuit and operation. C
PU動作が異常の場合は、同期電動機100が固定された電流位相で動作させる(図では示してないが、一般には、モータの位置検出信号に同期させることで容易に固定した位相は出力可能である)。 If PU operation is abnormal, the motor 100 is operated at a fixed current phase synchronization (although not shown in the figure, in general, easily fixed phase and synchronize to the position detection signal of the motor can output is there). また制御を行うための積分器回路部だけが異常である場合は、予め設定された回転数やトルク指令電流から求められるテーブルから与えられるd軸電流の指令値が与えられればよい(当然固定電流位相で動作させても良い)。 In the case just integrator circuit portion for performing control is abnormal, a predetermined command value of the d-axis current supplied from the table obtained from the rotational speed and torque command current may be given (naturally fixed current it may be operated in phase). 通常は、d軸電流選択手段962は、フィードバック制御を行う第1のd軸電流指令手段910から出力される前記d軸指令値を選択する。 Typically, the d-axis current selection means 962 selects the d-axis command value output from the first d-axis current command unit 910 which performs feedback control. しかし、異常検出手段960から異常が検出された場合には、d軸電流選択手段962は第2のd軸電流指令手段911から出力される前記d軸指令値を選択する。 However, when an abnormality from the abnormality detecting means 960 is detected, the d-axis current selection means 962 selects the d-axis command value output from the second d-axis current command unit 911.

【0275】なお、異常検出手段910が検出する異常には、センサー(電流検出手段102および速度検出手段254)の異常も含まれる。 [0275] Note that the abnormality of the abnormality detecting means 910 detects abnormal also includes sensors (current detecting means 102 and a speed detecting unit 254).

【0276】以上により、異常が生じた場合にもd軸電流指令が可能となり同期電動機100は継続して動作することが可能となる。 The [0276] above, abnormality enables the d-axis current command even when the resulting synchronous motor 100 is enabled to continue operating.

【0277】なお、異常動作検出手段960を単に制御動作の切り替え用としてスイッ等で構成し、出荷時などで制御以外の基本動作確認を行いたい場合、テーブル制御への切り替え手段として用いても良い。 [0277] Incidentally, constituted by switches such as a switch for merely controlling operation of the abnormal operation detecting means 960, if you want to base operation check other than the control or the like during shipment, may be used as the switching means to the table control .

【0278】なお、ここまで個々の実施例は個々の手段を付加した場合について個々に述べてきた。 [0278] Incidentally, each embodiment up to here have been described individually in the case of adding the individual means. ここで、これら各々の手段を組み合わせた構成とすることによって、各々の組み合わされた効果が得られることは言うまでもない。 Here, by adopting a configuration that combines means thereof each, it is needless to say that each of combined effects can be obtained.

【0279】なお、上記実施例では、同期電動機の固定子に電流が流れると記した。 [0279] In the above embodiment, marked and current flows through the stator of the synchronous motor. 同期電動機の固定子とは、 The stator of the synchronous motor,
交流電流を流したとき回転磁界を発生させる同期電動機の巻線を意味している。 It means the windings of the synchronous motor that generates a rotating magnetic field upon applying an alternating current. たとえば、永久磁石が固定され動かない場合は、同期電動機の固定子とは、電機子のことである。 For example, if the permanent magnet does not move is fixed, the stator of the synchronous motor, is that of the armature.

【0280】 [0280]

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも次の効果が得られる。 According to the present invention, at least the following effects can be obtained.

【0281】d軸電流指令手段が、同期電動機の運動状態によってd軸電流指令値を最適値に調整するので、経時変化または環境変化等の特性変動が生じても、同期電動機を高効率で運転させることが可能である。 [0281] d-axis current command means, since the adjustment to an optimum value the d-axis current command value by the motion state of the synchronous motor, even if characteristic variations such as aging or environmental changes, driving the synchronous motor with high efficiency it is possible to. また、電流初期値出力手段が、テーブル等で設定されたd軸電流指令値の初期値を有することによって、d軸電流指令値が目的のd軸電流指令値に収束する時間が短縮される。 Further, the current initial value output means, by having an initial value of the set d-axis current command value in a table or the like, the time d-axis current command value converges to the d-axis current command value of interest is reduced.
更に、力行回生判断手段が、同期電動機の力行または回生状態を検出することによって、力行および回生において最適なd軸電流を与えることができる。 Furthermore, the power running regeneration decision means, by detecting the power running or regenerative state of the synchronous motor, it is possible to provide an optimum d-axis current in the power running and regenerative. 電圧測定手段が、同期電動機に供給される電源電圧を測定することによって、フィードバック制御を用いなくても、同期電動機を制御することができる。 Voltage measuring means, by measuring the power supply voltage supplied to the synchronous motor, without using a feedback control, it is possible to control the synchronous motor. さらに、電源がバッテリなどから形成されている場合において、その電源の電圧が降下しても、適正なd軸電流指令値を生成することができる。 Further, power is, it is formed from a battery, even if the voltage of the power supply drops, it is possible to generate a proper d-axis current command value.

