JP3455017B2 - A control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor - Google Patents

A control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor

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JP3455017B2
JP3455017B2 JP16276696A JP16276696A JP3455017B2 JP 3455017 B2 JP3455017 B2 JP 3455017B2 JP 16276696 A JP16276696 A JP 16276696A JP 16276696 A JP16276696 A JP 16276696A JP 3455017 B2 JP3455017 B2 JP 3455017B2
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permanent magnet
torque
synchronous motor
vehicle driving
voltage
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JP16276696A
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洋介 中沢
孝一 松岡
圭一郎 近藤
Original Assignee
株式会社東芝
財団法人鉄道総合技術研究所
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor. 【0002】 【従来の技術】従来、車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する場合において、インバータ出力電圧が最大値に近くなる高速運転を行う場合、永久磁石による逆起電圧がインバータ出力最大電圧を越えて電流制御が不安定にならないように、余裕を見て、多めの弱め磁束電流を流していた。 [0004] Conventionally, in the case of controlling a permanent magnet synchronous motor for driving a vehicle, when performing high-speed operation of the inverter output voltage is close to the maximum value, the counter electromotive voltage generated by the permanent magnet is the inverter output maximum voltage beyond so that the current control does not become unstable, a look at the margin, had passed through the generous of flux-weakening current. 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弱め磁束電流を多く流し続けると、電動機およびインバータの効率が低下して望ましくない。 [0003] The present invention is, however, continued to flow a large amount of flux-weakening current, motor and efficiency of the inverter is undesirably lowered. 本発明の目的は電流制御系の安定性と効率向上の両立が可能な車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置を提供することにある。 The purpose is to provide a control device for stability and efficiency of both capable vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the current control system of the present invention. 【0004】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、請求項1に対応する発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータにより車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置において、前記車両駆動用永久磁石同期電動機の回転子位相を入力として回転角速度を演算する回転角速度演算部と、 前記回転角速度演算部から出力される回転角速度 [0004] [Means for Solving the Problems] To achieve the aforementioned object, the present invention corresponding to claim 1, the vehicle drive for controlling a permanent magnet for driving a vehicle synchronous motor by an inverter for converting DC power to AC power the control apparatus for use permanent magnet synchronous motor, the rotation angular velocity computation section that computes a rotation angular velocity of the rotor phase of the vehicle driving permanent magnet synchronous motor as an input, the rotational angular velocity output from the rotation angular velocity computation section
を入力として、磁束方向電流フィードフォワード指令値 As inputs, magnetic flux direction current feedforward command value
を演算する磁束方向電流フィードフォワード演算部と、 The flux direction current feedforward calculator for calculating a
電圧ベクトルの大きさ制限値である電圧ベクトル制限値 Voltage vector limit the magnitude limit of the voltage vector
と、電圧ベクトルの大きさとの偏差に基づいて、磁束方 If, based on the deviation between the magnitude of the voltage vector, the magnetic flux direction
向電流補正値を演算する磁束方向電流補正値演算部と、 The flux direction current correction value calculator for calculating the direction current correction value,
前記磁束方向電流フィードフォワード演算部から出力さ It is outputted from the magnetic flux direction current feedforward calculation unit
れる磁束方向電流フィードフォワード指令値と、前記磁 The flux direction current feedforward command value, said magnetic
束方向電流補正値演算部から出力される磁束方向電流補 Flux direction current auxiliary output from the beam direction current correction value calculating unit
正値との和である磁束方向電流指令値を出力する加算部 Adder for outputting a magnetic flux direction current instruction value which is the sum of the positive
と、前記加算部から出力される磁束方向電流指令と、ト When the flux direction current command output from the adder unit, DOO
ルク指令を入力として、磁束方向電流指令とトルク電流 As input torque command, the magnetic flux direction current command and the torque current
指令を求める電流指令演算部と、前記電流指令演算部か A current calculation unit for obtaining the instruction, whether the current calculation unit
ら出力される磁束方向電流指令と前記トルク電流指令を It said torque current command and flux direction current instruction to be al output
入力として、磁束方向電圧指令とトルク方向電圧指令を As inputs, the flux direction voltage command and the torque direction voltage command
出力する電圧フィードフォワード演算部と、前記電圧フ And a voltage feedforward calculation unit for outputting the voltage off
ィードフォワード演算部からの磁束方向電圧指令及びトルク方向電圧指令を入力として、電圧ベクトルの大きさと電圧ベクトルの角度を演算する極座標変換部と、前記極座標変換部からの電圧ベクトルの大きさを入力として、入力された電圧ベクトルの大きさが、前記インバータの出力できる最大電圧を越えているときには、電圧ベクトルの大きさを制限して新たな電圧ベクトルの大きさとして出力する電圧ベクトルの大きさ制限部と、前記磁束方向電圧指令と、前記トルク方向電圧指令と、トルク電流実際値と、磁束方向電流実際値と、前記回転角速度を入力として、トルク実際値を演算する実トルク演算部と、前記トルク指令と、前記トルク実際値を入力として、前記トルク実際値が前記トルク指令に追従するようにトルク角補正値を演 As input flux direction voltage instruction and the torque direction voltage instruction from I over-forward computing unit, and a polar coordinate conversion section for calculating the angle of the magnitude and the voltage vector of a voltage vector as input the magnitude of the voltage vector from the polar coordinate conversion section , the magnitude of the voltage vector input is, when it exceeds the maximum voltage that can be output from the inverter, the size limit of the voltage vector to be outputted by limiting the magnitude of the voltage vector as the magnitude of the new voltage vector When the magnetic flux direction voltage command, and the torque direction voltage command, and the actual value torque current, the actual value flux direction current, as inputs the rotation angular velocity, the actual torque calculation section for calculating the actual torque, the torque Starring a command as an input the actual torque, the torque angle correction value such that the actual torque to follow the torque command するトルク角制御部と、前記電圧ベクトルの大きさ制限部から出力される電圧ベクトルの大きさと、前記電圧ベクトルの角度と、前記トルク角補正値と、前記回転子位相との和を入力として、多相P And the torque angle control unit which, with the magnitude of the voltage vector to be outputted from the size limit of the voltage vector, the angle of the voltage vector, and the torque angle correction value, the sum of the rotor phase as an input, multi-phase P
