JP3627426B2 - Control device for rotating electrical machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転電機の制御装置に関し、特に界磁として永久磁石を有するものに適用して有用なものである。
【0002】
【従来の技術】
インバータで駆動される永久磁石同期電動機(以下「PMモータ」と略す)は、主に小容量ACサーボモータとして広く用いられている。
【0003】
図4はこの種のPMモータの制御装置の一例をこのPMモータとともに示すブロック線図である。同図に示すように、PMモータ2はPWMインバータ1で供給する三相電流により回転する。速度検出器3はPMモータ2の回転子と共に回転してパルス信号Pを出力する。位置検出部4はパルス信号Pに基づきPMモータ2の回転子位置(位相)を示す位相検出値θを検出する。
【0004】
電流検出部5,6はU相及びW相の電流検出値IU ,Iw を求める。座標変換部7は電流検出値IU ,Iw からV相の電流検出値Iv を求め、更に三相の電流検出値IU ,Iv ,Iw を三相/二相変換し、位相検出値θを考慮して回転座標系の磁化電流検出値Id 及びトルク電流検出値Iq を求める。
【0005】
電流制御部8は、回転座標系の磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * と、磁化電流検出値Id 及びトルク電流検出値Iq との偏差を比例・積分演算することにより回転座標系の磁化電圧指令Vd * 及びトルク電圧指令Vq * を求める。
【0006】
ここで磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * はトルク指令T* に基づき電流指令テーブル11により得る。すなわち、電流指令テーブル11にはトルク指令T* に対応する磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * がテーブルとして記憶してある。また、この電流指令テーブル11には位相検出値θを微分器12で微分して得る電気角周波数ωが参照信号として供給されている。かくして、電流指令テーブル11はトルク指令T* に基づく電気角周波数ωを参照して一意に定まる磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * を送出する。
【0007】
座標変換部9は、回転座標系の磁化電圧指令Vd * 及びトルク電圧指令Vq * を座標変換して、静止座標系の三相の電圧指令VU * ,Vv * ,Vw * を求める。
【0008】
PWMインバータ1はこれが内蔵するPWM変調部において電圧指令VU * ,Vv * ,Vw * に基づきインバータ部を制御する。これによりPWMインバータ1から三相電力がPMモータ2に供給される。
【0009】
かかる制御装置を用いたPMモータ2の制御方法として最大トルク制御、最大効率制御等が知られており、これらの制御を行う場合には、トルク指令T* とPMモータ2の回転数を表わす電気角周波数ωに応じて磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * を決定する。
【0010】
このときのPMモータ2の出力トルクTは次式(1)で示される。
T=Pn{λIq +ω(Ld −Lq )Id・Iq } ………(1)
但し、Pn :極対数、 λ:永久磁石による鎖交磁束、
ω:電気角周波数、 Ld :直軸インダクタンス、
Lq :横軸インダクタンス、Id :磁化電流、
Iq :トルク電流
【0011】
ここで従来技術においては、式(1)の鎖交磁束λの値は一定であるとして磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * を求めている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
永久磁石(Nd−Fe−B磁石)による鎖交磁束λは、図5に示すように、永久磁石の温度が上がるにつれて減少し、特に高温になると減磁の割合が大きくなる。したがって高温になると鎖交磁束λが減少し、出力トルクTは小さくなってしまう。つまり、従来では温度上昇による減磁を考慮していなかったので、高温状況でモータ運転をしたときには、トルク指令T* に対しPMモータ2から実際に出力されるトルクTは小さくなっていた。
【0013】
本発明は、上記従来技術に鑑み、温度が上昇してもトルク指令に正確に対応した出力トルクが得られる回転電機の制御装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の構成は次の点を特徴とする。
【0015】
1) 界磁として永久磁石を有する回転電機の制御装置において、
トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、
トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、
トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手段とを有することを特徴とする。
【0016】
2) 界磁として永久磁石を有するとともに磁化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装置において、
トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、
トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、
トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手段と、