【0282】また、効率重視とトルク重視との運転状況を決定し、各々の運転状況によって基準値を切り換えることにより、様々な運転が可能になる。 [0282] Further, to determine the operating conditions of the efficiency-oriented and torque emphasis, by switching the reference value by each of the operating conditions, allowing a variety of driving. また、d軸電流とq軸電流とを別々に制御することができるので、d軸電流指令値の応答性とq軸電流指令値の応答性とのそれぞれをよくすることができる。 Further, it is possible to separately control the d-axis current and the q-axis current, it is possible to improve the respective and responsiveness responsiveness and q-axis current command value of the d-axis current command value.

【0283】フィードバック制御を行うための回路またはシステムに異常が生じた場合であっても、第2のd軸電流指令手段が予め定められた値に基づいてd軸電流を指令するので、同期電動機を制御することができる。 [0283] Even if the abnormality in the circuit or system for performing feedback control occurs, since commands the d-axis current based on the value the second d-axis current command means predetermined synchronous motor it is possible to control the.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の永久磁石同期電動機の制御装置の第1 [1] first controller for a permanent magnet synchronous motor of the present invention
の実施例の構成を示すブロック図である。 Example is a block diagram showing the configuration of a.

【図2】(a)から(c)は、力行時における弱め界磁制御の説明のためのベクトル図である。 [Figure 2] from (a) (c) is a vector diagram for explaining the field weakening control at the time of power running.

【図3】(a)は、比例積分器示す図であり、(b)および 3 (a) is a diagram showing a proportional integrator, (b), and
(c)は、前記比例積分器に入力される相電流指令値および実際の相電流を示す図である。 (C) is a diagram illustrating a phase current command value and the actual phase current input to the proportional integrator.

【図4】電流印加手段の詳細図である。 4 is a detailed view of the current applying means.

【図5】飽和している場合としていない場合のPWM信号を示す図である。 5 is a diagram showing a PWM signal in the case that is not the case where saturated.

【図6】(a)および(b)は、非突極電動機ロータおよび逆突極電動機ロータの図である。 6 (a) and (b) is a diagram of a non-salient motor rotor and reverse salient pole motor rotor.

【図7】本発明の第2の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 7 is a block diagram showing the configuration of a control apparatus of a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 8 is a block diagram showing the configuration of a control apparatus of a third embodiment of the present invention.

【図9】(a)から(c)は、回生時における弱め界磁制御の説明のためのベクトル図である。 9 from (a) (c) is a vector diagram for explaining the field weakening control at the time of regeneration.

【図10】本発明の第4の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 10 is a block diagram showing the configuration of a control apparatus of a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 11 is a block diagram showing the configuration of a control apparatus of a fifth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 12 is a sixth block diagram showing a configuration of a control apparatus of the embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 13 is a seventh block diagram showing the configuration of a control apparatus of the embodiment of the present invention.

【図14】弱め界磁領域における効率重視設定とトルク重視設定の自動切り換えの領域を示す図である。 14 is a diagram showing a region of the automatic switching of the efficiency-oriented configuration and torque emphasis settings in field weakening region.

【図15】(a)から(c)は、効率重視設定とトルク重視設定の自動切り換えの動作範囲図である。 [Figure 15] from (a) (c) is an operation range diagram of automatic switching of the efficiency-oriented configuration and torque emphasis settings.

【図16】本発明の第8の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 16 is a block diagram showing a configuration of a control apparatus of an eighth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第9の実施例の制御装置の構成を示すブロック図である。 17 is a block diagram showing the configuration of a control apparatus of a ninth embodiment of the present invention.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

100 同期電動機 102 電流検出手段 104 飽和度出力手段 106 判断値出力手段 108、208、708 基準出力手段 110、210、310、510、810 d軸電流指令手段 130、230、530、830 q軸電流指令手段 136 電流指令手段 138 入力印加手段 250 変更タイミング出力手段 252 d軸電流変更手段 254 速度検出手段 256 d軸電流更新手段 340 電流初期値出力手段 370 q軸電流変化量手段 420 力行回生判断手段 422 変化割合出力手段 640 電圧測定手段 642 d軸電流最大値出力手段 750 運転状況決定手段 806 d軸判断値出力手段 807 q軸判断値出力手段 808 d軸基準出力手段 809 q軸基準出力手段 831 q軸電流変更手段 910 第1のd軸電流指令 100 synchronous motor 102 current detector 104 saturation output unit 106 determines value output means 108,208,708 reference output means 110,210,310,510,810 d-axis current command means 130,230,530,830 q-axis current command It means 136 current command means 138 input application means 250 changing timing output means 252 d-axis current changing means 254 speed detection means 256 d-axis current updating means 340 initial current value output unit 370 q-axis current variation unit 420 powering regeneration determining means 422 changes rate output unit 640 voltage measuring means 642 d-axis current maximum value output unit 750 driving condition determining means 806 d-axis determination value output means 807 q-axis determination value output means 808 d-axis reference output unit 809 q-axis reference output unit 831 q-axis current d-axis current command change section 910 first 段 911 第2のd軸電流指令手段 960 異常検出手段 962 d軸電流選択手段 Stage 911 second d-axis current command unit 960 abnormality detecting means 962 d-axis current selection means