WM電圧指令を前記インバータに出力するPWM電圧発生部とを有する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置である。 The WM voltage command which is the control device for the vehicle driving permanent magnet synchronous motor and a PWM voltage generator for outputting to the inverter. 【0005】請求項1に対応する発明によれば、電圧ベクトルの大きさがインバータ出力電圧最大値を超える場合には、電圧ベクトルの大きさを固定することにより弱め磁束電流を必要最小限に抑えるとともに、空転制御等に必要な高速トルク制御性能を、トルク角制御によって確保することができる。 [0005] According to the invention corresponding to claim 1, when the magnitude of the voltage vector exceeds the inverter output voltage maximum value is suppressed to a minimum weakening current by fixing the magnitude of the voltage vector with a high-speed torque control performance required idling control or the like, it can be ensured by the torque angle control. また、請求項1に対応する発明 In the invention corresponding to claim 1
によれば、磁束電流指令演算部が、磁束方向電流フィー According to the magnetic flux current command operating unit, the magnetic flux direction current fees
ドフォワード演算部と、磁束方向電流補正値演算部と、 And-forward calculation unit, and the magnetic flux direction current correction value calculating unit,
加算部で構成されているため、微調整が不要である。 Because it is composed by an adder, fine adjustment is not required. 【0006】前記目的を達成するため、請求項2に対応する発明は、 直流電力を交流電力に変換するインバータ [0006] inverter for converting to attain the aforementioned object, the present invention corresponding to claim 2, the DC power to AC power
により車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する車両駆 Drive vehicle to control the vehicle driving permanent magnet synchronous motor by
動用永久磁石同期電動機の制御装置において、前記車両 The control apparatus for a permanent magnet synchronous motor for moving the vehicle
駆動用永久磁石同期電動機の回転子位相を入力として回 Turn the rotor phase of the driving permanent magnet synchronous motor as an input
転角速度を演算する回転角速度演算部と、前記回転角速度演算部から出力される回転角速度を入力として、磁束方向電流フィードフォワード指令値を演算する磁束方向電流フィードフォワード演算部と、電圧ベクトルの大きさ制限値である電圧ベクトル制限値と、 圧ベクトルの大きさとの偏差に基づいて、磁束方向電流補正値を演算する磁束方向電流補正値演算部と、前記磁束方向電流フィードフォワード演算部から出力される磁束方向電流フィードフォワード指令値と、前記磁束方向電流補正値演算部から出力される磁束方向電流補正値との和である磁<br>束方向電流指令を出力する加算部と、 前記トルク方向電 A rotation angular velocity computation section, an input rotation angular velocity output from the rotation angular velocity computation section, and the magnetic flux direction current feedforward calculator for calculating the magnetic flux direction current feedforward command value, the voltage vector magnitude for calculating the rolling angular velocity limits the voltage vector limit is, on the basis of the deviation between the magnitude of the voltage vector, the flux direction current correction value calculator for calculating the magnetic flux direction current correction value is output from the magnetic flux direction current feedforward calculation unit that the magnetic flux direction current feedforward command value, an adder for output the magnetic <br> flux direction current instruction is the sum of the magnetic flux direction current correction value outputted from the magnetic flux direction current correction value calculating unit, the torque direction electric
圧指令VqRef と、前記電動機回転角速度ωr と、前記 A pressure command VqRef, and the motor rotational angular velocity .omega.r, wherein
磁束方向電流実際値Id と、前記トルク電流実際値Iq The actual value Id flux direction current, the torque current actual value Iq
を入力として、(VqRef −Rq ・Iq )÷ωr −(L As input, (VqRef -Rq · Iq) ÷ ωr - (L
d ・Id )に基いて永久磁石磁束推定値を求めて出力す Outputs seeking permanent magnet flux estimation value based on the d · Id)
る永久磁石磁束推定部と、前記加算部から出力される磁 And the permanent magnet flux estimation unit that, magnetic output from the adder unit
束方向電流指令と、トルク指令と、前記永久磁石磁束推 A bundle direction current command, the torque command, the permanent magnet flux estimation
定部からの永久磁石磁束推定値を入力として、磁束方向 As input permanent magnet flux estimates from tough, magnetic flux direction
電流指令とトルク電流指令を求める電流指令演算部と、 A current calculation unit for obtaining the current command and the torque current command,
前記電流指令演算部から出力される磁束方向電流指令と And is the flux direction current command outputted from the current command calculation unit
前記トルク電流指令を入力として、磁束方向電圧指令と As input the torque current command, and the flux direction voltage command
トルク方向電圧指令を出力する電圧フィードフォワード Voltage feedforward outputs torque direction voltage command
演算部と、前記電圧フィードフォワード演算部からの磁 A calculation unit, magnetic from the voltage feedforward calculation unit
束方向電圧指令及び前記トルク方向電圧指令を入力とし Flux direction voltage instruction and as input the torque direction voltage command
て、電圧ベクトルの大きさと電圧ベクトルの角度を演算 Te, calculating the angle of the magnitude of the voltage vector of the voltage vector
する極座標変換部と、前記極座標変換部からの電圧ベク A polar coordinate conversion section for, the voltage vector from the polar coordinate conversion section
トルの大きさを入力として、入力された電圧ベクトルの As input magnitude of the torque, the voltage vector input
大きさが、前記インバータの出力できる最大電圧を越え Magnitude, exceed the maximum voltage that can be output from the inverter
ているときには、電圧ベクトルの大きさを制限して新た When you are newly limit the magnitude of the voltage vector
な電圧ベクトルの大きさとして出力する電圧ベクトルの Of the voltage vector to be output as the magnitude of such voltage vector
大きさ制限部と、前記磁束方向電圧指令と、前記トルク The size limit portion, and the flux direction voltage instruction, the torque
方向電圧指令と、トルク電流実際値と、磁束方向電流実 And direction voltage command and the torque current actual value, the magnetic flux direction current actual
際値と、前記回転角速度を入力として、トルク実際値を And Saine, as inputs the rotation angular velocity, the torque actual value
演算する実トルク演算部と、前記トルク指令と、前記ト An actual torque calculation section for calculating, and the torque command, the bets
ルク実際値を入力として、前記トルク実際値が前記トル As input torque actual value, the actual torque is the torque
ク指令に追従するようにトル ク角補正値を演算するトル Torr for calculating the torque angle correction value so as to follow the click command
ク角制御部と、前記電圧ベクトルの大きさ制限部から出 And click angle control unit, out of the size limit of the voltage vector
力される電圧ベクトルの大きさと、前記電圧ベクトルの And the magnitude of the voltage vector to be force, of the voltage vector
角度と、前記トルク角補正値と、前記回転子位相との和 The angle, and the torque angle correction value, sum of the rotor phase
を入力として、多相PWM電圧指令を前記インバータに As inputs, a multi-phase PWM voltage command to the inverter
出力するPWM電圧発生部とを有する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置である。 A control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor and a PWM voltage generation unit for outputting. 【0007】請求項2に対応する発明によれば、 永久磁 According to the invention corresponding to claim 2, permanent magnetic
石磁束推定部を備えているので、請求項1に対応する発 Is provided with the stone flux estimator, issued corresponding to claim 1
明の作用に加えて、永久磁石の温度が変化しても制御が In addition to the light effects, the control even when the temperature of the permanent magnets is changed