トルク指令に対応させて形成した電力変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、このテーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を補償する補償手段とを有することを特徴とする。
【0017】
3) 界磁として永久磁石を有するとともに磁化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装置において、
トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、
トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、
トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手段と、
トルク指令及び電気角周波数に対応させて形成した電力変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、このテーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を補償する補償手段とを有することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。各形態は何れも現在の永久磁石の磁束を磁束推定値λ**として推定し、この磁束推定値λ**を用いてトルク電流指令Iq * を補正するものである。
【0019】
ここで、磁束推定値λ**の演算方法の原理を図6に基づいて説明しておく。図6に示す制御装置は、図4に示す制御装置における電流指令テーブル11のうちトルク電流指令Iq * を与えるための部分を改良したものである。そこで、図4と同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【0020】
PMモータ2の電圧方程式は、定常状態においては、同期回転座標(d−q軸)上において次式(2)で表わされる。
【数1】
【0021】
またトルクは前述の式(1)で表わされる。トルクの式(1)において、温度変化により永久磁石による鎖交磁束λが変化するとトルクTが変化するが、変化後の鎖交磁束λを推定して電流指令値を計算することにより、トルク指令に対して正確に一致するトルク制御が可能となる。
【0022】
図6に示す制御装置において磁化電流指令Id * は、図4に示す制御装置と同様に、最大トルク制御、弱め界磁による定出力制御を行なうべく電気角周波数ωをパラメータとしてトルク指令T* に基づき磁化電流指令テーブル13より導出する。すなわち、この磁化電流指令テーブル13はトルク指令T* 及び電気角周波数ωにより一意に決定される磁化電流指令Id * をテーブルとして記憶している。
【0023】
かくしてトルク指令T* 、磁化電流指令Id * 及び電気角周波数ωが決定され、鎖交磁束λの推定値である磁束推定値λ**が与えられると式(2)を変形して次式(3)によりトルク電流指令Iq * が求められる。
【0024】
【数2】
【0025】
トルク電流指令演算部14はトルク指令T* 、磁化電流指令Id * 及び磁束推定器15で推定する磁束推定値λ**に基づき上式(3)の演算を行ってトルク電流指令Iq * を出力する。この結果得られた磁化電流指令Id * 及びトルク電流指令Iq * が電流制御部8に供給される。
【0026】
ここで、磁束推定値λ**は次の原理により求める。すなわち、式(2)において、鎖交磁束λはトルク電圧Vq の式にのみ影響する。ここで、R1 ,Ld はモータパラメータとして既知であるため、トルク電圧推定値Vq **は磁束推定値λ**を用いた次式(4)で表される。
Vq **=R1Iq +ωLdId +ωλ** ……(4)
(λ**=λn +Δλ**)
λn :磁束の初期設定値(基準温度において測定した磁束)
Δλ**:磁束変化量の推定値
【0027】
図6の電流制御系8においては、磁化電流指令Id * ,トルク電流指令Iq * が実際の磁化電流検出値Id, トルク電流検出値Iq に一致する様にフィードバック制御しているため、温度変化により鎖交磁束λが変化した場合には、磁化電流指令Id * , トルク電流指令Iq * の電流を流すために必要なトルク電圧指令Vq * と式(4)により求められるトルク電圧推定値Vq **に偏差が生ずる。この電圧偏差は磁束変化量の推定値Δλ**に対応しているため、この磁束変化量の推定値Δλ**は次式(5)により求めることができる。
Δλ**=G・(Vq * −Vq **) ……(5)
G:伝達関数
【0028】
式(5)より磁束推定値λ**は、次式(6)で求められる。
λ**=λn +G(Vq * −Vq **) ……(6)
式(6)における(Vq * −Vq **)の偏差が0となる様にλ**を推定する。 この結果(Vq * −Vq **)が0となると、実際のPMモータ2における鎖交磁束λと磁束推定値λ**とが一致する。
【0029】
ここで電流制御系8の出力であるトルク電圧指令Vq * は、図6より次式(7)で与えられる。
【0030】
【数3】
【0031】
【数4】
【0032】
したがって磁束の推定は、式(4)の演算を行わなくても、換言すれば図6に示す磁束推定器15を用いなくてもq軸のIP制御部10の出力VIPを式(5)の(Vq * −Vq **)に代入することで可能となる。すなわち式(5)より、
λ**=λn +G・VIP ……(9)
となる。
【0033】
式(9)における伝達関数GとしてはKP (比例ゲイン)、Ki /S(積分ゲイン)、(KP /1+ST)(一次遅れ)、(KP +Ki /S)(比例・積分ゲイン)等が考えられる。
【0034】
