JP3692929B2

JP3692929B2 - Motor control device

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Publication number: JP3692929B2
Application number: JP2000357286A
Authority: JP
Inventors: 光夫河地
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002165478A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転子の磁極位置の推定、または回転角速度の推定を行なって制御するモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のモータ制御装置について説明する。一般的に、非通電区間が存在しない１８０度通電で回転子の磁極位置の推定、または回転角速度の推定を行なうモータ制御装置では、モータの電圧方程式に基づいて回転子の磁極位置または回転角速度の推定を行なっている。そのため、運転に伴う温度上昇などでモータ定数が変化して推定精度が低下し、モータの高精度な制御を実現するのが困難である。
【０００３】
そこで、たとえば、図７に示した特開平７−６７４００号公報に開示されたモータ制御装置が提案されている。図７において、主回路は、直流電源１と、２個のスイッチング素子を直列に接続した組を３組並列に接続して構成され、直流電力を交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２により変換された交流電力により駆動する誘導機であるモータ３から構成されている。
【０００４】
一方、制御回路では、前記主回路に設けた４ａ、４ｂ、４ｃからなる電流検出器４と電流検出回路５とにより検出されるモータ電流からモータの回転角速度の推定値を演算するベクトル制御演算手段６と、ベクトル制御演算手段６より出力されるによりインバータ２の各スイッチング素子に対するゲート信号を出力するＰＷＭ信号生成回路７とから構成されている。
【０００５】
また、温度推定手段８は、ベクトル制御演算手段６から出力される回転角速度の推定値
【外１】

の現在値および前歴値と、電流検出回路５から出力されるモータ電流の現在値および前歴値とを用いて現在および過去の銅損と鉄損とによる損失を演算する。つぎに、各々の損失に関して最終温度上昇を演算し、熱定数出力手段９を用いて熱時定数による時間遅れを考慮してそれぞれの温度上昇分を重ね合わせて現在の温度を演算する。
【０００６】
また、抵抗値推定手段１０は、温度推定手段８から出力される現在の温度を用いて温度と抵抗との対応マップに基づき抵抗値を出力する。つぎに、抵抗値推定手段１０から出力される抵抗値をベクトル制御演算手段６に入力して回転角速度の推定を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、抵抗値を推定するために温度を推定する必要があり、演算の増加に伴う回路構成の複雑化や、演算装置の容量増大によるコストアップ、さらに演算時間の増大に伴う速度指令と推定回転角速度の追従性に問題があった。また、誘導機の抵抗値のみを推定して、他の種のモータを対象としていないために汎用性に欠けるだけでなく、他のモータ定数の変化の補償を考慮に入れていないため、高精度な速度・トルク制御が困難であると言う問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することで、位置・速度推定の精度向上を図り、安定したモータ駆動系を実現させ、高精度な速度・トルク制御が可能なモータ制御装置を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明は、インバータの出力で駆動するモータへの速度指令またはトルク指令とモータ定数とに基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定し、前記インバータを制御するＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化をリアルタイムに補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードをオンとしてモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードをオフとしてモータ定数の変化の補償を停止させてモータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置である。
【００１０】
本発明により、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することが可能となり、過渡状態におけるモータ駆動系の安定性を確保することができ、あらゆる状況で推定精度の向上により安定したモータ駆動系を実現することができる。
【００１１】
請求項２に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、補償モードの切り替えの前後で補償モードの切り替え猶予期間を設けてモータ定数補償値が不連続になることを防止するための補償モード安定切替手段を備えた請求項２に係わるモータ制御装置である。
【００１２】
本発明により、補償モードの切り替えに伴う制御安定性の確保、および騒音、振動の低減が可能であり、より安定したモータ駆動系を実現することができる。
【００１３】
請求項３に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つから前記モータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置である。
【００１４】
本発明により、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、温度推定を行なうことなくダイレクトにモータ定数の補償を実現することができる。
【００１５】
請求項４に係わる本発明は、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置である。
【００１６】
本発明により、モータ定数の変化の補償に伴う演算時間を大幅に短縮することが可能であり、より高精度なモータ定数補償を実現することができる。
【００１７】
請求項５に係わる本発明は、定常状態判定手段は、モータ電流検出手段から得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段により導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置である。
【００１８】
本発明により、新たなハードウェアを追加することなく定常状態か否かをマイコンなどで演算することが可能であり、それ同等の演算時間で定常状態判定を実現することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明は、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力をＰＷＭ信号により制御するＰＷＭ信号生成手段と、前記インバータの出力により駆動されるモータの電流を検出するモータ電流検出手段または前記モータの電圧を検出するモータ電圧検出手段の少なくともいずれか１つと、前記モータへの速度指令またはトルク指令を入力し、前記モータのモータ定数に基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定して前記ＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化をリアルタイムに補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードをオンとしてモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードをオフとしてモータ定数の変化の補償を停止させてモータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置とする。
【００２０】
本発明において、位置・速度推定演算手段は、１８０度通電駆動などで確定できない回転子の磁極位置または回転角速度を推定演算してＰＷＭ信号生成手段に与える。このとき、前記磁極位置または回転角速度をモータの回転角速度指令またはトルク指令とモータ定数とに基づいて推定演算するが、前記モータ定数は、モータ定数補償手段から変化が補償されたものを入力し、モータ定数補償手段は、定常状態でのみモータ定数の変化を補償する。
【００２１】
モータ定数補償手段は、運転などに伴う温度上昇などによるモータ定数の変化を補償して位置・速度推定演算手段に与えるが、従来例に見られるような温度推定などの間接的な過程を経ず、モータの電流、電圧の少なくとも１つを用いて推定する。たとえば、実施例１では、巻線抵抗についてモータ電流指令とモータ電流との誤差をゼロにするようにＰＩ補償している。また、実施例２では、モータの電圧方程式に基づいて、さらに高精度に補償している。また、実施例３ではデータテーブルを参照して補償している。
【００２２】
請求項２に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、補償モードの切り替えの前後で補償モードの切り替え猶予期間を設けてモータ定数補償値が不連続になることを防止するための補償モード安定切替手段を備えた請求項１に係わるモータ制御装置とする。
【００２３】
本発明において、モータ定数補償手段は、定常状態であれば常に補償処理を行うが、演算により補償した結果が前歴値と大幅に異なって不連続となるような場合には、演算による補償のモードでなく、たとえば前歴値を徐々に増減する補償のモードとし、このようなモードを切り替えて、モータの動作を安定にする。
【００２４】
請求項３に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つから前記モータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項に係わるモータ制御装置とする。
【００２５】
本発明において、モータ定数補償手段は、モータの電圧方程式に基づいてモータ定数の真値を演算する。これにより、モータの電流差分による推定よりも高精度の推定を行う。
【００２６】
請求項４に係わる本発明は、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された
経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項に係わるモータ制御装置とする。
【００２７】
本発明において、モータ定数補償手段は、モータ電流と運転の経過時間とをデータテーブルと参照してモータ定数の真値を得る。これにより、マイコンなどによる演算処理を大幅に低減して高速化に寄与するとともに、演算に伴う推定誤差を回避する。
【００２８】
請求項５に係わる本発明は、定常状態判定手段は、モータ電流検出手段から得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段により導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項に係わるモータ制御装置とする。
【００２９】
本発明において、定常状態判定手段は、常に検出しているモータ電流や推定回転角速度から演算により定常状態か否かを判定する。これにより、定常状態を判定するための新たな構成要素を付加する必要をなくする。
【００３０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例１について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図７に示した従来例と同じ構成要素には同一符号を付与している。図１において、主回路は、直流電源１と、スイッチング素子を２個直列に接続した組を３組並列に接続して構成され、直流電力を交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２により変換された交流電力により駆動するモータ３から構成されている。
【００３３】
一方、制御回路では、主回路に取り付けられた４ａ、４ｂ、４ｃからなる電流検出器４と電流検出回路５とにより検出されるモータ電流、または出力電圧検出回路１１により検出されるモータ電圧の少なくともいずれか１つと、モータの速度指令ω＊、またはトルク指令τ＊を入力し、モータの回転角速度の推定値（外１）、または回転子の磁極位置の推定値
【外２】