可能である。 Possible it is. 【0008】前記目的を達成するため、請求項3に対応する発明は、直流電力を交流電力に変換するインバータにより車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置において、前記車両駆動用永久磁石同期電動機の回転子位相を入力として回転角速度を演算する回転角速度演算部と、 前記回転角速 [0008] To achieve the aforementioned object, the present invention corresponding to claim 3, in the control apparatus of a vehicle driving permanent magnet synchronous motor that controls a vehicle driving permanent magnet synchronous motor by an inverter for converting DC power to AC power a rotation angular velocity computation section that computes the rotation angular velocity rotor phase of the vehicle driving permanent magnet synchronous motor as an input, the rotation angle speed
度演算部から出力される回転角速度を入力として、磁束 As input rotation angular velocity outputted from degrees calculation unit, the magnetic flux
方向電流フィードフォワード指令値を演算する磁束方向 Flux direction for calculating the direction current feedforward command value
電流フィードフォワード演算部と、電圧ベクトルの大き A current feedforward calculation unit, the voltage vector magnitude
さ制限値である電圧ベクトル制限値と、電圧ベクトルの A voltage vector limit value is a limit value, the voltage vector
大きさとの偏差に基づいて、磁束方向電流補正値を演算 Based on the deviation between the magnitude, calculating a magnetic flux direction current correction value
する磁束方向電流補正値演算部と、前記磁束方向電流フ The flux direction current correction value calculating portion for the magnetic flux direction current off
ィードフォワード演算部から出力される磁束方向電流フ Flux direction current off output from I over feedforward calculation unit
ィードフォワード指令値と、前記磁束方向電流補正値演 And over-forward command value, said magnetic flux direction current correction value Starring
算部から出力される磁束方向電流補正値との和である磁 OR a is magnetic and the magnetic flux direction current correction value output from the calculation unit
束方向電流指令値を出力する加算部と、前記加算部から An adder for outputting the flux direction current command value, from the addition unit
出力される磁束方向電流指令と、トルク指令を入力とし And the flux direction current command outputted, and inputs the torque command
て、磁束方向電流指令とトルク電流を求める電流指令演 Te, the current command Starring obtaining a magnetic flux direction current command and the torque current
算部と、前記電流指令演算部から出力される磁束方向電 Calculation unit and, flux direction electric output from the current calculation unit
流指令と前記トルク電流指令を入力として、磁束方向電 As input the torque current command and the flow command, the magnetic flux direction electrostatic
圧指令とトルク方向電圧指令を出力する電圧フィードフ Voltage and outputs a pressure command and the torque direction voltage command Fidofu
ォワード演算部と、前記電圧フィードフォワード演算部 And Owado arithmetic unit, said voltage feedforward calculation unit
からの磁束方向電圧指令及び前記トルク方向電圧指令を入力として、電圧ベクトルの大きさと電圧ベクトルの角度を演算する極座標変換部と、 前記極座標変換部からの As flux direction voltage instruction and inputs the torque direction voltage instruction from a polar coordinate conversion section for calculating the angle of the magnitude and the voltage vector of the voltage vector, from the polar coordinate conversion section
電圧ベクトルの大きさを入力として、入力された電圧ベクトルの大きさが、前記インバータの出力できる最大電圧を越えているときには、電圧ベクトルの大きさを制限して新たな電圧ベクトルの大きさとして出力する電圧ベクトルの大きさ制限部と、 磁束方向電流実際値と、前記 As inputs the magnitude of the voltage vector, the magnitude of the voltage vector input is output, when it exceeds the maximum voltage that can output of the inverter, to limit the magnitude of the voltage vector as the magnitude of the new voltage vector the size limit of the voltage vectors, the flux direction current actual value, the
トルク電流実際値を入力として、トルク実際値を演算する実トルク演算部と、前記トルク指令と、前記トルク実際値を入力として、前記トルク実際値が前記トルク指令に追従するようにトルク角補正値を演算するトルク角制御部と、前記電圧ベクトルの大きさ制限部から出力される電圧ベクトルの大きさと、前記極座標変換部から出力される電圧ベクトルの角度と、前記トルク角補正値と、 As the input torque current actual value, the actual torque calculation section for calculating the torque actual value and, with the torque command as an input the actual torque, the torque actually torque angle as the value to follow the torque command correction value and the torque angle control unit for calculating and a magnitude of the voltage vector output from the size limit of the voltage vector, the angle of the voltage vector output from the polar coordinate conversion unit, and the torque angle correction value,
前記回転子位相との和を入力として、多相PWM電圧指令を前記インバータに出力するPWM電圧発生部とを有する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置である。 Wherein as input the sum of the rotor phase is a controller for a permanent magnet synchronous motor for driving a vehicle and a PWM voltage generation unit for outputting the multi-phase PWM voltage command to the inverter. 【0009】請求項3に対応する発明によれば、 請求項 According to the invention corresponding to claim 3, claim
1と同様の作用効果が得られる。 Same effect as 1 can be obtained. 【0010】 【0011】 【発明の実施の形態】<第1の実施形態> 以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <First Embodiment> Hereinafter, will be described with reference to the embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings. 第1の実施形態を、図1〜図3を用いて説明する。 The first embodiment will be described with reference to FIGS. 図1に示す第1の実施形態において、車両駆動用永久磁石同期電動機SMの制御装置は、磁束方向電流指令演算部11 In the first embodiment shown in FIG. 1, the control apparatus for a permanent magnet synchronous motor SM for driving a vehicle is the flux direction current finger Ryo演 calculation unit 11
と、電圧指令演算部12と、極座標変換部13と、電圧ベクトルの大きさ制限部14と、実トルク演算部15 When a voltage command calculation unit 12, a polar coordinate conversion section 13, a size restriction portion 14 of the voltage vector, the actual torque calculation section 15
と、トルク角制御部16と、PWM電圧発生部17と、 When a torque angle control unit 16, a PWM voltage production unit 17,
回転角速度演算部18とで構成される。 Composed of a rotation angular velocity computation section 18. なお、図1において、Wは直流架線、PGはパンタグラフ、INVはインバータである。 Incidentally, in FIG. 1, W is a direct current overhead wire, PG pantograph, INV denotes an inverter. 【0012】磁束方向電流指令演算部11においては、 [0012] In the magnetic flux direction current finger Ryo演 calculation unit 11,
後述する電動機角速度(電動機回転角周波数)ωrを入力として、次の演算により磁束方向電流指令IdRefを出力する。 As inputs the motor angular velocity (motor rotational angular frequency) .omega.r described later, and outputs the magnetic flux direction current instruction IdRef by the following calculation. 【0013】今、永久磁石の磁束方向をd軸、それと直角の方向をq軸とする。 [0013] Now, d-axis magnetic flux direction of the permanent magnets, therewith the direction perpendicular to the q-axis. IdRefは、電動機回転角周波数の大きさにより次の(1 )式で求める。 IdRef is the magnitude of the motor rotation angular frequency determined by the following equation (1). ωr ≧ωr0の時、IdRef={(ωr0−ωr )・Φf }÷(ωr ・Ld ) …(1 ) ωr <ωr0の時、IdRef=0 ただし、ωr0は一定の角周波数、Φf は永久磁石磁束、 When ωr ≧ ωr0, when IdRef = {(ωr0-ωr) · Φf} ÷ (ωr · Ld) ... (1) ωr <ωr0, IdRef = 0 However, Omegaaru0 certain angular frequency, .phi.f permanent magnet flux ,
Ld はd軸インダクタンス。 Ld is d-axis inductance. 【0014】電圧指令演算部12の動作を図2を用いて説明する。 [0014] The operation of the voltage command calculation unit 12 will be described with reference to FIG. 電圧指令演算部12は、電流指令演算部12 Voltage command calculation unit 12, a current command calculation section 12