フロントページの続き (72)発明者 玉木 悟史 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−7396(JP,A) 特開 昭60−219987(JP,A) 特開 昭61−22795(JP,A) 特開 平5−30774(JP,A) 特開 平7−107772(JP,A) 特開 平5−199785(JP,A) 特開 平3−155387(JP,A) 実開 平6−21394(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02P 6/00 - 6/24 H02M 7/42 - 7/98 B60L 1/00 - 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42 Of the front page Continued (72) inventor Satoshi Tamaki Osaka Prefecture Kadoma Oaza Kadoma 1006 address Matsushita unit intra-industry Co., Ltd. (56) Reference Patent Sho 62-7396 (JP, A) JP Akira 60-219987 (JP , A) JP Akira 61-22795 (JP, A) Patent Rights 5-30774 (JP, A) Patent Rights 7-107772 (JP, A) Patent Rights 5-199785 (JP, A) Patent Rights 3-155387 (JP, a) JitsuHiraku flat 6-21394 (JP, U) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7 / 632 H02P 21/00 H02P 6/00 - 6/24 H02M 7/42 - 7/98 B60L 1/00 ​​- 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42

Claims (32)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 該入力印加手段が該各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、 飽和度の基準値を出力する基準出力手段と、 該飽和度から該飽和度の基準値を減算した判断値を計算する判断値出力手段と、 該判断値が正の場合、電流位相を進め、該判断値が零になるように該d軸電流の指令値を増加させ、該判断値が負の場合、該d軸電流の指令値を減少し、減少したd軸電流の指令値が設定された最小値を越えて減少したとき、該d軸電流の指令値を該最小値に保持するd軸電流指 1. A current command for outputting a phase current command value of the stator, which is calculated from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current means, an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, a saturation output means is input applying means for generating a saturation indicating the percentage that can further supply current to the respective phase advances a reference output means for outputting a reference value of the saturation, the determination value output means for calculating a judged value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the saturation degree, if the determination value is positive, the current phase increases the command value of the d-axis current as the determination value becomes zero, if the determination value is negative, to decrease the command value of the d-axis current command value reduced d-axis current is set when decreased beyond a minimum value, d-axis current finger for holding a command value of the d-axis current to the outermost small value 手段と、 該q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 Means, controller for a permanent magnet synchronous motor and a q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current.
  2. 【請求項2】 前記飽和度出力手段が、前記少なくとも1つの固定子の相電流指令値と、前記永久磁石同期電動機の相電流の値との差に基づいて前記飽和度を生成する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Wherein said saturation output means generates the saturation based the and the phase current command values ​​of the at least one stator, the difference between the value of the phase current of the permanent magnet synchronous motor, according to claim 1 permanent magnet synchronous motor control device according.
  3. 【請求項3】 前記飽和度出力手段が、前記q軸電流の指令値と、該永久磁石同期電動機の固定子に流れるq軸電流の値との差を積分した値に基づいて前記飽和度を生成する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Wherein the saturation output means, and the command value of the q-axis current, the saturation on the basis of the integrated value of the difference between the value of q-axis current flowing in the stator of the permanent magnet synchronous motor resulting claim 1 permanent magnet synchronous motor control device according.
  4. 【請求項4】 前記飽和度出力手段が、前記差を積分するための積分器を備え、該積分器が前記積分する割合を調整するために、前記制御装置に変更可能な素子を有する、請求項3記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Wherein said saturation output means comprises an integrator for integrating the difference, to adjust the rate at which the integrator is the integral has a changeable element to the control device, wherein permanent magnet synchronous motor control device of claim 3, wherein.
  5. 【請求項5】 前記飽和度出力手段が、少なくとも1つの電流指令値に基づいて演算したトルク指令値と、前記永久磁石同期電動機の実際のトルクとの差に基づいて、 Wherein said saturation output means, based on the difference between the torque command value calculated based on at least one of the current command value and the actual torque of the permanent magnet synchronous motor,
    前記飽和度を生成する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Generating the saturation claim 1 controller for a permanent magnet synchronous motor as claimed.
  6. 【請求項6】 前記飽和度出力手段が、少なくとも1相の電流指令値を積算演算した値と、前記永久磁石同期電動機の固定子に流れる、該相電流の検出値を積算演算した値との差に基づいて前記飽和度を生成する、請求項1 Wherein said saturation output means, a value obtained by totalizing the current command value of at least one phase, flows to the stator of the permanent magnet synchronous motor, the cumulative calculated value of the detected value of the phase current generating the saturation level based on the difference, claim 1
    記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Permanent magnet synchronous motor control device according.
  7. 【請求項7】 前記判断値が正である場合、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を増加させ、該増加させたd軸電流の指令値が予め設定された最大値より大きいとき、該d軸電流指令手段が該d軸電流の指令値を該予め設定された最大値に設定し、 該判断値が負である場合、該d軸電流指令手段が該d軸電流の指令値を減少させ、該減少させたd軸電流の指令値が予め設定されたd軸最小値より小さいとき、該d軸電流指令手段が該d軸電流の指令値を該予め設定された最小値に設定する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 7. When the determination value is positive, the increase command value of the d-axis current command means the d-axis current command value of the d-axis current obtained by the increase than the preset maximum value when large, the d-axis current command means is set to the maximum value set Me 該予 the command value of the d-axis current, if the determination value is negative, the d-axis current command means of the d-axis current Min decreases the command value, when the command value of the d-axis current obtained by the reduction is smaller than a preset d-axis minimum value, said d-axis current command means is set Me 該予 the command value of the d-axis current It is set to a value, the control unit of a permanent magnet synchronous motor according to claim 1.