を演算する位置・速度推定演算部１２と、位置・速度推定演算部１２より出力される（外１）、または（外２）によりインバータ２のスイッチング素子に対するゲート信号を出力するＰＷＭ信号生成回路７とを備えている。
【００３４】
また、モータ定数補償手段１３は、定常状態判定手段１４の出力信号に応じてモータ電流またはモータ電圧の少なくともいずれか１つを用いて運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化を補償し、補償されたモータ定数を用いて磁極位置の推定または回転角速度の推定を行なう。
【００３５】
以下、モータ定数の補償について具体的に説明する。
図１において、出力電圧検出回路１１を使用せず、電流検出回路５のみ用いる場合を考えると、一般的にモータ電流指令値ｉ＊は、速度指令ω＊と推定角速度（外１）により式（１）のように表される。
【数１】

ただし、Ｐは微分演算子であり、ＫP1、ＫI1はそれぞれ比例ゲインおよび積分ゲインである。
【００３６】
また、モータの巻線抵抗補償値
【外３】

は、モータの巻線抵抗のノミナル値（公称値）Ｒ0、モータ電流指令値ｉ＊およびモータ電流ｉを用いて式（２）のように表される。
【数２】

ただし、ＫP2、ＫI2はそれぞれ比例ゲインおよび積分ゲインである。
【００３７】
ここで、定常状態において実際のモータの巻線抵抗Ｒと補償値（外３）に誤差がある場合は、位置・速度推定演算に補償値（外３）を用いると電流差分（ｉ＊−ｉ）に誤差が生じてしまう。そのため、電流差分をゼロとするようにモータに加える印加電圧を変化させ、式（２）のようにＰＩ補償を行なうことで、実際のモータの巻線抵抗Ｒと補償値（外３）との誤差をゼロとすることができる。
【００３８】
なお、上記の例では出力電圧検出回路１１を使用しない場合について考えたが、出力電圧検出回路１１のみ使用する場合、または出力電圧検出回路１１および電流検出回路５の両方を使用する場合にも本発明を適用することが可能である。
【００３９】
さらに、モータの巻線抵抗Ｒのみでなく、インダクタンスや誘起電圧定数といった他のモータ定数にも本発明を適用することが可能である。
【００４０】
図２は、本実施例の補償モードの切り替え動作を示すフローチャートである。定常状態では補償モードがオンでありモータ定数の変化を補償し、モータ定数を更新させる。また、過渡状態では補償モードがオフでありモータ定数の変化の補償を停止させ、モータ定数はその前歴値を用いる。
【００４１】
図３、は上記の補償モード安定切替手段の一実施例で、過渡状態から定常状態への切り替えを示す特性図である。過渡状態であるモード１では補償モードがオフであり、モータ定数は前歴値を用いており一定値となっている。定常状態であるモード２以降では補償モードがオンとなり、モータ定数の補償演算を開始させる。しかし、図３に示したように、前歴値と演算値とが必ずしも一致しない場合では、モード２のように前歴値を徐々に増加または減少させ、演算値と一致する時点で演算値を用いるモード３に切り替える。
【００４２】
なお、ヒステリシスループを付与することや、前歴値と演算値との誤差をゼロとするようにＰＩ補償を行なうことでも同等の効果を得ることができる。
【００４３】
以上のように本実施例によれば、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することが可能となり、推定精度の向上を図ることで安定したモータ駆動系を実現でき、高精度な速度・トルク制御が可能である。
【００４４】
また、補償モードの切り替えを行なうことで、過渡状態におけるモータ駆動系の安定性を確保することができ、あらゆる状況でも安定したモータ駆動系を実現できる。
【００４５】
さらに、補償モード安定切替手段により補償モードの切り替えに伴う制御安定性の確保および騒音・振動の低減が可能であり、より安定したモータ駆動系を実現でき、さらに高精度な速度・トルク制御が可能である。
【００４６】
（実施例２）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例２について説明する。
【００４７】
本実施例のモータ制御装置は、モータの電圧方程式に基づいてモータ定数の補償を行なうものであり、実施例１の電流差分に基づくモータ定数補償よりも高精度にモータ定数補償を行なうことができる。
【００４８】
ここでは、一例として永久磁石界磁形のＤＣブラシレスモータを電流フィードバック方式の磁極位置推定により、非通電区間の存在しない１８０度通電のうちの正弦波駆動を行なう場合について説明する。
【００４９】
図４は、磁極位置推定における座標軸の定義を示す模式図である。一般的に、正弦波駆動を行なう場合には、制御演算を容易にするため、図４に示したように、モータの諸量をｕ、ｖ、ｗの三相からｄ−ｑ軸の二相へと三相−二相変換を行ない直流化する。なお、三相から二相への変換方法については公知のため省略する。
【００５０】
図４において、θは実際の回転子の磁極位置であり、（外２）は推定磁極位置である。また、△θは位置誤差であり、△θ＝（外２）−θの関係がある。