1と、電圧フィードフォワード演算部122とで構成される。 1, and a voltage feedforward calculation unit 122. 【0015】電流指令演算部121は、磁束方向電流指令値演算部11から出力される磁束方向電流指令値IdR The specified current calculation unit 121, the magnetic flux direction current instruction value IdR output from the magnetic flux direction current command value calculating section 11
efと、トルク指令値TorqRefを入力として、次の(2 And ef, as inputs the torque command value TorqRef, the following (2
)式の演算により磁束方向電流指令IdRef1とトルク電流指令 IqRefを求めて出力する。 ) Obtains and outputs the magnetic flux direction current instruction IdRef1 and the torque current command IqRef by calculation of expression. 【0016】 IdRef1=IdRef IqRef=TorqRef÷{Φf +(Ld −Lq )・IdRef1} …(2 ) ただし、Lq はq軸インダクタンス電圧フィードフォワード演算部122においては、電流指令演算部121から出力される磁束方向電流指令IdR [0016] IdRef1 = IdRef IqRef = TorqRef ÷ {Φf + (Ld -Lq) · IdRef1} ... (2) However, Lq is the q-axis inductance voltage feedforward calculation unit 122 is output from the specified current calculation unit 121 the magnetic flux direction current instruction IdR
ef1と、トルク電流指令IqRefを入力として、磁束方向電圧指令VdRefとトルク方向電圧指令VqRefを次の(3 And ef1, as an input torque current command IqRef, a magnetic flux direction voltage instruction VdRef the torque direction voltage instruction VqRef follows (3
)、(4 )式により求める。 ), Determined by equation (4). 【0017】 VdRef=Rd ・IdRef1−ωr ・Lq ・IqRef …(3 ) VqRef=Rq ・IqRef+ωr ・(Ld ・IdRef1+Φf ) …(4 ) ただし、Rd はd軸抵抗、Rq はq軸抵抗。 [0017] VdRef = Rd · IdRef1-ωr · Lq · IqRef ... (3) VqRef = Rq · IqRef + ωr · (Ld · IdRef1 + Φf) ... (4) However, Rd is d-axis resistance, Rq is the q-axis resistance. 【0018】極座標変換部13においては、電圧指令演算部12から出力される磁束方向電圧指令VdRefとトルク方向電圧指令VqRefを入力として、次の演算により、 [0018] In polar coordinates conversion unit 13 is input with flux direction voltage instruction VdRef the torque direction voltage instruction VqRef outputted from the voltage command calculation unit 12, by the following operation,
電圧ベクトルの大きさ|V|と電圧ベクトルの磁束軸方向に対する角度δを出力する。 And outputs the angle δ with respect to the magnetic flux direction of the voltage vector | V | magnitude of the voltage vector. 【0019】 【数1】 [0019] [number 1] 【0020】電圧ベクトルの大きさ制限部14においては、極座標変換部13から出力される電圧ベクトルの大きさ|V|を入力として、次の条件分岐によりあらたな電圧ベクトルの大きさ|V|Lim を求めて出力する。 [0020] In the size limit section 14 of the voltage vector, the magnitude of the voltage vector output from the polar coordinate conversion section 13 | V | as input, the magnitude of the new voltage vector by the following conditional branch | V | Lim the seeking to output. 【0021】 (1)|V|≧|V|Ref のとき、|V|Lim =|V|Ref (2)|V|<|V|Ref のとき、|V|Lim =|V| 実トルク演算部15は、電圧指令演算部12から出力される磁束方向電圧指令VdRefとトルク方向電圧指令VqR [0021] (1) | V | ≧ | V | when the Ref, | V | Lim = | V | Ref (2) | V | <| V | when the Ref, | V | Lim = | V | actual torque calculating section 15, the magnetic flux direction voltage instruction VdRef outputted from the voltage command calculation unit 12 and the torque direction voltage instruction VqR
efと、磁束方向電流実際値Idとトルク電流実際値Iq And ef, flux direction current actual value Id and the torque current actual value Iq
と、回転角速度演算部18から出力される電動機回転角速度ωr を入力として、次の(7 )式の演算によりトルク実際値を求めて出力する。 If, as an input an electric motor rotational angular velocity ωr output from the rotational angular velocity calculating unit 18 obtains and outputs the actual torque by calculation of the following equation (7). 【0022】 Torq ={VdRef・Id +VqRef・Iq }÷ωr …(7 ) トルク角制御部16は、トルク指令値(実トルク) To [0022] Torq = {VdRef · Id + VqRef · Iq} ÷ ωr ... (7) torque angle control unit 16, a torque command value (actual torque) the To
rqRef と実トルク演算部15から出力されるトルク実際値Torq を入力として次の(8 )式で表される比例積分制御によりトルク角補正値Δθを出力する。 And it outputs the torque angle correction value Δθ by the proportional integral control as input torque actual value Torq output from rqRef and the actual torque calculating unit 15 is expressed by the following equation (8). 【0023】 Δθ={(Kp ・s+Ki )×(TorqRef−Torq )}÷s …(8 ) ただし、s:微分演算子Kp :比例ゲイン、Ki :積分ゲイン。 [0023] Δθ = {(Kp · s + Ki) × (TorqRef-Torq)} ÷ s ... (8) However, s: differential operator Kp: proportional gain, Ki: integral gain. 【0024】PWM電圧発生部17の動作を図3を用いて説明する。 [0024] The operation of the PWM voltage production unit 17 will be described with reference to FIG. PWM電圧発生部17においては、電圧ベクトルの大きさ制限部14から出力される電圧ベクトルの大きさ|V|Lim と、トルク制御部16から出力されるトルク角補正値Δθと、回転子位相θr と、極座標変換部13から出力される電圧ベクトル角度δの3値の和であるインバータ位相θ1を入力として電圧指令Vu In the PWM voltage production unit 17, the magnitude of the voltage vector to be outputted from the size restriction portion 14 of the voltage vector | V | and Lim, a torque angle correction value Δθ outputted from the torque angle control unit 16, the rotor phase θr and the voltage command Vu as input inverter phase θ1 is the sum of three values of the voltage vector angle δ output from the polar coordinate converter 13
PWM 、VvPWM 、VwPWM を出力する。 PWM, VvPWM, outputs the VwPWM. 【0025】ここで、NPC(中性点クランプ式)インバータを用いて永久磁石同期電動機を駆動する場合を例に説明する。 [0025] Here, a case of driving a permanent magnet synchronous motor with NPC (neutral point clamped) inverter as an example. 入力されたインバータ位相θ1を用いて、 Using an inverter phase θ1 inputted,
u,v,w各相インバータ位相θu、θv 、θw を(9 u, v, w phase inverter phase θu, θv, the θw (9
)〜(11)式のように演算する。 ) Is calculated as - (11). 【0026】 θu =θ1+π/2 …(9 ) θv =θ1+π/2−2π/3 …(10) θw =θ1+π/2−4π/3 …(11) U相インバータ位相θu を用いて次の(12)、(13)式の演算によりU相PWM電圧指令VuPWM を出力する。 [0026] θu = θ1 + π / 2 ... (9) θv = θ1 + π / 2-2π / 3 ... (10) θw = θ1 + π / 2-4π / 3 ... (11) follows using the U-phase inverter phase .theta.u (12 ), and it outputs the U-phase PWM voltage commands VuPWM by calculation of equation (13). 【0027】 VuPWM =+Vdc/2…(0≦θu <π) …(12) VuPWM =−Vdc/2…(π≦θu <2π) …(13) 同様にV相PWM電圧指令VvPWM 、W相電圧指令Vw [0027] VuPWM = + Vdc / 2 ... (0 ≦ θu <π) ... (12) VuPWM = -Vdc / 2 ... (π ≦ θu <2π) ... (13) Similarly V-phase PWM voltage instruction VvPWM, W-phase voltage Directive Vw
PWM も次の(14)〜(17)式のように出力される。 PWM is also output as in the following (14) to (17) below. 【0028】 VvPWM =+Vdc/2…(0≦θv <π) …(14) VvPWM =−Vdc/2…(π≦θv <2π) …(15) VwPWM =+Vdc/2…(0≦θw <π) …(16) VwPWM =−Vdc/2…(π≦θw <2π) …(17) 回転角速度演算部18においては、センサ19により検出される永久磁石磁束角度(回転子位相) θr を入力として、次の(18)式の演算により、電動機回転角速度ω [0028] VvPWM = + Vdc / 2 ... (0 ≦ θv <π) ... (14) VvPWM = -Vdc / 2 ... (π ≦ θv <2π) ... (15) VwPWM = + Vdc / 2 ... (0 ≦ θw <π ) ... (16) VwPWM = -Vdc / 2 ... ( in π ≦ θw <2π) ... ( 17) rotation angular velocity computation unit 18 is input with the permanent magnet flux angle (rotor phase) [theta] r detected by the sensor 19 , by calculation of the following equation (18), the motor rotational angular velocity ω