上述の如き知見に基づく本発明の第1の実施の形態に係るブロック線図を図1に示す。同図に示すように、本形態に係る磁束推定器16はIP制御部10の出力VIPに所定の伝達関数Gを掛けることにより磁束推定値λ**を演算するように構成してある。この演算結果である磁束推定値λ**は、トルク電流指令演算部14及び式(2)の鎖交磁束λを補正すべくトルク電圧供給部17にそれぞれ供給される。他の構成は図6と同じであるため同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【0035】
かかる本形態によれば磁束推定器16において式(9)の演算を行うことにより磁束推定値λ**を求める。トルク電流指令演算部14では磁束推定値λ**に基づき式(3)の演算を行うことによりトルク電流指令Iq * を求め、これを電流制御部8に供給する。このトルク電流指令Iq * は現実の永久磁石の鎖交磁束をλを反映してトルク指令T* に正確に対応した指令とすることができる。
【0036】
なお、図1においてIP制御部10をPI制御部として構成しても良い。
【0037】
図1に示す制御装置では理想状態を考えたが、実際にはIP制御部10の出力VIPには、出力電流による電力変換素子(IGBT等)の電圧降下分を補正する成分が含まれることになる。
【0038】
ここで、d軸に電流を流さないId =0制御では、電力変換素子の電圧降下分はq軸電圧Vq のみに現れるため、d−q座標上の直流量にて補正が可能となる。すなわち、基準温度において、磁束の補償を行なわずに(磁束は初期設定値とする)トルク指令T* (トルク電流指令Iq * )を変化させ、その時のIP制御部10の出力VIPを測定すれば、トルク指令T* に対する電力変換素子の電圧降下分に基づく電圧降下補正分Vx が分かる。したがって、この測定データをテーブル化しておき、式(7)に加算することで、IP制御部10の出力VIPはトルク電圧指令Vq * とトルク電圧推定値Vq **の偏差分をより正確に反映したものとなる。
【0039】
【数5】
【0040】
上述の如き知見に基づく本発明の第2の実施の形態に係るブロック線図を図2に示す。同図に示すように、本形態に係るVx テーブル18にはトルク指令T* に対応する電圧降下補正分Vx を記憶してあり、トルク指令T* に応じた電圧降下補正分Vx を出力して出力VIPに加算するように構成してある。他の構成は図1と同じであるため同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【0041】
かかる本形態によれば、Id =0制御において精度よく磁束の推定ができ、トルク制御精度も向上する。
【0042】
さらに、電力変換素子のスイッチング時間の影響により、デットタイムを設ける必要があり、このためトルク電圧指令Vq * と実際の出力電圧とに誤差が生じてくる。これは、電気角周波数に依存して変化する。したがって、図2に示す制御装置の電圧降下補正分Vx もIP制御部10の出力VIPに含まれてくることになる。
【0043】
ここで第2の実施の形態と同様に、トルク指令T* のみならず電気角周波数ωに対してIP制御部10の出力VIPを測定し、トルク指令T* 及び電気角周波数ωに対する3次元のテーブルを形成し、このテーブルに基づく電圧降下補正分Vx を式(10)に代入すればIP制御部10の出力VIPはトルク電圧指令Vq * とトルク電圧推定値Vq **との偏差分となる。そして、このときの電圧降下補正分Vx は電力変換素子の電圧降下分とデットタイムの影響による補正分を表わすことになる。
【0044】
上述の如き知見に基づく本発明の第3の実施の形態に係るブロック線図を図3に示す。同図に示すように、本形態に係るVx テーブル18にはトルク指令T* 及び電気角周波数ωに対応する電圧降下補正分Vx を記憶してあり、トルク指令T* 及び電気角周波数ωに応じた電圧降下補正分Vx を出力して出力VIPに加算するように構成してある。他の構成は図1と同じであるため同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略する。
【0045】
かかる本形態によれば、Id =0制御において精度よく磁束の推定ができ、トルク制御精度も向上する。このとき第2の実施の形態よりも磁束推定及びトルク制御の精度がさらに向上する。
【0046】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに詳細に説明したように、本発明によれば磁束推定手段はトルク電流指令系の出力を用いているので、永久磁石の温度による減磁分を補償して指令値に対応する正確な制御を実現することができるばかりでなく、磁束推定のための演算時間も短縮することができる。さらに、Id =0制御においてトルク電流指令の制御部に電力変換素子の電圧降下、又は電圧降下とデッドタイムの影響とによる補正分を予め加算しておくことにより磁束推定及びトルク制御精度をさらに改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック線図。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示すブロック線図。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示すブロック線図。
【図4】従来技術に係る制御装置を示すブロック線図。
【図5】永久磁石の温度特性を示す特性図。
【図6】磁束推定の原理を説明するための制御装置を示すブロック線図。
【符号の説明】
2 PMモータ
10 IP制御部
13 磁化電流指令テーブル
14 トルク電流指令演算部
16 磁束推定器
17 トルク電圧供給部
18 Vx テーブル
λ** 磁束推定値
T* トルク指令
Id * 磁化電流指令
Iq * トルク電流指令