【００５１】
ここで、モータの巻線抵抗Ｒを、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスをそれぞれＬd とＬq、誘起電圧定数をＫEとすると、ｄ−ｑ軸上での電圧方程式は式（３）のように表される。
【数３】

ただし、Ｐは微分演算子であり、ωはモータの回転角速度である。
【００５２】
ここで、動作点近傍では、ｄ−ｑ軸とｄ'−ｑ'軸はほぼ一致していると考え、△θ＝０の近似を行なうと式（３）は式（４）のように表される。
【数４】

ただし、（外１）は推定角速度である。
【００５３】
ここで、モータ定数の補償は定常状態で行なうため、式（４）の微分項をゼロとすると、式（５）のように変形できる。
【数５】

ただし、（外３）はモータの巻線抵抗補償値である。
【００５４】
式（５）から、ｉd'の符号に関わらず補償値（外３）と巻線抵抗Ｒの真値との関係が求められ、（外３）がＲよりも大きい場合には右辺は正となり、逆の場合には負となる。そこで、式（６）のようにして巻線抵抗の補償を行なう。
【数６】

ここで、式（６）はマイコンなどで演算を行なうため離散時間系をとっており、nＴsは現在のサンプリング時間で、(n-1)Ｔsは１つ前のサンプリング時間である。また、ＫRは積分ゲインである。
【００５５】
なお、式（６）では、式（５）の右辺の積分のみを行なっているが、比例項を付け加えてＰＩ補償を行なうことで応答性がより向上する。
【００５６】
さらに、ｉd'の符号が変化しない場合は式（６）を辺々ｉd'で除算し演算時間の短縮を図ることが可能である。
【００５７】
以上のように本実施例によれば、実施例１の電流差分に基づくモータ定数の補償よりも高精度にモータ定数補償を行なうことが可能であり、さらに高精度な速度・トルク制御が実現できる。
【００５８】
なお、上記の説明では、磁極位置推定を行なうＤＣブラシレスモータの正弦波駆動を例に挙げたが、その他のモータや駆動方式にも本発明を適用することが可能である。
【００５９】
さらに、モータの巻線抵抗のみでなく、インダクタンスや誘起電圧定数といった他のモータ定数にも本発明を適用することが可能である。
【００６０】
（実施例３）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例３について説明する。図５は、本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１と同じ構成要素には同一符号を付与し、その説明は重複するので省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
図５において、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段１５を備え、モータ定数補償手段１３は、モータ電流と時間計測手段１５により計測された経過時間とを入力するとともに、モータ定数の真値を出力するデータテーブルを備えている。
【００６２】
なお、上記データテーブルには、あらかじめ実験などにより求めたモータ定数が記載されており、経過時間およびモータ電流とモータ定数との対応マップに基づき、常にモータ定数の真値を出力することができる。
【００６３】
ここで、時間計測手段１５は、マイコンなどでモータ起動時から加算を行なうことで運転開始からの経過時間を求めることができる。ただし、マイコンなどで加算を行なう場合はオーバーフローなどのエラー対策を行なっておく必要がある。
【００６４】
以上のように本実施例によれば、演算によりモータ定数補償を行なう実施例１および実施例２の方式に比べて、モータ定数補償に伴う演算時間を大幅に短縮することが可能である。
【００６５】
なお、電流検出回路５を使用する場合だけでなく、出力電圧検出回路１１のみ使用する場合、または出力電圧検出回路１１および電流検出回路５の両方を使用する場合にも本発明を適用することが可能である。
【００６６】
（実施例４）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例４について図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図６は、本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１および図５と同じ構成要素には同一符号を付与し、その説明は重複するので省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６８】
図６において、定常状態判定手段１４は、電流検出回路５から得られるモータ電流検出値の収束判定に基づいて定常状態の判定を行なう。具体的には、以下の方法でモータ電流検出値の収束判定を行なう。
【００６９】
現在のサンプリング時間をnＴs、１つ前のサンプリング時間を(n-1)Ｔsとすると、モータ電流検出値の収束判定は式（７）のように表される。
【数７】