r を演算して出力する。 By calculating the r output. 【0029】 ωr =s・θr …(18) (sは微分演算子) 以上述べた第1の実施形態によれば、電圧ベクトルの大きさがインバータ出力電圧最大値を超える場合には、電圧ベクトルの大きさを固定することにより弱め磁束電流を必要最小限に抑えるとともに、空転制御等に必要な高速トルク制御性能を、トルク角制御によって確保することができる。 [0029] ωr = s · θr ... (18) (s is a differential operator) According to the first embodiment described above, when the magnitude of the voltage vector exceeds the inverter output voltage maximum value, the voltage vector while suppressing to a minimum the weakening current by fixing the size of the high-speed torque control performance required idling control or the like, it can be ensured by the torque angle control. 【0030】<第2の実施形態> 本発明の車 両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置に対応する第2の実施形態を、図4を用いて説明する。 [0030] <Second Embodiment> The second embodiment corresponding to the control device of the vehicle both driving permanent magnet synchronous motor of the present invention will be described with reference to FIG. 【0031】第2の実施形態における車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置1は、磁束方向電流指令演算部11と、電圧指令演算部12と、極座標変換部13と、 The control apparatus 1 for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor in a second embodiment, the magnetic flux direction current finger Ryo演 calculation unit 11, a voltage command calculation unit 12, a polar coordinate conversion section 13,
電圧ベクトルの大きさ制限部14と、実トルク演算部1 The size limit section 14 of the voltage vector, the actual torque calculation section 1
5と、トルク角制御部16と、PWM電圧発生部17 5, a torque angle control unit 16, PWM voltage generating unit 17
と、回転角速度演算部18とで構成される。 When, and a rotational angular velocity calculating unit 18. 【0032】磁束方向電流指令演算部11は、磁束方向電流フィードフォワード演算部111と、磁束方向電流補正値演算部112とで構成され、磁束方向電流フィードフォワード演算部111は回転角速度演算部18からの電動機回転角速度ωr を入力として、磁束方向電流フィードフォワード指令値IdRef FFを演算して出力する。 The flux direction current calculation unit 11 includes a magnetic flux direction current feedforward calculation unit 111, is composed of a magnetic flux direction current correction value calculating unit 112, the magnetic flux direction current feedforward calculation unit 111 from the rotational angular velocity calculating section 18 as input for the motor rotational angular velocity .omega.r, it calculates and outputs magnetic flux direction current feedforward command value IdRef FF. 磁束方向電流補正値演算部112は電圧ベクトルの大きさの指令値|V|Lim と極座標変換部13から出力される電圧ベクトル|V|の大きさを入力として磁束方向電流補正値を演算して出力する。 Flux direction current correction value calculating unit 112 the magnitude of the command value of the voltage vector | V | Lim and voltage vector output from the polar coordinate conversion section 13 | V | of calculating the magnetic flux direction current correction value magnitude as the input Output. そしてIdRef FF And IdRef FF
と磁束方向電流補正値の和IdRef を磁束方向電流指令演算部11 から出力するものである。 A and outputs the sum IdRef flux direction current correction value from the magnetic flux direction current calculation unit 11. 【0033】具体的には、電動機回転角速度ωr と、電圧ベクトルの大きさ制限部14から出力される電圧ベクトルの大きさ|V|Lim と、極座標変換部13から出力される電圧ベクトルの大きさ|V|とを入力として、次の(19)式の演算により磁束方向電流指令値IdRef を求めて出力する。 [0033] Specifically, the motor rotational angular velocity .omega.r, the magnitude of the voltage vector to be outputted from the size restriction portion 14 of the voltage vector | V | and Lim, voltage vectors output from the polar coordinate converter 13 size | V | and as input, obtains and outputs the magnetic flux direction current instruction value IdRef by calculation of the following equation (19). 【0034】ωr ≧ωr0の時、 IdRef ={(ωr0−ωr )・Φf }÷(ωr ・Ld )+ΔIdRef …(19) ωr <ωr0の時、IdRef =ΔIdRef ただし、ωr0は一定の角周波数、Φf は永久磁石磁束、 [0034] When ωr ≧ ωr0, when IdRef = {(ωr0-ωr) · Φf} ÷ (ωr · Ld) + ΔIdRef ... (19) ωr <of ωr0, IdRef = ΔIdRef However, Omegaaru0 certain angular frequency, .phi.f permanent magnet flux,
Ld はd軸インダクタンス。 Ld is d-axis inductance. 【0035】ただし、ΔIdRef は、次の(20)式により求めるものとする。 [0035] However, ΔIdRef shall be determined by the following equation (20). ΔIdRef ={Kpd・s・Kid}×(|V|Lim −|V|)÷s …(20) ただし、sは微分演算子、 Kpd:比例ゲイン、Kid:積分ゲイン。 ΔIdRef = {Kpd · s · Kid} × (| V | Lim - | V |) ÷ s ... (20) However, s is a differential operator, Kpd: proportional gain, Kid: integral gain. 【0036】その他の構成要素における動作は、第1の実施形態と同一である。 The operation of other components is the same as the first embodiment. 以上述べた第2の実施形態によれば、磁束方向電流指令演算部11が、磁束方向電流フィードフォワード演算部111と、磁束方向電流補正値演算部112と、加算部で構成されているため、微調整が不要である。 According to the second embodiment described above, the magnetic flux direction current calculation unit 11, the magnetic flux direction current feedforward calculation unit 111, a magnetic flux direction current correction value calculating unit 112, and a summing unit, fine-tuning is not required. 【0037】<第3の実施形態>本発明の車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置に対応する第3の実施形態を、図5および図6を用いて説明する。 [0037] The third embodiment corresponding to <Third Embodiment> control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the present invention will be described with reference to FIGS. 【0038】第3の実施形態における車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置1は、図5に示すように磁束 The third control apparatus 1 for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor in an embodiment of the magnetic flux direction as shown in FIG. 5
電流指令演算部11と、電圧指令演算部12と、極座標変換部13と、電圧ベクトルの大きさ制限部14と、 A counter current finger Ryo演 calculation unit 11, a voltage command calculation unit 12, a polar coordinate conversion section 13, a size restriction portion 14 of the voltage vector,
実トルク演算部15と、トルク角制御部16と、PWM The actual torque calculation section 15, a torque angle control unit 16, PWM
電圧発生部17と、回転角速度演算部18と、永久磁石磁束推定部21とで構成される。 A voltage generating unit 17, a rotational angular velocity calculating section 18, and a permanent magnet flux estimator 21. 【0039】永久磁石磁束推定部21においては、図6 [0039] The permanent magnet flux estimation unit 21, FIG. 6
に示すように電圧指令演算部12から出力されるトルク Torque output from the voltage command calculation unit 12 as shown in
方向電圧指令VqRef と、電動機回転角速度ωr と、磁束方向電流実際値Id と、トルク電流実際値Iq を入力として、次の演算により、永久磁石磁束推定値Φf ーH And direction voltage command VqRef, the motor rotational angular velocity .omega.r, the actual value Id flux direction current, as the input torque current actual value Iq, the next operation, the permanent magnet flux estimation value Φf over H
を求めて出力する。 The seeking to output. 【0040】Φf ーH=(VqRef −Rq ・Iq )÷ω [0040] Φf over H = (VqRef -Rq · Iq) ÷ ω
r −(Ld ・Id ) …(21)電圧指令演算部12の構成要素である電流指令演算部121と電圧フィードフォワード演算部122は、永久磁石磁束推定部21から出力される永久磁石磁束Φf ーHをもちいて、それぞれ次のように動作する。 r - (Ld · Id) ... (21) voltage and current calculation unit 121 which is a component of the voltage command calculation unit 12 a feed-forward computing unit 122, the permanent magnet flux Φf over output from the permanent magnet flux estimator 21 using a H, respectively operate as follows. 【0041】電流指令演算部121においては、磁束方向電流指令演算部11から出力される磁束方向電流指令値IdRefと、トルク指令値TorqRef と、永久磁石磁束推定部21から出力される永久磁束推定値Φf ーH [0041] In current calculation unit 121, the magnetic flux direction current instruction value IdRef outputted from the magnetic flux direction current finger Ryo演 calculation unit 11, the torque command value TorqRef, permanent magnetic flux output from the permanent magnet flux estimator 21 estimate Φf over H