Vd * 磁化電圧指令
Vq * トルク電圧指令
ω 電気角周波数
Vq ** トルク電圧推定値
VIP 出力
Vx 電圧降下補正分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a rotating electrical machine, and is particularly useful when applied to an apparatus having a permanent magnet as a field.
[0002]
[Prior art]
Permanent magnet synchronous motors (hereinafter abbreviated as “PM motors”) driven by inverters are widely used mainly as small-capacity AC servomotors.
[0003]
FIG. 4 is a block diagram showing an example of this type of PM motor control device together with this PM motor. As shown in the figure, the
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
Here, the magnetizing current command I d * and the torque current command I q * are obtained from the current command table 11 based on the torque command T * . That is, the current command table 11 stores the magnetizing current command I d * and the torque current command I q * corresponding to the torque command T * as a table. In addition, an electrical angular frequency ω obtained by differentiating the phase detection value θ by the
[0007]
The
[0008]
The
[0009]
As a control method of the
[0010]
The output torque T of the
T = P n {λI q + ω (L d −L q ) I d · I q } (1)
Where P n is the number of pole pairs, λ is the flux linkage caused by a permanent magnet,
ω: electrical angular frequency, L d : direct-axis inductance,
L q : horizontal axis inductance, I d : magnetizing current,
I q : Torque current
Here, in the prior art, the magnetizing current command I d * and the torque current command I q * are obtained on the assumption that the value of the interlinkage magnetic flux λ in the equation (1) is constant.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 5, the interlinkage magnetic flux λ due to the permanent magnet (Nd—Fe—B magnet) decreases as the temperature of the permanent magnet increases, and the rate of demagnetization increases particularly at higher temperatures. Accordingly, the linkage flux λ decreases and the output torque T decreases as the temperature rises. That is, in the past, demagnetization due to temperature rise was not taken into consideration, so when the motor was operated at a high temperature, the torque T actually output from the
[0013]
An object of the present invention is to provide a control device for a rotating electrical machine that can obtain an output torque accurately corresponding to a torque command even when the temperature rises.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that solves the above problems is characterized by the following points.