ここで、εは収束値であり、モータ電流検出値の現在値と前歴値との差がε以下となれば定常状態に到達すると見なす。
【００７０】
また、現在値と１つ前の前歴値との差でなく、現在値と過去の前歴値の平均値との差を取ることで、収束判定の精度を向上させることが可能である。
【００７１】
さらに、電流検出器４ａ、４ｂ、４ｃと電流検出回路５との間に積分回路やＬＰＦを通したモータ電流検出値を用いても同等の効果が得られる。
【００７２】
以上のように本実施例によれば、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、同等の演算時間で定常状態判定を実現することができる。
【００７３】
なお、位置・速度推定演算部１２から出力される推定回転角速度を用いても同様に定常状態の判定が可能である。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に係わる本発明は、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力をＰＷＭ信号により制御するＰＷＭ信号生成手段と、前記インバータの出力により駆動されるモータの電流を検出するモータ電流検出手段または前記モータの電圧を検出するモータ電圧検出手段の少なくともいずれか１つと、前記モータへの速度指令またはトルク指令を入力し、前記モータのモータ定数に基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定して前記ＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化を補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードがオンでありモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードがオフでありモータ定数の変化の補償を停止させ、モータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置とすることにより、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することが可能となり、過渡状態におけるモータ駆動系の安定性を確保することができ、あらゆる状況でも推定精度の向上を図ることで安定したモータ駆動系を実現でき、高精度な速度・トルク制御が可能であると言う効果を奏する。
【００７５】
請求項２に係わる本発明は、補償モードの切り替えを円滑に行なうための補償モード安定切替手段を備えたモータ制御装置とすることにより、補償モードの切り替えに伴う制御安定性の確保および騒音・振動の低減が可能であり、より安定したモータ駆動系を実現でき、さらに高精度な速度・トルク制御が可能であると言う効果を奏する。
【００７６】
請求項３に係わる本発明は、モータ定数補償手段はモータ電流またはモータ電圧の少なくともいずれか１つからモータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにしたモータ制御装置とすることにより、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、温度推定を行なうことなくダイレクトにモータ定数の補償が実現でき、同等のコストを維持することができるだけでなく部品公差によるばらつきの影響に非干渉のため高精度化が可能であると言う効果を奏する。
【００７７】
請求項４に係わる本発明は、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置とすることにより、モータ定数補償に伴う演算時間を大幅に短縮することが可能であり、より高精度なモータ定数補償が実現でき、さらにモータ定数補償演算が不必要であるため演算誤差を大幅に減少することが可能であると言う効果を奏する。
【００７８】
請求項５に係わる本発明は、定常状態判定手段は、モータ電流検出手段より得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段より導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにしたモータ制御装置とすることにより、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、同等のコストおよび演算時間で定常状態判定を行なうことが可能であると言う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモータ制御装置の一実施例の構成を示すブロック図
【図２】同実施例における補償モードの切り替え動作を示すフローチャート
【図３】同実施例における補償モード安定切替手段の動作を示す特性図
【図４】磁極位置推定における座標軸の定義を示すベクトル図
【図５】本発明のモータ制御装置の他の実施例の構成をブロック図
【図６】本発明のモータ制御装置の他の実施例の構成を示すブロック図
【図７】従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１直流電源
２インバータ
３モータ
４、４ａ〜４ｃ電流検出器（モータ電流検出手段）
５電流検出回路（モータ電流検出手段）
６ベクトル制御演算手段
７ＰＷＭ信号生成回路（ＰＷＭ信号生成手段）
８温度推定手段
９熱定数出力手段
１０抵抗値推定手段
１１出力電圧検出回路（モータ電圧検出手段）
１２位置・速度推定演算部（位置・速度推定演算手段）
１３モータ定数補償手段
１４定常状態判定手段
１５時間計測手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to a motor control device that performs control by estimating a magnetic pole position of a rotor or estimating a rotational angular velocity.
[0002]
[Prior art]
  Hereinafter, a conventional motor control device will be described. In general, in a motor control device that estimates the rotor magnetic pole position or the rotational angular velocity by energizing 180 degrees without a non-energized section, the rotor magnetic pole position or rotational angular velocity is calculated based on the voltage equation of the motor. Estimating. For this reason, the motor constant changes due to a temperature rise associated with the operation and the estimation accuracy decreases, and it is difficult to realize high-precision control of the motor.
[0003]
  Therefore, for example, a motor control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-67400 shown in FIG. 7 has been proposed. In FIG. 7, the main circuit is configured by connecting a DC power source 1 and three sets of two switching elements connected in series in parallel, an inverter 2 that converts DC power into AC power, and an inverter 2. The motor 3 is an induction machine that is driven by the converted AC power.
[0004]
  On the other hand, in the control circuit, vector control calculation means for calculating an estimated value of the rotational angular velocity of the motor from the motor current detected by the current detector 4 and the current detection circuit 5 comprising 4a, 4b and 4c provided in the main circuit. 6 and a PWM signal generation circuit 7 that outputs a gate signal for each switching element of the inverter 2 by being output from the vector control calculation means 6.
[0005]
  Further, the temperature estimation means 8 is an estimated value of the rotational angular velocity output from the vector control calculation means 6.
[Outside 1]