  8. 【請求項8】 前記d軸電流指令手段が、前記判断値が正である場合、前記d軸電流の指令値を増加させ、該判断値が負である場合、該d軸電流の指令値を減少させ、 Wherein said d-axis current command means, when the determination value is positive, the increase command value of the d-axis current, if the determination value is negative, a command value of the d-axis current reduced,
    該減少させた該d軸電流の指令値が予め設定されたd軸最小値より小さいとき、該d軸電流の指令値を該予め設定された最小値に設定し、 前記q軸電流指令手段が、該d軸電流の指令値と該q軸電流の指令値とをベクトル加算した合成電流値の予め設定された最大値から該d軸電流の指令値をベクトル減算した値および速度に基づいて作成された前記q軸電流の指令値のうち小さい値を該q軸電流の指令値にする、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 When the command value of the d-axis current obtained by the reduction is smaller than a preset d-axis minimum value, a command value of the d-axis current is set to the set minimum value Me 該予, said q-axis current command means , created based on the values and rate command value and the vector subtraction of the d-axis current from the pre-set maximum value of the command value and the synthetic current value vector sum of the command value and the q-axis current of the d-axis current have been to a command value of the q-axis current smaller of the command value of the q-axis current, claim 1 permanent magnet synchronous motor control device according.
  9. 【請求項9】 前記制御装置が、前記永久磁石同期電動機の回転速度を検出する速度検出手段と、 ある一定期間の間、前記d軸電流の指令値が一定範囲内の値であり、該回転速度が一定範囲内の値である場合、 Wherein said control device includes a speed detecting means for detecting a rotational speed of the permanent magnet synchronous motor, there a period of time, the value of the command value is within a predetermined range of the d-axis current, the rotary If the speed is a value within a predetermined range,
    強制的に該d軸電流の指令値を変更するタイミングを出力する変更タイミング出力手段と、 変更タイミングが出力された場合、該d軸電流の指令値と前記q軸電流の指令値とを合成した合成電流指令値を一定の値に保持し、該d軸電流の指令値を変更するd軸電流変更手段と、 該d軸電流変更手段が該d軸電流の指令値を変更させた後、該回転速度が該d軸電流の指令値を変更する前の回転速度より増加した場合、該d軸電流の指令値を変更した後の該d軸電流指令値を用いる動作と、該回転速度が減少する場合、該d軸電流の指令値を変更する前の該d A changing timing output means for outputting a forced timing of changing the command value of the d-axis current, when the change timing is output, obtained by synthesizing the command value of the q-axis current command value of the d-axis current the composite current command value held at a constant value, the d-axis current changing means for changing a command value of the d-axis current, after which the d-axis current changing means were changed command value of the d-axis current, the If the rotational speed is increased from the rotational speed before changing the command value of the d-axis current, and the operation using the d-axis current command value after changing the instruction value of the d-axis current, the rotational speed is reduced If you, the d before changing the command value of the d-axis current
    軸電流指令値を用いる動作とを、該変更タイミング出力手段が許可する期間の間繰り返し行い、該d軸電流の指令値を更新するd軸電流更新手段と、をさらに備え、 該d軸電流更新手段が該d軸電流の指令値を変更し、かつ前記判断値が正である場合、該d軸電流更新手段が、 The operation and use of axis current value repeats a period of time the changing timing output means is permitted, further comprising a d-axis current updating means for updating the command value of the d-axis current, and the d-axis current update If means changes the command value of the d-axis current, and the determination value is positive, the said d-axis current updating means,
    前記基準出力手段の該基準値を新たに演算した基準値に変更し、 該d軸電流更新手段が該d軸電流の指令値を変更し、かつ該判断値が負である場合、該d軸電流更新手段が、d If the change in the reference value newly calculated the reference values ​​of the reference output means, the d-axis current updating means changes the command value of the d-axis current, and the determination value is negative, the d-axis current update means, d
    軸電流の指令手段に該d軸電流更新手段から出力される値に基づき、予め設定されたd軸電流の最小値、または、d軸電流の指令値を演算する式の係数を設定する、 Based on the value in the command means of the axis current is outputted from the d-axis current updating means, predetermined minimum value of d-axis current, or to set the coefficients of the equation for calculating the command value of the d-axis current,
    請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Controller for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1.
  10. 【請求項10】 q軸電流の指令値が予め設定した値以上に大きく変化した場合、該q軸電流指令値から求められたd軸の電流の初期指令値を出力する電流初期値出力手段をさらに備える、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 10. If the command value of q-axis current is largely changed than a preset value, the current initial value output means for outputting the initial command value of the current of the d-axis calculated from the q-axis current command value further comprising controller for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1.
  11. 【請求項11】 前記制御装置は、前記d軸電流の指令値の変化する割合を決定し出力する変化割合出力手段をさらに備え、 該変化割合出力手段が、予め決められた一定の変化割合または前記判断値と該d軸電流の指令値から演算した変化割合を出力し、 前記d軸電流指令手段が、該判断値が正の場合、該d軸電流の指令値を該変化割合に基づいて増加させ、該d軸電流の指令値が予め設定された最大値を越えて増加したときは、該d軸電流の指令値を該予め設定された最大値に保持し、 該判断値が負の場合、該d軸電流の指令値を該変化割合に基づいて減少させ、該d軸電流の指令値が予め設定された最小値を越えて減少したときは、該d軸電流の指令値を該予め設定された最小値に保持する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装 Wherein said control device further includes a change rate output means for determining and outputting a change rate of the command value of the d-axis current, said change ratio output means, a constant change rate or to a predetermined outputs change ratio calculated from the command value of the judgment values ​​and the d-axis current, the d-axis current command means, when the determination value is positive, the command value of the d-axis current based on said change ratio increasing, when the command value of the d-axis current is increased beyond a predetermined maximum value, the command value of the d-axis current is maintained at the set maximum value Me 該予, the determination value is negative If the command value of the d-axis current is reduced based on said change ratio, when the command value of the d-axis current decreases beyond a predetermined minimum value, the command value of the d-axis current holding the predetermined minimum value, according to claim 1 control instrumentation of the permanent magnet synchronous motor according 置。 Location.