[0015]
1) In a control device for a rotating electrical machine having a permanent magnet as a field,
A magnetizing current command table for outputting a magnetizing current command uniquely determined by a torque command and an electrical angular frequency;
Magnetic flux estimating means for calculating a magnetic flux estimated value that is an estimated value of the linkage flux by the current permanent magnet based on a deviation between the torque current command and the torque current detected value fed back;
Torque current command calculation means for outputting a torque current command by calculation based on a torque command, an electrical angular frequency, and a magnetic flux estimation value.
[0016]
2) In a control device for a rotating electrical machine that has a permanent magnet as a field and performs control to make a magnetization current command zero.
A magnetizing current command table for outputting a magnetizing current command uniquely determined by a torque command and an electrical angular frequency;
Magnetic flux estimating means for calculating a magnetic flux estimated value that is an estimated value of the linkage flux by the current permanent magnet based on a deviation between the torque current command and the torque current detected value fed back;
A torque current command calculating means for outputting a torque current command by a calculation based on the torque command, the electrical angular frequency and the magnetic flux estimated value;
A table of voltage drop by the power conversion element formed in correspondence with the torque command is stored, and compensation means for compensating for the voltage drop by the power conversion element based on this table is provided.
[0017]
3) In a control device for a rotating electrical machine that has a permanent magnet as a field and performs control to make a magnetization current command zero.
A magnetizing current command table for outputting a magnetizing current command uniquely determined by a torque command and an electrical angular frequency;
Magnetic flux estimating means for calculating a magnetic flux estimated value that is an estimated value of the linkage flux by the current permanent magnet based on a deviation between the torque current command and the torque current detected value fed back;
A torque current command calculating means for outputting a torque current command by a calculation based on the torque command, the electrical angular frequency and the magnetic flux estimated value;
A table of voltage drop due to the power conversion element formed corresponding to the torque command and the electrical angular frequency is stored, and compensation means for compensating for the voltage drop due to the power conversion element based on this table is provided. To do.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Each form estimates the current magnetic flux of the permanent magnet as a magnetic flux estimated value λ ** , and corrects the torque current command I q * using this magnetic flux estimated value λ ** .
[0019]
Here, the principle of the calculation method of the magnetic flux estimated value λ ** will be described with reference to FIG. The control device shown in FIG. 6 is obtained by improving a portion for giving a torque current command I q * in the current command table 11 in the control device shown in FIG. Therefore, the same parts as those in FIG.
[0020]
The voltage equation of the
[Expression 1]
[0021]
The torque is expressed by the above-described formula (1). In the torque equation (1), the torque T changes when the flux linkage λ by the permanent magnet changes due to a temperature change. However, the torque command is calculated by estimating the linkage flux λ after the change and calculating the current command value. Thus, torque control that exactly coincides with can be performed.
[0022]
In the control device shown in FIG. 6, the magnetizing current command I d * is the torque command T * using the electrical angular frequency ω as a parameter for maximum torque control and constant output control by field weakening, as in the control device shown in FIG. 4. Based on the magnetization current command table 13. That is, the magnetizing current command table 13 stores the magnetizing current command I d * uniquely determined by the torque command T * and the electrical angular frequency ω as a table.
[0023]
Thus, when the torque command T * , the magnetizing current command I d *, and the electrical angular frequency ω are determined and the magnetic flux estimated value λ ** that is the estimated value of the interlinkage magnetic flux λ is given, the equation (2) is transformed to the following equation: The torque current command I q * is obtained from (3).
[0024]
[Expression 2]
[0025]
The torque current
[0026]
Here, the estimated magnetic flux value λ ** is obtained by the following principle. That is, in equation (2), the flux linkage λ only affects expression of a torque voltage V q. Here, since R 1 and L d are known as motor parameters, the torque voltage estimated value V q ** is expressed by the following equation (4) using the magnetic flux estimated value λ ** .