Current and previous history values and the current value and previous history value of the motor current output from the current detection circuit 5 are used to calculate current and past losses due to copper loss and iron loss. Next, the final temperature rise is calculated for each loss, and the current temperature is calculated by superimposing the respective temperature rises using the thermal constant output means 9 in consideration of the time delay due to the thermal time constant.
[0006]
  Further, the resistance value estimating means 10 outputs a resistance value based on a correspondence map between temperature and resistance using the current temperature output from the temperature estimating means 8. Next, the resistance value output from the resistance value estimation means 10 is input to the vector control calculation means 6 to estimate the rotational angular velocity.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
  In such a conventional configuration, it is necessary to estimate the temperature in order to estimate the resistance value, which complicates the circuit configuration accompanying the increase in computation, increases the cost due to the increase in the capacity of the computation device, and further increases the computation time. There was a problem in the followability of the accompanying speed command and the estimated rotational angular velocity. In addition, since only the resistance value of the induction machine is estimated and not intended for other types of motors, it lacks versatility and does not take into account compensation for changes in other motor constants. There is a problem that it is difficult to control speed and torque.
[0008]
  The present invention solves the above-described problems, and by compensating in real time for changes in the motor constant due to temperature rises during operation, the accuracy of position / speed estimation is improved, and a stable motor drive system is realized. To provide a motor control device capable of high-precision speed / torque control
Objective.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The present invention according to claim 1 is a PWM signal generating means for estimating the magnetic pole position or the rotational angular velocity of the rotor based on the speed command or torque command to the motor driven by the output of the inverter and the motor constant, and controlling the inverter. The position / speed estimation calculation means for outputting to the motor, the motor constant compensation means for compensating for the change of the motor constant and outputting to the position / speed estimation calculation means, and whether or not the motor control system has reached a steady state. Steady state determination means for determining the change of the motor constant using at least one of the current or voltage of the motor according to the output signal of the steady state determination means. TheIn real timecompensationThe compensation mode is switched according to the state of the motor control system. In the steady state, the compensation mode is turned on to compensate for the change in the motor constant. In the transient state, the compensation mode is turned off, and the compensation for the change in the motor constant is stopped. Uses its previous history valueThis is a motor control device.
[0010]
  According to the present invention, it becomes possible to compensate in real time for changes in the motor constant due to temperature rises during operation,The stability of the motor drive system in the transient state can be secured, and in all situationsA stable motor drive system can be realized by improving the estimation accuracy.
[0011]
  Claim 2According to the present invention, the motor constant compensation means includes a compensation mode stable switching means for providing a compensation mode switching grace period before and after the compensation mode switching to prevent the motor constant compensation value from becoming discontinuous. The motor control device according to claim 2.
[0012]
  According to the present invention, it is possible to ensure control stability associated with switching of the compensation mode and to reduce noise and vibration, thereby realizing a more stable motor drive system.
[0013]
  Claim 3According to the present invention, the motor constant compensation means calculates the true value of the motor constant from the motor voltage equation from at least one of the current and voltage of the motor. A motor control device according to any one of the above.
[0014]
  According to the present invention, calculation can be performed by a microcomputer or the like without adding new hardware, and compensation of a motor constant can be realized directly without performing temperature estimation.
[0015]
  Claim 4According to the present invention, there is provided time measuring means for measuring an elapsed time from the start of operation of the motor, and the motor constant compensating means inputs the motor current and the elapsed time measured by the time measuring means to input the motor. The motor control device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a data table for outputting a true value of a constant, wherein the change of the motor constant is compensated with reference to the data table.
[0016]
  According to the present invention, it is possible to greatly reduce the calculation time associated with compensation for changes in motor constants, and it is possible to realize more accurate motor constant compensation.
[0017]
  Claim 5According to the present invention, whether the steady state determination means has reached the steady state by at least one of the motor current detection value obtained from the motor current detection means or the estimated rotational angular velocity derived by the position / speed estimation calculation means. The motor control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the determination is made as to whether or not.
[0018]
  According to the present invention, it is possible to calculate with a microcomputer or the like whether or not it is in a steady state without adding new hardware, and it is possible to realize a steady state determination with an equivalent calculation time.
The