を入力として、次の演算により磁束方向電流指令IdRe As inputs, magnetic flux direction current instruction IdRe by the following calculation
f 1とトルク電流指令 IqRef を求めて出力する。 seeking f 1 and the torque current command IqRef outputs. 【0042】 IdRef 1=IdRef …(22) IqRef =TorqRef÷{Φf ーH+(Ld −Lq )・IdRef 1} …(23) ただし、Ld はd軸インダクタンス、Lq はq軸インダクタンスである。 [0042] IdRef 1 = IdRef ... (22) IqRef = TorqRef ÷ {Φf over H + (Ld -Lq) · IdRef 1} ... (23) However, Ld is a d-axis inductance, Lq is a q-axis inductance. 【0043】電圧フィードフォワード演算部122においては、電流指令演算部121から出力される磁束方向電流指令IdRef と、トルク電流指令IqRef と永久磁石磁束推定部21から出力される永久磁石磁束推定値Φ The voltage at the feed-forward computing unit 122, current and flux direction current instruction IdRef output from command computation unit 121, a torque current command IqRef and the permanent magnet flux estimation unit 21 the permanent magnet flux estimation value output from the Φ
f ーHを入力として、磁束方向電圧指令VdRef とトルク方向電圧指令VqRef を次の演算により求める。 As input f over H, obtaining a magnetic flux direction voltage instruction VdRef the torque direction voltage instruction VqRef by the following calculation. 【0044】 VdRef =Rd ・IdRef 1−ωr ・Lq ・IqRef …(24) VqRef =Rq ・IqRef +ωr ・(Ld ・IdRef 1+Φf ーH) …(25) ただし、Rd はd軸抵抗、Rq はq軸抵抗であり、その他の構成要素における動作は第1の実施形態と同一である。 [0044] VdRef = Rd · IdRef 1-ωr · Lq · IqRef ... (24) VqRef = Rq · IqRef + ωr · (Ld · IdRef 1 + Φf over H) ... (25) However, Rd is d-axis resistance, Rq is the q-axis the resistance, operation in the other components are the same as those of the first embodiment. 【0045】以上述べた第3の実施形態によれば、永久磁石磁束推定部21を備えているので、第1の実施形態の作用に加えて、永久磁石の温度が変化しても制御が可能である。 [0045] According to the third embodiment described above is provided with the permanent magnet flux estimation unit 21, in addition to the operation of the first embodiment, can be controlled even when the temperature of the permanent magnets is changed it is. 【0046】<第4の実施形態>本発明の車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置に対応する第4の実施形態を、図7を用いて説明する。 [0046] The <Fourth Embodiment> A fourth embodiment corresponding to the control apparatus for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the present invention will be described with reference to FIG. 【0047】磁束方向電流指令演算部11と、電圧指令演算部12と、極座標変換部13と、電圧ベクトルの大きさ制限部14と、実トルク演算部15と、トルク角制御部16と、PWM電圧発生部17とで構成される。 The magnetic flux direction current finger Ryo演 calculation unit 11, a voltage command calculation unit 12, a polar coordinate conversion section 13, a size restriction portion 14 of the voltage vector, the actual torque calculation section 15, a torque angle control unit 16 , and a PWM voltage production unit 17. 【0048】実トルク演算部15においては、トルク電流実際値Iq と、磁束方向電流実際値Id を入力として、次の演算により、実トルクTorqを推定演算して出力する。 [0048] In actual torque calculating unit 15, as input and actual value Iq torque current, the magnetic flux direction current actual value Id, the next operation, and outputs the actual torque Torq estimation calculation to. 【0049】 Torq=p{Φf +(Ld −Lq )・Id }・Iq …(26) (pは電動機極対数) 磁束電流指令演算部11と、電圧指令演算部12と、極座標変換部13と、電圧ベクトルの大きさ制限部14 [0049] The Torq = p {Φf + (Ld -Lq) · Id} · Iq ... (26) (p is motor pole pairs) flux current finger Ryo演 calculation unit 11, a voltage command calculation unit 12, the polar coordinate conversion section 13, the voltage vector magnitude limit 14
と、トルク角制御部16と、PWM電圧発生部17の動作は、第1の実施形態と同一である。 When a torque angle control unit 16, the operation of the PWM voltage production unit 17 is the same as the first embodiment. 以上述べた第4の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な作用効果が得られる。 According to the fourth embodiment described above, the same effects as the first embodiment can be obtained. 【0050】 【発明の効果】本発明の車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置によれば、インバータ出力電圧が最大値に近くなる高速運転を行う場合にも、弱め磁束電流を最小限に抑えながら電流制御系が不安定にならないようにすることができる。 [0050] According to the control apparatus for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the present invention, when performing a high speed operation the inverter output voltage is close to the maximum value also minimizes the flux-weakening current current control system can be prevented from becoming unstable while.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置の第1の実施形態の全体構成を説明するための機能ブロック図。 Functional block diagram illustrating the overall configuration of a first embodiment of a control device BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] a vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the present invention. 【図2】図1の電圧指令演算部の構成を説明する図。 FIG. 2 is a diagram of explaining configuration of the voltage command calculation unit of FIG. 【図3】図1のPWM電圧発生部の動作を説明する図。 Figure 3 illustrates an operation of a PWM voltage generation unit of FIG. 【図4】本発明の第2実施形態の磁束方向電流指令演算部の動作を説明する図。 Diagram for explaining the operation of the magnetic flux direction current calculation unit of the second embodiment of the present invention; FIG. 【図5】本発明の車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置の第3の実施形態の全体構成を説明するための機能ブロック図。 Figure 5 is a functional block diagram for explaining an overall configuration of a third embodiment of a control apparatus for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the present invention. 【図6】第3の実施形態における永久磁石磁束推定部の動作を説明する図。 Figure 6 illustrates an operation of the permanent magnet flux estimation unit in the third embodiment. 【図7】本発明の車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置の第4の実施形態の全体構成を説明するための機能ブロック図。 Figure 7 is a functional block diagram for explaining an overall configuration of a fourth embodiment of a control apparatus for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor of the present invention. 【符号の説明】 SM…車両駆動用永久磁石同期電動機、 11…磁束方向電流指令演算部、 12…電圧指令演算部、 13…極座標変換部、 14…電圧ベクトルの大きさ制限部、 15…実トルク演算部、 16…トルク角制御部、 17…PWM電圧発生部、 18…回転角速度演算部、 W…直流架線、 PG…パンタグラフ、 INV…インバータ。 [EXPLANATION OF SYMBOLS] SM ... vehicle driving permanent magnet synchronous motor, 11 ... magnetic flux direction current calculation unit, 12 ... voltage command calculation unit, 13 ... polar coordinate conversion unit, the size limit of 14 ... voltage vector, 15 ... actual torque calculating unit, 16 ... torque angle control unit, 17 ... PWM voltage generating unit, 18 ... rotation angular velocity computation section, W ... DC overhead wire, PG ... pantograph, INV ... inverter.