  12. 【請求項12】 前記判断値が正の場合の前記変化割合が、該判断値が負の場合の変化割合よりも大きい、請求項11記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 12. The method of claim 11, wherein the rate of change when the determination value is positive is the determination value is greater than the change rate in the case of negative, controller for a permanent magnet synchronous motor according to claim 11, wherein.
  13. 【請求項13】 前記制御装置は、前記永久磁石同期電動機の動作が、力行の状態であるか、または回生の状態であるかを判断する力行回生判断手段をさらに備え、前記変化割合出力手段が、該判断された状態に基づきd軸電流の指令値を変化させる割合を決定する、請求項11 Wherein said control device, the operation of the permanent magnet synchronous motor, or a power running state, or further comprising a power running regeneration decision means for determining a whether regenerative state, said change ratio output means , determines the rate of changing the command value of the d-axis current on the basis of the state of being the determination, according to claim 11
    記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Permanent magnet synchronous motor control device according.
  14. 【請求項14】 前記力行の状態で前記d軸電流の指令値を変化させる割合が、前記回生の状態で該d軸電流の指令値を変化させる割合より小さい、請求項13記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 14. rate of changing the command value of the d-axis current in the state of the power running is the percentage less than changing the command value of the d-axis current in the state of the regenerative claim 13 permanent magnet synchronous according the control device of the electric motor.
  15. 【請求項15】 前記基準出力手段が、前記力行回生判断手段の出力に基づき基準値を変化させる、請求項13 15. The reference output means changes the reference value based on the output of the power running regeneration decision means, according to claim 13
    記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Permanent magnet synchronous motor control device according.
  16. 【請求項16】 前記d軸電流指令手段が、前記判断値が正の場合、前記d軸電流の指令値を前記変化割合に基づいて増加させ、設定された最大値を越えて該d軸電流の指令値が増加したとき、該d軸電流の指令値に該設定された最大値を保持させ、 該判断値が負の場合、該d軸電流の指令値を該変化割合に基づいて減少させ、設定された最小値を越えて該d軸電流の指令値が減少したとき、該d軸電流の指令値に該最小値を保持させ、 前記力行回生判断手段が、力行または回生の運転状態の変化を示す信号を生成し、前記永久磁石同期電動機の回転速度および前記q軸電流の指令値の少なくとも1つに基づき、前記d軸電流の指令値を前回のd軸電流の指令値から変化させる、請求項13記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 16. The d-axis current command means, when the determination value is positive, the command value of d-axis current is increased on the basis of the change rate, the d-axis current exceeds the set maximum value when command value is increased, to hold the set maximum value to the command value of the d-axis current, if the determination value is negative, decreasing on the basis of said change ratio command value of the d-axis current , when the command value of the d-axis current decreases beyond a minimum value which is set, to hold the outermost small value to the command value of the d-axis current, the power running regeneration decision means, the power running or regenerative operating conditions It generates a signal indicating the change, on the basis of at least one command value of the rotational speed and the q-axis current of the permanent magnet synchronous motor, changing the command value of the d-axis current from the command value of the previous d-axis current the control device for a permanent magnet synchronous motor according to claim 13, wherein.
  17. 【請求項17】 前記d軸電流指令手段が、前記永久磁石同期電動機の制動トルクの許容値が予め決められた値より小さい場合、トルク指令値の減少に応じて生じるリラクタンストルクを発生させるd軸電流の減少を抑えるために、前記d軸電流の指令値を急激に減少させない、 17. The d-axis current command means, wherein when the allowable value of the braking torque of the permanent magnet synchronous motor is smaller than a predetermined value, the d-axis to generate a reluctance torque generated in response to the decrease of the torque command value in order to suppress the decrease of the current, not abruptly decrease the command value of the d-axis current,
    請求項13記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Controller for a permanent magnet synchronous motor according to claim 13, wherein.
  18. 【請求項18】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値から求められた固定子の各相電流の指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 永久磁石同期電動機の動作が力行であるのか、あるいは該永久磁石同期電動機の動作が回生であるのかの状態を判断する力行回生判断手段と、 該力行回生判断手段が該状態を回生であると判断し、かつ該永久磁石同期電動機の回転数およびトルクが弱め界磁領域に属していない場合、該永久磁石同期電動機に零以上の力行のリラクタンストルクを発生させるために該d軸電流の指令値を出力するd軸電流指令手段と、 該q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制 18. The current command for outputting a command value of each phase current of the direct-axis stator command value of the d-axis current is a current and the horizontal axis stator current is is q-axis stator obtained from the command value of the current means and an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, whether the operation of the permanent magnet synchronous motor is powering, or operation of the permanent magnet synchronous motor of whether a regenerative mode determining a power running regeneration decision means, if the force line regeneration determination means determines that the regeneration of the state, and the rotational speed and torque of the permanent magnet synchronous motor does not belong to the field weakening range, the permanent magnet comprises a d-axis current command means for outputting a command value of the d-axis current to generate the reluctance torque of zero or more powering the synchronous motor, a q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current, the control of permanent magnet synchronous motor 装置。 Apparatus.