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter for converting DC power into AC power for output, PWM signal generating means for controlling the output of the inverter by a PWM signal, and current of a motor driven by the output of the inverter. At least one of motor current detection means for detecting the motor or motor voltage detection means for detecting the voltage of the motor, and a speed command or torque command to the motor are input, and the magnetic poles of the rotor are input based on the motor constant of the motor. A position / speed estimation calculating means for estimating the position or rotational angular velocity and outputting it to the PWM signal generating means; a motor constant compensating means for compensating for a change in the motor constant and outputting to the position / speed estimation calculating means; Steady state determination means for determining whether or not the motor control system has reached a steady state, and the motor constant compensation means In response to an output signal of the steady state determining means, a change in the motor constant with at least one of a current or voltage of the motorIn real timecompensationThe compensation mode is switched according to the state of the motor control system. In the steady state, the compensation mode is turned on to compensate for the change in the motor constant. In the transient state, the compensation mode is turned off, and the compensation for the change in the motor constant is stopped. Uses its previous history valueThe motor control device is as described above.
[0020]
  In the present invention, the position / speed estimation calculation means estimates and calculates the magnetic pole position or rotation angular speed of the rotor that cannot be determined by 180-degree energization drive or the like, and provides the PWM signal generation means. At this time, the magnetic pole position or the rotational angular velocity is estimated and calculated based on the rotational angular velocity command or torque command of the motor and the motor constant. The motor constant is input with a change compensated by the motor constant compensation means.The motor constant compensation means compensates for changes in the motor constant only in the steady state.To do.
[0021]
  The motor constant compensation means compensates for changes in the motor constant due to temperature rises during operation, etc., and gives it to the position / speed estimation calculation means, but does not go through indirect processes such as temperature estimation as seen in conventional examples. , Using at least one of motor current and voltage. For example, in the first embodiment, PI compensation is performed so that the error between the motor current command and the motor current is zero with respect to the winding resistance. Further, in the second embodiment, compensation is performed with higher accuracy based on the voltage equation of the motor. In the third embodiment, compensation is performed with reference to the data table.
[0022]
  Claim 2According to the present invention, the motor constant compensation means includes a compensation mode stable switching means for providing a compensation mode switching grace period before and after the compensation mode switching to prevent the motor constant compensation value from becoming discontinuous. TheClaim 1It is set as the motor control apparatus concerning.
[0023]
  In the present invention, the motor constant compensation means always performs a compensation process in a steady state. However, when the result compensated by the computation is significantly different from the previous history value and becomes discontinuous, the compensation mode by the computation is performed. Instead, for example, a compensation mode in which the previous history value is gradually increased or decreased is used, and such a mode is switched to stabilize the motor operation.
[0024]
  Claim 3According to the present invention, the motor constant compensation means calculates the true value of the motor constant from the motor voltage equation from at least one of the current or voltage of the motor.Or claim 2A motor control device according to any one of the above.
[0025]
  In the present invention, the motor constant compensation means calculates the true value of the motor constant based on the voltage equation of the motor. Thereby, estimation with higher accuracy than estimation based on the current difference of the motor is performed.
[0026]
  Claim 4The present invention relates to a time measurement unit that measures an elapsed time from the start of operation of the motor, and the motor constant compensation unit is measured by the current of the motor and the time measurement unit.
A data table for inputting an elapsed time and outputting a true value of a motor constant is provided, and a change in the motor constant is compensated with reference to the data table.Or claim 2A motor control device according to any one of the above.
[0027]
  In the present invention, the motor constant compensation means obtains the true value of the motor constant by referring to the motor current and the elapsed time of operation with the data table. As a result, arithmetic processing by a microcomputer or the like is greatly reduced, contributing to speeding up, and estimation errors associated with arithmetic operations are avoided.
[0028]
  Claim 5According to the present invention, whether the steady state determination means has reached the steady state by at least one of the motor current detection value obtained from the motor current detection means or the estimated rotational angular velocity derived by the position / speed estimation calculation means. Judgment whether or notClaim 1 or claim 2A motor control device according to any one of the above.
[0029]
  In the present invention, the steady state determination means determines whether or not the steady state is obtained by calculation from the motor current and the estimated rotational angular velocity that are always detected. This eliminates the need to add a new component for determining the steady state.
[0030]
  Examples of the present invention will be described below.
[0031]
【Example】
  Example 1
  Hereinafter, Example 1 of the motor control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0032]
  FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. In addition, the same code | symbol is provided to the same component as the prior art example shown in FIG. In FIG. 1, the main circuit is constituted by connecting a DC power source 1 and three sets of two switching elements connected in series in parallel, an inverter 2 for converting DC power into AC power, and conversion by the inverter 2. The motor 3 is driven by the AC power that is generated.
[0033]
  On the other hand, in the control circuit, at least the motor current detected by the current detector 4 and the current detection circuit 5 including 4a, 4b, and 4c attached to the main circuit or the motor voltage detected by the output voltage detection circuit 11 is used. Either one of the motor speed command ω * or torque command τ * is input, and the estimated value of the motor rotational angular velocity (outside 1) or the estimated value of the rotor magnetic pole position
[Outside 2]