V q ** = R 1 I q + ωL d I d + ωλ ** (4)
(Λ ** = λ n + Δλ **)
λ n : Initial setting value of magnetic flux (magnetic flux measured at reference temperature)
Δλ ** : Estimated value of magnetic flux change amount
In the
Δλ ** = G · (V q * -V q **) ...... (5)
G: Transfer function [0028]
From formula (5), the estimated magnetic flux value λ ** is obtained by the following formula (6).
λ ** = λ n + G ( V q * -V q **) ...... (6)
Λ ** is estimated so that the deviation of (V q * −V q ** ) in Equation (6) becomes zero. When this result (V q * −V q ** ) becomes 0, the flux linkage λ and the estimated magnetic flux value λ ** in the
[0029]
Here, the torque voltage command V q * , which is the output of the
[0030]
[Equation 3]
[0031]
[Expression 4]
[0032]
Estimation of flux thus, formula (4) even without operation, in other words the output V IP expressions IP control unit 10 of the q-axis without using the
λ ** = λ n + G · V IP (9)
It becomes.
[0033]
As the transfer function G in the equation (9), K P (proportional gain), K i / S (integral gain), (K P / 1 + ST) (first-order lag), (K P + K i / S) (proportional / integral gain) ) Etc. are considered.
[0034]
FIG. 1 shows a block diagram according to the first embodiment of the present invention based on the knowledge as described above. As shown in the figure, the magnetic flux estimator according to the
[0035]
According to this embodiment, the
[0036]
In FIG. 1, the IP control unit 10 may be configured as a PI control unit.
[0037]
Although it considered an ideal state in the controller shown in FIG. 1, in practice the output V IP of IP control unit 10 may include the components for correcting the voltage drop of the power conversion device (IGBT, etc.) due to the output current become.
[0038]
Here, in I d = 0 control in which no current flows through the d-axis, the voltage drop of the power conversion element appears only in the q-axis voltage V q , so that correction can be made with a DC amount on the dq coordinate. . That is, a reference temperature, without compensation of the magnetic flux (magnetic flux is the initial setting) torque command T * (the torque current command I q *) is varied and measuring the output V IP of IP control unit 10 at that time by words, it is understood voltage drop correction amount V x based on the voltage drop of the power conversion devices for the torque command T *. Therefore, by making this measurement data into a table and adding it to the equation (7), the output V IP of the IP control unit 10 is obtained by calculating the deviation between the torque voltage command V q * and the torque voltage estimated value V q **. It will reflect accurately.
[0039]
[Equation 5]
[0040]
FIG. 2 shows a block diagram according to the second embodiment of the present invention based on the knowledge as described above. As shown in the figure, the V x table 18 according to the present embodiment is Yes stores a voltage drop correction amount V x corresponding to the torque command T *, the voltage drop correction amount V x corresponding to the torque command T * output to have configured to sum the output V IP. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0041]
According to this embodiment, the magnetic flux can be estimated with high accuracy in the I d = 0 control, and the torque control accuracy is improved.
[0042]
Furthermore, due to the influence of the switching time of the power conversion element, it is necessary to provide a dead time, which causes an error between the torque voltage command V q * and the actual output voltage. This varies depending on the electrical angular frequency. Therefore, the voltage drop correction amount V x of the control device shown in FIG. 2 is also included in the output VIP of the IP control unit 10.
[0043]
Here as in the second embodiment, the output V IP of IP control unit 10 measures the electric angular frequency ω not the torque command T * only, the torque command T * and 3D for the electrical angular frequency ω When the voltage drop correction amount V x based on this table is substituted into the equation (10), the output V IP of the IP control unit 10 becomes the torque voltage command V q * and the torque voltage estimated value V q ** . Deviation. The voltage drop correction amount V x at this time represents a correction amount due to the influence of the voltage drop of the power conversion element and the dead time.