  19. 【請求項19】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 永久磁石同期電動機の動作が力行であるのか、あるいは該永久磁石同期電動機の動作が回生であるのかの状態を判断する力行回生判断手段と、 該力行回生判断手段が該状態を回生であると判断した場合、該d軸電流の指令値を与えるd軸電流指令手段と、 該d軸電流指令が零でない場合、リラクタンストルクが発生する分、該d軸電流の指令値の増加に応じて該q軸電流の指令値を小さくするq軸電流指令手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 19. The current command for outputting a phase current command value of the stator, which is calculated from a command value of q-axis current which is a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current means and an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, whether the operation of the permanent magnet synchronous motor is powering, or operation of the permanent magnet synchronous motor of whether a regenerative mode a power running regeneration determination means for determining, if the force line regeneration determination means determines that the regeneration of the condition, the d-axis current command means for giving a command value of the d-axis current, the d-axis current command is not zero If the partial reluctance torque is generated, the controller of a permanent magnet synchronous motor and a q-axis current command means for reducing a command value of the q-axis current according to the increase of the command value of the d-axis current.
  20. 【請求項20】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 該入力印加手段が該各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、 飽和度の基準値を出力する基準出力手段と、 該飽和度から該飽和度の基準値を減算した判断値を出力する判断値出力手段と、 インバータに印可される電圧を測定し、測定した電圧値を出力する電圧測定手段と、 該測定した電圧値に基づき該d軸電流の指令値の最大値を出力するd軸電流最大値出力手段と、 該判断値が正の場合、該d軸電流の指令値を増加し、増加したd軸電流の指令値が該d軸電流 20. A current command for outputting a phase current command value of the stator, which is calculated from the command value of q-axis current and a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current means, an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, a saturation output means is input applying means for generating a saturation indicating the percentage that can further supply current to the respective phase , a reference output means for outputting a reference value of the saturation, the determination value output means for outputting a decision value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the saturation degree, the voltage applied to the inverter was measured and determined a voltage measuring means for outputting a voltage value, a d-axis current maximum value output means for outputting the maximum value of the command value of the d-axis current based on the voltage value the measurement, if the determination value is positive, the d-axis increases the command value of the current command value increased d-axis current the d-axis current 大値を越えて増加したとき、該d軸電流の指令値を該d軸電流最大値に保持し、 該判断値が負の場合、該d軸電流の指令値を減少し、減少したd軸電流の指令値が設定された最小値を越えて減少したとき、該d軸電流の指令値を該最小値に保持するd軸電流指令手段と、 該q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 When increased beyond a large value, a command value of the d-axis current is held on the d-axis current maximum value, if the determination value is negative, to decrease the command value of the d-axis current, reduced d-axis when the command value of the current decreases beyond a minimum value which is set, the q-axis current applied and the d-axis current command means for holding a command value of the d-axis current to the outermost small value, a command value of the q-axis current controller for a permanent magnet synchronous motor comprising: a command means.
  21. 【請求項21】 前記d軸電流最大値出力手段が、前記測定した電圧値が減少すれば、前記d軸電流の指令値の最大値を減少させる、請求項20記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 21. The d-axis current maximum value output means, if the voltage value wherein the measurement is reduced, thereby reducing the maximum value of the command value of the d-axis current, control of claim 20 permanent magnet synchronous motor according apparatus.
  22. 【請求項22】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 永久磁石同期電動機に印可される電圧を測定し、測定した電圧値を出力する電圧測定手段と、 該測定した電圧値が減少すれば、該d軸電流の指令値の最大値を減少させるd軸電流指令手段と、 該q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 22. A current command for outputting a phase current command value of the stator, which is calculated from a command value of q-axis current which is a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current means, an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, to measure the voltage applied to the permanent magnet synchronous motor, a voltage measuring means for outputting the measured voltage value, the measurement and if the voltage value decrease was, and d-axis current command means for reducing the maximum value of the command value of the d-axis current, q axis current command section and the permanent magnet synchronous motor comprising providing a command value of the q-axis current control device.