The position / velocity estimation calculation unit 12 that calculates the signal and the PWM signal generation circuit 7 that outputs the gate signal for the switching element of the inverter 2 by (outside 1) or (outside 2) output from the position / speed estimation calculation unit 12 And.
[0034]
The motor constant compensation means 13 compensates for a change in the motor constant due to a temperature rise or the like due to operation using at least one of the motor current and the motor voltage according to the output signal of the steady state determination means 14 and compensates for it. The estimated magnetic pole position or rotational angular velocity is estimated using the motor constant.
[0035]
Hereinafter, the compensation of the motor constant will be specifically described.
In FIG. 1, considering the case where only the current detection circuit 5 is used without using the output voltage detection circuit 11, the motor current command value i * is generally expressed by an equation (1) based on the speed command ω * and the estimated angular velocity (outside 1). It is expressed as 1).
[Expression 1]

Here, P is a differential operator, and KP1 and KI1 are a proportional gain and an integral gain, respectively.
[0036]
Also, the winding resistance compensation value of the motor
[Outside 3]

Is expressed by the following equation (2) using the nominal value (nominal value) R0 of the winding resistance of the motor, the motor current command value i *, and the motor current i.
[Expression 2]

  However, KP2 and KI2 are a proportional gain and an integral gain, respectively.
[0037]
  Here, if there is an error between the actual winding resistance R and the compensation value (outside 3) in the steady state, the current difference (i * −i) can be obtained by using the compensation value (outside 3) in the position / speed estimation calculation. ) Will cause an error. Therefore, the applied voltage applied to the motor is changed so that the current difference is zero, and PI compensation is performed as shown in Equation (2), so that the actual motor winding resistance R and the compensation value (outside 3) The error can be zero.
[0038]
  In the above example, the case where the output voltage detection circuit 11 is not used has been considered. However, when only the output voltage detection circuit 11 is used or both the output voltage detection circuit 11 and the current detection circuit 5 are used, The invention can be applied.
[0039]
  Furthermore, the present invention can be applied not only to the winding resistance R of the motor but also to other motor constants such as inductance and induced voltage constant.
[0040]
  FIG. 2 is a flowchart showing the compensation mode switching operation of this embodiment. In the steady state, the compensation mode is on, so that the change of the motor constant is compensated and the motor constant is updated. Further, in a transient state, the compensation mode is off, and compensation for changes in the motor constant is stopped, and the previous history value is used as the motor constant.
[0041]
  FIG. 3 is a characteristic diagram showing switching from the transient state to the steady state in one embodiment of the compensation mode stability switching means. In the transient mode 1, the compensation mode is OFF, and the motor constant is a constant value using a previous history value. In the steady state mode 2 and later, the compensation mode is turned on, and the motor constant compensation calculation is started. However, as shown in FIG. 3, when the previous history value and the calculated value do not always match, the previous history value is gradually increased or decreased as in mode 2, and the calculated value is used when it matches the calculated value. Switch to 3.
[0042]
  The same effect can be obtained by adding a hysteresis loop or by performing PI compensation so that the error between the previous history value and the calculated value is zero.
[0043]
  As described above, according to the present embodiment, it is possible to compensate in real time for changes in the motor constant due to temperature rise due to operation, and a stable motor drive system can be realized by improving estimation accuracy. Accurate speed / torque control is possible.
[0044]
  Further, by switching the compensation mode, the stability of the motor drive system in the transient state can be ensured, and a stable motor drive system can be realized in any situation.
[0045]
  In addition, compensation mode stability switching means can ensure control stability and reduce noise and vibration associated with switching compensation modes, realize a more stable motor drive system, and more accurate speed / torque control. It is.
[0046]
  (Example 2)
  Embodiment 2 of the motor control device of the present invention will be described below.
[0047]
  The motor control device of the present embodiment compensates for motor constants based on the voltage equation of the motor, and can perform motor constant compensation with higher accuracy than the motor constant compensation based on the current difference of the first embodiment. .
[0048]
  Here, as an example, a case will be described in which a permanent magnet field DC brushless motor is driven by sinusoidal driving in 180-degree energization without a non-energization section by current-feed-type magnetic pole position estimation.
[0049]
  FIG. 4 is a schematic diagram showing the definition of coordinate axes in the magnetic pole position estimation. In general, when sinusoidal driving is performed, in order to facilitate control calculation, various amounts of the motor are changed from three phases u, v, and w to two phases of dq axes as shown in FIG. 3 phase to 2 phase conversion to DC. In addition, about the conversion method from three phases to two phases, since it is well-known, it abbreviate | omits.
[0050]
  In FIG. 4, θ is the actual magnetic pole position of the rotor, and (Outside 2) is the estimated magnetic pole position. Δθ is a position error, and there is a relationship of Δθ = (outside 2) −θ.
[0051]
  Here, assuming that the winding resistance R of the motor is d-axis inductance and q-axis inductance are Ld and Lq, respectively, and the induced voltage constant is KE, the voltage equation on the dq-axis is expressed as equation (3). Is done.
[Equation 3]

Where P is a differential operator and ω is the rotational angular velocity of the motor.
[0052]
Here, in the vicinity of the operating point, it is considered that the dq axis and the d′-q ′ axis substantially coincide with each other, and when Δθ = 0 is approximated, Equation (3) is expressed as Equation (4). Is done.
[Expression 4]

However, (Outside 1) is an estimated angular velocity.
[0053]
Here, since compensation of the motor constant is performed in a steady state, if the differential term of the equation (4) is set to zero, it can be transformed as the equation (5).
[Equation 5]

However, (Outside 3) is the winding resistance compensation value of the motor.
[0054]
From the equation (5), the relationship between the compensation value (outside 3) and the true value of the winding resistance R is obtained regardless of the sign of id '. When (outside 3) is larger than R, the right side is positive. In the opposite case, it is negative. Therefore, the winding resistance is compensated as shown in equation (6).
[Formula 6]

  Here, the equation (6) takes a discrete time system for calculation by a microcomputer or the like, where nTs is the current sampling time and (n-1) Ts is the previous sampling time. KR is an integral gain.
[0055]
  In equation (6), only the integration on the right side of equation (5) is performed, but the response is further improved by performing PI compensation with the addition of a proportional term.
[0056]
  Further, when the sign of id 'does not change, the calculation time can be shortened by dividing equation (6) by id'.
[0057]
  As described above, according to the present embodiment, the motor constant compensation can be performed with higher accuracy than the motor constant compensation based on the current difference of the first embodiment, and more accurate speed / torque control can be realized. .
[0058]
  In the above description, a sine wave drive of a DC brushless motor that performs magnetic pole position estimation has been described as an example. However, the present invention can be applied to other motors and drive systems.
[0059]
  Furthermore, the present invention can be applied not only to the winding resistance of the motor but also to other motor constants such as inductance and induced voltage constant.
[0060]
  (Example 3)
  Embodiment 3 of the motor control device of the present invention will be described below. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment. The same constituent elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted because it is duplicated. Only different parts will be described here.
[0061]
  In FIG. 5, a time measuring means 15 for measuring an elapsed time from the start of operation of the motor is provided, and a motor constant compensating means 13 inputs the motor current and the elapsed time measured by the time measuring means 15, and It has a data table that outputs the true value of.
[0062]
  The data table describes motor constants obtained in advance by experiments or the like, and the true value of the motor constant can always be output based on the elapsed time and the correspondence map between the motor current and the motor constant.
[0063]
  Here, the time measuring means 15 can determine the elapsed time from the start of operation by performing addition from the start of the motor with a microcomputer or the like. However, when adding with a microcomputer, it is necessary to take measures against errors such as overflow.
[0064]
  As described above, according to the present embodiment, it is possible to significantly reduce the calculation time associated with motor constant compensation as compared with the methods of the first and second embodiments that perform motor constant compensation by calculation.
[0065]
  The present invention can be applied not only when the current detection circuit 5 is used, but also when only the output voltage detection circuit 11 is used, or when both the output voltage detection circuit 11 and the current detection circuit 5 are used. Is possible.
[0066]
  Example 4
  Hereinafter, Example 4 of the motor control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0067]
  FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The same constituent elements as those in FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted because it is duplicated. Only different parts will be described here.
[0068]
  In FIG. 6, the steady state determination means 14 determines the steady state based on the convergence determination of the motor current detection value obtained from the current detection circuit 5. Specifically, the convergence determination of the motor current detection value is performed by the following method.
[0069]
  Assuming that the current sampling time is nTs and the previous sampling time is (n-1) Ts, the convergence determination of the motor current detection value is expressed as in equation (7).
[Expression 7]