[0044]
FIG. 3 shows a block diagram according to the third embodiment of the present invention based on the knowledge as described above. As shown in the figure, the V x table 18 according to the present embodiment is Yes stores a voltage drop correction amount V x corresponding to the torque command T * and the electrical angular frequency omega, the torque command T * and the electrical angular frequency omega It is configured so as to output a voltage drop correction amount V x is added to the output V IP corresponding to. Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0045]
According to this embodiment, the magnetic flux can be estimated with high accuracy in the I d = 0 control, and the torque control accuracy is improved. At this time, the accuracy of magnetic flux estimation and torque control is further improved as compared with the second embodiment.
[0046]
【The invention's effect】
As described above in detail with the embodiment, according to the present invention, since the magnetic flux estimating means uses the output of the torque current command system, it compensates for the demagnetization due to the temperature of the permanent magnet and corresponds to the command value. Not only can accurate control be realized, but also the calculation time for magnetic flux estimation can be shortened. Further, in I d = 0 control, a correction for the voltage drop of the power conversion element or the influence of the voltage drop and the dead time is added to the torque current command control unit in advance to further improve the magnetic flux estimation and torque control accuracy. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a control device according to the prior art.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing temperature characteristics of a permanent magnet.
FIG. 6 is a block diagram showing a control device for explaining the principle of magnetic flux estimation.
[Explanation of symbols]
2 PM motor 10
Claims (3)
トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、
トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手段とを有することを特徴とする回転電機の制御装置。In a controller for a rotating electrical machine having a permanent magnet as a field, a magnetizing current command table that outputs a magnetizing current command uniquely determined by a torque command and an electrical angular frequency;
Magnetic flux estimating means for calculating a magnetic flux estimated value that is an estimated value of the linkage flux by the current permanent magnet based on a deviation between the torque current command and the torque current detected value fed back;
A control device for a rotating electrical machine, comprising: a torque current command calculation means for outputting a torque current command by a calculation based on a torque command, an electrical angular frequency and a magnetic flux estimation value.
トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、
トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、
トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手段と、
トルク指令に対応させて形成した電力変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、このテーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を補償する補償手段とを有することを特徴とする回転電機の制御装置。In a control device for a rotating electrical machine that has a permanent magnet as a field and performs control to make the magnetization current command zero,
A magnetizing current command table for outputting a magnetizing current command uniquely determined by a torque command and an electrical angular frequency;
Magnetic flux estimating means for calculating a magnetic flux estimated value that is an estimated value of the linkage flux by the current permanent magnet based on a deviation between the torque current command and the torque current detected value fed back;
A torque current command calculating means for outputting a torque current command by a calculation based on the torque command, the electrical angular frequency and the magnetic flux estimated value;
A table of voltage drop due to the power conversion element formed corresponding to the torque command is stored, and a compensation means for compensating for the voltage drop due to the power conversion element based on this table is included. Control device.
トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、
トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、
トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手段と、
トルク指令及び電気角周波数に対応させて形成した電力変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、このテーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を補償する補償手段とを有することを特徴とする回転電機の制御装置。In a control device for a rotating electrical machine that has a permanent magnet as a field and performs control to make the magnetization current command zero,
A magnetizing current command table for outputting a magnetizing current command uniquely determined by a torque command and an electrical angular frequency;
Magnetic flux estimating means for calculating a magnetic flux estimated value that is an estimated value of the linkage flux by the current permanent magnet based on a deviation between the torque current command and the torque current detected value fed back;
A torque current command calculating means for outputting a torque current command by a calculation based on the torque command, the electrical angular frequency and the magnetic flux estimated value;
A table of voltage drop due to the power conversion element formed corresponding to the torque command and the electrical angular frequency is stored, and compensation means for compensating for the voltage drop due to the power conversion element based on this table is provided. A control device for a rotating electrical machine.
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