  23. 【請求項23】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流の指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 該入力印加手段が該各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、 効率重視の運転状況およびトルク重視の運転状況のうち1つの該運転状況を出力する運転状況決定手段と、 飽和度の基準値を該運転状況に基づき出力する基準出力手段と、 該飽和度から該飽和度の基準値を減算した判断値を出力する判断値出力手段と、 該d軸電流の指令値が、該判断値が正の場合、電流位相を進め、該判断値が零になるよう該d軸電流の指令値を増加させるd軸電流指令手段と、 23. The current for outputting a command value of each phase current of the stator, which is calculated from a command value of q-axis current which is a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current command means and an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, saturation output means is input applying means for generating a saturation indicating the percentage that can further supply current to the respective phase When the driving condition determining means for outputting one of the driving conditions of the operating condition of the operating conditions and torque oriented efficiency-oriented, and the reference output means for outputting a reference value of saturation on the basis of the driving conditions, the saturated Wado a determination value output means for outputting a decision value obtained by subtracting the reference value of the saturation degree from the command value of the d-axis current, if the determination value is positive, advances the current phase, the determination value becomes zero and d-axis current command means intoxicated increase the command value of the d-axis current, q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 Controller for a permanent magnet synchronous motor comprising: a q-axis current command means for giving a command value of q-axis current, a.
  24. 【請求項24】 前記運転状況決定手段が効率重視を出力する場合の基準値が、該運転状況決定手段がトルク重視を出力する場合の基準値より大きい、請求項23記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 Reference value when 24. The driving condition determining means outputs the efficiency-oriented is greater than the reference value when the driving condition determining means outputs a torque emphasis of claim 23 permanent magnet synchronous motor according Control device.
  25. 【請求項25】 前記基準出力手段は、前記永久磁石同期電動機の回転数および電流の少なくとも一つがそれぞれ予め設定された値を越えた場合、運転状況決定手段が前記トルク重視と判断し、前記効率重視の場合の基準値よりも小さい基準値を出力する、請求項23記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 25. The reference output means when at least one of the rotational speed and current of the permanent magnet synchronous motor exceeds a preset value, respectively, is driving condition determining means determines that the torque emphasis, the efficiency and outputs the smaller reference value than the reference value in the case of emphasis, the permanent magnet synchronous motor control device according to claim 23.
  26. 【請求項26】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 該入力印加手段が該各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、 飽和度の基準値を出力する基準出力手段と、 基準値を出力する基準出力手段と、 該飽和度に応じてd軸の基準値を出力するd軸基準出力手段と、 該飽和度に応じてq軸の基準値を出力するq軸基準出力手段と、 該飽和度から該d軸の基準値を減算した値に基づいて、 26. The current command for outputting a phase current command value of the stator, which is calculated from a command value of q-axis current which is a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current means, an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, a saturation output means is input applying means for generating a saturation indicating the percentage that can further supply current to the respective phase , a reference output means for outputting a reference value of the saturation, the reference output means for outputting a reference value, and the d-axis reference output means for outputting a reference value of the d-axis in accordance with the saturation degree, depending on the saturated degree and a q-axis reference output means for outputting a reference value of the q-axis Te, based on a value obtained by subtracting the reference value of the d-axis from the saturation degree,
    d軸の判断値を出力するd軸判断値出力手段と、 該飽和度の処理値から該q軸基準値を減算した値に基づいて、q軸の判断値を出力するq軸判断値出力手段と、 該d軸判断値が正の場合、該d軸電流の指令値を増加させ、増加させた該d軸電流の指令値が設定された最大値を越えて増加したとき、該d軸電流の指令値を該設定された最大値に保持し、該d軸判断値が負の場合、該d軸電流の指令値を減少させ、該減少させたd軸電流の指令値が設定された最小値を越えて減少したとき、該d軸電流の指令値を該設定された最小値に保持するd軸電流指令手段と、 該q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 該q軸判断値が正であり、かつ該d軸電流の指令値が該設定された最大値の場合、該q軸電流指令手段によって指令されたq軸 And d-axis determination value output means for outputting a determination value of the d-axis, based on a value obtained by subtracting the q-axis reference value from the processing value of the saturation degree, the q-axis determination value output means for outputting a determination value of the q-axis If, when the d-axis determination value is positive, it increases the command value of the d-axis current, when the command value of the d-axis current is increased is increased beyond a set maximum value, the d-axis current minimum command value held in the maximum value which is said set, the d-axis determination value if negative, which decreases the command value of the d-axis current command value of the d-axis current obtained by the reduction is set for when decreased beyond a value, and the d-axis current command means for holding a command value of the d-axis current to the set minimum value, and the q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current, the q an axis determined value is positive, and if the command value of the d-axis current of the set maximum value, the q-axis commanded by the q-axis current command means 電流の指令値を減少させ、該減少させたq軸電流の指令値をq軸電流変更指令値とし、 該q軸判断値が負であり、該d軸電流の指令値が該設定された最大値であり、かつ該q軸電流変更指令値が該q Maximum decrease the command value of the current, the command value of q-axis current obtained by the reduction and q-axis current change command value, the q-axis determination value is negative, the command value of the d-axis current is the set a value, and the q-axis current change command value said q