フロントページの続き (72)発明者 中沢 洋介 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝府中工場内 (56)参考文献 特開 平8−126400(JP,A) 特開 平1−231677(JP,A) 特開 平5−30774(JP,A) 特開 平4−101691(JP,A) (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 B60L 1/00 - 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42 Of the front page Continued (72) inventor Yosuke Nakazawa Fuchu, Tokyo Toshiba-cho, address, Ltd. Toshiba Fuchu in the factory (56) Reference Patent flat 8-126400 (JP, A) JP flat 1-231677 (JP , a) JP flat 5-30774 (JP, a) JP flat 4-101691 (JP, a) (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 B60L 1/00 ​​- 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流電力を交流電力に変換するインバータにより車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置において、 前記車両駆動用永久磁石同期電動機の回転子位相を入力として回転角速度を演算する回転角速度演算部と、 前記回転角速度演算部から出力される回転角速度を入力 (57) The control apparatus of the Claims 1 permanent magnet for driving the vehicle by an inverter which converts DC power to AC power synchronous motor vehicle driving permanent magnet synchronous motor that controls, for the vehicle driving input a rotation angular velocity computation section that computes the rotation angular velocity rotor phase of the permanent magnet synchronous motor as an input, the rotation angular velocity output from the rotation angular velocity computation section
    として、磁束方向電流フィードフォワード指令値を演算 As, it calculates the magnetic flux direction current feedforward command value
    する磁束方向電流フィードフォワード演算部と、 電圧ベクトルの大きさ制限値である電圧ベクトル制限値 The flux direction current feedforward calculation unit for, voltage vector limit the magnitude limit of the voltage vector
    と、電圧ベクトルの大きさとの偏差に基づいて、磁束方 If, based on the deviation between the magnitude of the voltage vector, the magnetic flux direction
    向電流補正値を演算する磁束方向電流補正値演算部と、 前記磁束方向電流フィードフォワード演算部から出力さ The flux direction current correction value calculator for calculating the direction current correction value, is outputted from the magnetic flux direction current feedforward calculation unit
    れる磁束方向電流フィードフォワード指令値と、前記磁 The flux direction current feedforward command value, said magnetic
    束方向電流補正値演算部から出力される磁束方向電流補 Flux direction current auxiliary output from the beam direction current correction value calculating unit
    正値との和である磁束方向電流指令値を出力する加算部 Adder for outputting a magnetic flux direction current instruction value which is the sum of the positive
    と、 前記加算部から出力される磁束方向電流指令と、トルク When the flux direction current command output from the addition section, a torque
    指令を入力として、磁束方向電流指令とトルク電流指令 As input a command, the magnetic flux direction current command and the torque current command
    指令を求める電流指令演算部と、 前記電流指令演算部から出力される磁束方向電流指令と A current calculation unit for obtaining the instruction, the magnetic flux direction current output from the current calculation unit instruction and
    前記トルク電流指令を入力として、磁束方向電圧指令と As input the torque current command, and the flux direction voltage command
    トルク方向電圧指令を出力する電圧フィードフォワード Voltage feedforward outputs torque direction voltage command
    演算部と、 前記電圧フィードフォワード演算部からの 磁束方向電圧指令及びトルク方向電圧指令を入力として、電圧ベクトルの大きさと電圧ベクトルの角度を演算する極座標変換部と、 前記極座標変換部からの電圧ベクトルの大きさを入力として、入力された電圧ベクトルの大きさが、前記インバータの出力できる最大電圧を越えているときには、電圧ベクトルの大きさを制限して新たな電圧ベクトルの大きさとして出力する電圧ベクトルの大きさ制限部と、 前記磁束方向電圧指令と、前記トルク方向電圧指令と、 A calculation unit, as an input a flux direction voltage instruction and the torque direction voltage instruction from the voltage feedforward calculation unit, and a polar coordinate conversion section for calculating the angle of the magnitude and the voltage vector of the voltage vector, the voltage vector from the polar coordinate conversion section as input magnitude, the magnitude of the voltage vector input is, when it exceeds the maximum voltage that can be output from the inverter, voltage output by limiting the magnitude of the voltage vector as the magnitude of the new voltage vector the size limit of the vector, and the flux direction voltage command, and the torque direction voltage instruction,
    トルク電流実際値と、磁束方向電流実際値と、前記回転角速度を入力として、トルク実際値を演算する実トルク演算部と、 前記トルク指令と、前記トルク実際値を入力として、前記トルク実際値が前記トルク指令に追従するようにトルク角補正値を演算するトルク角制御部と、前記電圧ベクトルの大きさ制限部から出力される電圧ベクトルの大きさと、前記電圧ベクトルの角度と、前記トルク角補正値と、前記回転子位相との和を入力として、多相PWM電圧指令を前記インバータに出力するPWM電圧発生部とを有する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置。 And actual torque current, the actual value flux direction current, as inputs the rotation angular velocity, the actual torque calculation section for calculating an actual torque, and the torque command as an input the actual torque, the actual torque is and the torque angle control unit for calculating a torque angle correction value so as to follow the torque command, and the magnitude of the voltage vector to be outputted from the size limit of the voltage vector, the angle of the voltage vector, the torque angle correction values ​​and as input the sum of the rotor phase, a control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor and a PWM voltage generation unit for outputting the multi-phase PWM voltage command to the inverter. 【請求項2】 直流電力を交流電力に変換するインバー 2. A Invar for converting DC power to AC power
    タにより車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する車両 Vehicle for controlling a permanent magnet for driving a vehicle synchronous motor by motor
    駆動用永久磁石同期電動機の制御装置において、 前記車両駆動用永久磁石同期電動機の回転子位相を入力 The control apparatus for driving permanent magnet synchronous motor, enter the rotor phase of the vehicle driving permanent magnet synchronous motor
    として回転角速度を演算する回転角速度演算部と、 前記回転角速度演算部から出力される回転角速度を入力 A rotation angular velocity computation section that computes a rotation angular velocity, the rotational angular velocity output from the rotation angular velocity computation section input as
    として、磁束方向電流フィードフォワード指令値を演算 As, it calculates the magnetic flux direction current feedforward command value
    する磁束方向電流フィードフォワード演算部と、 圧ベクトルの大きさ制限値である電圧ベクトル制限値と、 圧ベクトルの大きさとの偏差に基づいて、磁束方向電流補正値を演算する磁束方向電流補正値演算部と、 前記磁束方向電流フィードフォワード演算部から出力される磁束方向電流フィードフォワード指令値と、前記磁束方向電流補正値演算部から出力される磁束方向電流補正値との和である磁束方向電流指令を出力する加算部と、 前記トルク方向電圧指令VqRef と、前記電動機回転角 The flux direction current feedforward calculation unit for, the voltage vector limit the magnitude limit of voltage vectors, on the basis of the deviation between the magnitude of the voltage vector, flux direction current correction which calculates a magnetic flux direction current correction value value calculating unit, and the magnetic flux direction current feedforward command value output from the magnetic flux direction current feedforward calculation unit, the magnetic flux direction is the sum of the magnetic flux direction current correction value outputted from the magnetic flux direction current correction value calculating unit an adder for output the current command, and the torque direction voltage instruction VqRef, the motor rotation angle
    速度ωr と、前記磁束方向電流実際値Id と、前記トル And speed .omega.r, said flux direction current actual value Id, the torr
    ク電流実際値Iq を入力として、 (VqRef −Rq ・Iq )÷ωr −(Ld ・Id )に基 As input leakage current actual value Iq, (VqRef -Rq · Iq) ÷ ωr - group (Ld · Id)
    いて永久磁石磁束推定値を求めて出力する永久磁石磁束 Permanent magnet flux for outputting seeking permanent magnet flux estimate have