    軸電流指令手段によって指令されたq軸電流の指令値以下の場合、該q軸電流の指令値を増加させるq軸電流指令変更手段と、を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 If the following instruction value commanded q-axis current by-axis current command means, the control apparatus for a permanent magnet synchronous motor and a q-axis current command changing means for increasing the command value of the q-axis current.
  27. 【請求項27】 前記d軸基準出力手段から出力されるd軸基準値が、q軸基準出力手段から出力されるq軸基準値よりも小さい、請求項26記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 27. d-axis reference value outputted from the d-axis reference output means is less than the q-axis reference value outputted from the q-axis reference output unit, according to claim 26 permanent magnet synchronous motor control device according .
  28. 【請求項28】 直軸固定子電流であるd軸電流の指令値と横軸固定子電流であるq軸電流の指令値とから演算された固定子の各相電流指令値を出力する電流指令手段と、 該各相電流指令値に基づき各相に電流を供給する入力印加手段と、 該入力印加手段が該各相に電流をさらに供給できる割合を示す飽和度を生成する飽和度出力手段と、 効率重視の運転状況およびトルク重視の運転状況のうち1つの該運転状況を出力する運転状況決定手段と、 飽和度の基準値を該運転状況に基づき出力する基準出力手段と、 該飽和度から該飽和度の基準値を減算した判断値を出力する判断値出力手段と、 該判断値が正の場合、電流位相を進め、判断値が零になるようd軸電流指令を増加させる第1のd軸電流指令手段と、 回路あるいは動作の異常を検 28. The current command for outputting a phase current command value of the stator, which is calculated from a command value of q-axis current which is a command value and a horizontal axis stator current of d-axis current is a direct-axis stator current means, an input applying means for supplying a current to each phase based on the respective phase current command value, a saturation output means is input applying means for generating a saturation indicating the percentage that can further supply current to the respective phase a driving condition determining means for outputting one of the driving conditions of the operating condition of the operating conditions and torque oriented efficiency-oriented, and the reference output means the reference value of the saturation output on the basis of the driving conditions, the saturation level a determination value output means for outputting the determined values ​​a reference value obtained by subtracting the saturation degree, the determination value if positive, proceed to current phase, a first increasing the d-axis current command as the determination value becomes zero and d-axis current command means, detects the abnormality of the circuit or operation する異常検出手段と、 予め設定されたテーブルあるいは演算式に基づいて該d Abnormality detection means and, said on the basis of the preset table or calculation formula d to
    軸電流の指令値を得る第2のd軸電流指令手段と、 該q軸電流の指令値を与えるq軸電流指令手段と、 該異常検出手段が回路あるいは動作の異常を検出しない場合、第1のd軸電流指令手段から出力される該d軸指令値を選択し、該異常検出手段が回路あるいは動作の異常を検出した場合、第2のd軸電流指令手段から出力される該d軸指令値を選択するd軸電流選択手段と、 を備える永久磁石同期電動機の制御装置。 A second d-axis current command means for obtaining a command value of the axis current, a q-axis current command means for giving a command value of the q-axis current, if the abnormal detecting means does not detect an abnormality in the circuit or operation, first select of the d-axis command value outputted from the d-axis current command means, if the abnormal detecting means detects an abnormality in the circuit or operation, the d-axis command output from the second d-axis current command means controller for a permanent magnet synchronous motor comprising: a d-axis current selection means for selecting a value, a.
  29. 【請求項29】 前記飽和度出力手段が、少なくとも1 29. The saturation output means, at least
    相の電流と、該少なくとも1相に相当する相の電流指令値との差を積分した値に基づいて、前記飽和度を生成する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 And the phase of the current, based on the integrated value of the difference between a current command value of the phase corresponding to one phase the at least, to generate the saturation controller for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1.
  30. 【請求項30】 前記飽和度出力手段が、前記差を積分するための積分器をさらに備え、該積分器が前記積分する割合を調整するために前記制御装置に変更可能な素子を有する、請求項29記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 30. The saturation output means further comprises an integrator for integrating the difference, with a device capable of changing to the controller to adjust the rate at which the integrator is the integral, wherein permanent magnet synchronous motor control device of claim 29, wherein.
  31. 【請求項31】 前記判断値が正である場合、前記d軸電流指令手段が前記d軸電流の指令値を増加させ、該増加させたd軸電流の指令値が予め設定された最大値より大きいとき、該d軸電流指令手段が該d軸電流の指令値を該予め設定された最大値に設定し、 該判断値が負である場合、該d軸電流指令手段が該d軸電流の指令値を減少させ、前記永久磁石同期電動機の回転数が予め設定された回転数以下のとき、該d軸電流指令手段が該d軸電流の指令値を予め設定された最小値に設定する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 31. When the determination value is positive, the increase command value of the d-axis current command means the d-axis current command value of the d-axis current obtained by the increase than the preset maximum value when large, the d-axis current command means is set to the maximum value set Me 該予 the command value of the d-axis current, if the determination value is negative, the d-axis current command means of the d-axis current reducing the command value, wherein when the permanent magnet synchronous motor speed is less than the rotational speed set in advance, the d-axis current command means sets a predetermined minimum value a command value of the d-axis current, controller for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1.
  32. 【請求項32】 前記基準出力手段が、前記各相の電流指令値および前記永久磁石同期電動機の回転数の少なくとも1つに基づいて前記基準値を変更する、請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 32. The reference output means changes the reference value based on at least one rotational speed of the respective phase current command value and the permanent magnet synchronous motor, according to claim 1 permanent magnet according synchronous motor control device.
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