    推定部と、 前記加算部から出力される磁束方向電流指令と、トルク An estimation unit, and the magnetic flux direction current command output from the addition section, a torque
    指令と、前記永久磁石磁束推定部からの永久磁石磁束推 A command, the permanent magnet flux estimation from the permanent magnet flux estimator
    定値を入力として、磁束方向電流指令とトルク電流指令 As input value, the magnetic flux direction current command and the torque current command
    を求める電流指令演算部と、 前記電流指令演算部から出力される磁束方向電流指令と A current calculation unit for obtaining a magnetic flux direction current command output from the current calculation unit
    前記トルク電流指令を 入力として、磁束方向電圧指令と As input the torque current command, and the flux direction voltage command
    トルク方向電圧指令を出力する電圧フィードフォワード Voltage feedforward outputs torque direction voltage command
    演算部と、 前記電圧フィードフォワード演算部からの磁束方向電圧 A calculation unit, the magnetic flux direction voltage from the voltage feed forward calculation unit
    指令及び前記トルク方向電圧指令を入力として、電圧ベ Command and as input the torque direction voltage command, a voltage base
    クトルの大きさと電圧ベクトルの角度を演算する極座標 Polar coordinates to calculate the angle of the magnitude of the voltage vector of the vector
    変換部と、 前記極座標変換部からの電圧ベクトルの大きさを入力と A conversion unit, and inputs the magnitude of the voltage vector from the polar coordinate conversion section
    して、入力された電圧ベクトルの大きさが、前記インバ To, the magnitude of the voltage vector input, the inverter
    ータの出力できる最大電圧を越えているときには、電圧 When it exceeds the maximum voltage that can be output data, set voltage
    ベクトルの大きさを制限して新たな電圧ベクトルの大き The size of the new voltage vector to limit the magnitude of the vector
    さとして出力する電圧ベクトルの大きさ制限部と、 前記磁束方向電圧指令と、前記トルク方向電圧指令と、 The size limit of the voltage vector Satoshi output, said flux direction voltage command, and the torque direction voltage instruction,
    トルク電流実際値と、磁束方向電流実際値と、前記回転 And actual torque current, and the magnetic flux direction current actual value, the rotational
    角速度を入力として、トルク実際値を演算する実トルク As input angular velocity, actual torque for calculating the torque actual value
    演算部と、 前記トルク指令と、前記トルク実際値を入力として、前 A calculation unit, and the torque command as an input the torque actual value, before
    記トルク実際値が前記トルク指令に追従するようにトル Torr as serial actual torque to follow the torque command
    ク角補正値を演算するトルク角制御部と、 前記電圧ベクトルの大きさ制限部から出力される電圧ベ And the torque angle control unit for calculating the click angle correction value, the voltage base outputted from the size limit of the voltage vector
    クトルの大きさと、前記電圧ベクトルの角度と、前記ト The size of the vector, the angle of the voltage vector, the bets
    ルク角補正値と、前記回転子位相との和を入力として、 A torque angle correction value, the sum of the rotor phase as an input,
    多相PWM電圧指令を前記インバータに出力するPWM PWM for outputting the multi-phase PWM voltage command to the inverter
    電圧発生部とを有する 車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置。 Voltage generator and a control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor having a. 【請求項3】 直流電力を交流電力に変換するインバータにより車両駆動用永久磁石同期電動機を制御する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置において、 前記車両駆動用永久磁石同期電動機の回転子位相を入力として回転角速度を演算する回転角速度演算部と、 前記回転角速度演算部から出力される回転角速度を入力 The control device 3. A DC power vehicle driving permanent magnet synchronous by an inverter that converts the AC power to motor vehicle driving permanent magnet synchronous motor that controls the rotor phase of the vehicle driving permanent magnet synchronous motor input a rotation angular velocity computation section that computes a rotation angular velocity as input, the rotation angular velocity output from the rotation angular velocity computation section
    として、磁束方向電流フィードフォワード指令値を演算 As, it calculates the magnetic flux direction current feedforward command value
    する磁束方向電流フィードフォワード演算部と、 電圧ベクトルの大きさ制限値である電圧ベクトル制限値 The flux direction current feedforward calculation unit for, voltage vector limit the magnitude limit of the voltage vector
    と、電圧ベクトルの大きさとの偏差に基づいて、磁束方 If, based on the deviation between the magnitude of the voltage vector, the magnetic flux direction
    向電流補正値を演算する磁束方向電流補正値演算部と、 前記磁束方向電流フィードフォワード演算部から出力さ The flux direction current correction value calculator for calculating the direction current correction value, is outputted from the magnetic flux direction current feedforward calculation unit
    れる磁束方向電流フィードフォワード指令値と、前記磁 The flux direction current feedforward command value, said magnetic
    束方向電流補正値演算部から出力される磁束方向電流補 Flux direction current auxiliary output from the beam direction current correction value calculating unit
    正値との和である磁束方向電流指令値を出力する加算部 Adder for outputting a magnetic flux direction current instruction value which is the sum of the positive
    と、 前記加算部から出力される磁束方向電流指令と、トルク When the flux direction current command output from the addition section, a torque
    指令を入力として、磁束方向電流指令とトルク電流指令 As input a command, the magnetic flux direction current command and the torque current command
    を求める電流指令演算部と、 前記電流指令演算部から出力される磁束方向電流指令と A current calculation unit for obtaining a magnetic flux direction current command output from the current calculation unit
    前記トルク電流指令を入力として、磁束方向電圧指令と As input the torque current command, and the flux direction voltage command
    トルク方向電圧指令を出力する電圧フィードフォワード Voltage feedforward outputs torque direction voltage command
    演算部と、 前記電圧フィードフォワード演算部からの 磁束方向電圧指令及び前記トルク方向電圧指令を入力として、電圧ベクトルの大きさと電圧ベクトルの角度を演算する極座標変換部と、 前記極座標変換部からの電圧ベクトルの大きさを入力と A calculation unit, as an input a flux direction voltage instruction and the torque direction voltage instruction from the voltage feedforward calculation unit, and a polar coordinate conversion section for calculating the angle of the magnitude and the voltage vector of the voltage vector, the voltage from the polar coordinate conversion section and enter the magnitude of the vector
    して、入力された電圧ベクトルの大きさが、前記インバータの出力できる最大電圧を越えているときには、電圧ベクトルの大きさを制限して新たな電圧ベクトルの大きさとして出力する電圧ベクトルの大きさ制限部と、 磁束方向電流実際値と、前記トルク電流実際値を入力と The size of the to, when the magnitude of the voltage vector input has exceeded the maximum voltage that can be output from the inverter, the voltage vector outputted by limiting the magnitude of the voltage vector as the magnitude of the new voltage vector a limiting portion, and the actual value flux direction current, and inputs the torque current actual value
    して、トルク実際値を演算する実トルク演算部と、 前記トルク指令と、前記トルク実際値を入力として、前記トルク実際値が前記トルク指令に追従するようにトルク角補正値を演算するトルク角制御部と、 前記電圧ベクトルの大きさ制限部から出力される電圧ベクトルの大きさと、前記極座標変換部から出力される電圧ベクトルの角度と、前記トルク角補正値と、前記回転子位相との和を入力として、多相PWM電圧指令を前記インバータに出力するPWM電圧発生部とを有する車両駆動用永久磁石同期電動機の制御装置。 To the actual torque calculating unit for calculating the actual torque, and the torque command as an input the actual torque, torque angle the torque actual value calculates the torque angle correction value so as to follow the torque command the sum of a control unit, and the magnitude of the voltage vector output from the size limit of the voltage vector, the angle of the voltage vector output from the polar coordinate conversion unit, and the torque angle correction value, and the rotor phase as inputs, a control device for a vehicle driving permanent magnet synchronous motor and a PWM voltage generation unit for outputting the multi-phase PWM voltage command to the inverter.
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