  Here, ε is a convergence value, and if the difference between the current value of the motor current detection value and the previous history value is equal to or less than ε, it is considered that the steady state is reached.
[0070]
  Further, it is possible to improve the accuracy of convergence determination by taking the difference between the current value and the average value of the past previous history values instead of the difference between the current value and the previous previous history value.
[0071]
  Further, even if a motor current detection value obtained by passing an integration circuit or LPF between the

current detectors

4a, 4b, 4c and the current detection circuit 5 is used, the same effect can be obtained.
[0072]
  As described above, according to the present embodiment, it is possible to perform calculation by a microcomputer or the like without adding new hardware, and it is possible to realize steady state determination with an equivalent calculation time.
[0073]
  The steady state can be similarly determined using the estimated rotational angular velocity output from the position / velocity estimation calculation unit 12.
[0074]
【The invention's effect】
  According to a first aspect of the present invention, there is provided an inverter for converting DC power into AC power for output, PWM signal generating means for controlling the output of the inverter by a PWM signal, and current of a motor driven by the output of the inverter. At least one of motor current detection means for detecting the motor or motor voltage detection means for detecting the voltage of the motor, and a speed command or torque command to the motor are input, and the magnetic poles of the rotor are input based on the motor constant of the motor. A position / speed estimation calculating means for estimating the position or rotational angular velocity and outputting it to the PWM signal generating means; a motor constant compensating means for compensating for a change in the motor constant and outputting to the position / speed estimation calculating means; Steady state determination means for determining whether or not the motor control system has reached a steady state, and the motor constant compensation means , In response to said output signal of the steady state determining means, compensating for changes in the motor constant with at least one of a current or voltage of the motorThe compensation mode is switched according to the state of the motor control system.In the steady state, the compensation mode is on and the change in the motor constant is compensated.In the transient state, the compensation mode is off and the compensation for the change in the motor constant is stopped. The motor constant uses the previous history value.By using such a motor control device, it becomes possible to compensate in real time for changes in motor constants due to temperature rises during operation,The stability of the motor drive system in the transient state can be ensured. In any situationBy improving the estimation accuracy, a stable motor drive system can be realized, and an effect that high-accuracy speed / torque control is possible is achieved.
[0075]
  Claim 2According to the present invention, the motor control device having the compensation mode stability switching means for smoothly switching the compensation mode can secure the control stability and reduce noise and vibration associated with the compensation mode switching. It is possible to achieve a more stable motor drive system, and more accurate speed / torque control.
[0076]
  Claim 3According to the present invention, the motor constant compensation means is a motor control device that calculates the true value of the motor constant from the motor voltage equation from at least one of the motor current and the motor voltage. It is possible to calculate with a microcomputer etc. without adding wear, and it is possible to directly compensate the motor constant without estimating the temperature, not only maintaining the same cost, but also the influence of variations due to component tolerances In addition, there is an effect that high accuracy is possible due to non-interference.
[0077]
  Claim 4According to the present invention, there is provided time measuring means for measuring an elapsed time from the start of operation of the motor, and the motor constant compensating means inputs the motor current and the elapsed time measured by the time measuring means to input the motor. A motor control device according to any one of claims 1 to 3, comprising a data table for outputting a true value of a constant, wherein the change of the motor constant is compensated with reference to the data table. The calculation time associated with motor constant compensation can be greatly shortened, more accurate motor constant compensation can be realized, and further, since the motor constant compensation calculation is unnecessary, the calculation error can be greatly reduced. There is an effect that it is possible.
[0078]
  Claim 5According to the present invention, the steady state determination means has reached the steady state by at least one of the motor current detection value obtained from the motor current detection means or the estimated rotational angular velocity derived from the position / speed estimation calculation means. By using a motor control device that determines whether or not, it is possible to perform calculations with a microcomputer or the like without adding new hardware, and it is possible to perform steady state determination with equivalent cost and calculation time. There is an effect that it is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a motor control device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a compensation mode switching operation in the embodiment.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the operation of compensation mode stability switching means in the embodiment.
FIG. 4 is a vector diagram showing the definition of coordinate axes in magnetic pole position estimation
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the motor control device of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the motor control device of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a conventional motor control device
[Explanation of symbols]
  1 DC power supply
  2 Inverter
  3 Motor
  4, 4a-4c Current detector (motor current detection means)
  5 Current detection circuit (motor current detection means)
  6 Vector control calculation means
  7 PWM signal generation circuit (PWM signal generation means)
  8 Temperature estimation means
  9 Thermal constant output means
  10 Resistance value estimation means
  11 Output voltage detection circuit (motor voltage detection means)
  12 Position / speed estimation calculation unit (position / speed estimation calculation means)
  13 Motor constant compensation means
  14 Steady state determination means
  15 Time measurement means

Claims

An inverter that converts DC power into AC power and outputs; a PWM signal generator that controls the output of the inverter by a PWM signal; and a motor current detector that detects a current of a motor driven by the output of the inverter, or At least one of motor voltage detection means for detecting the voltage of the motor and a speed command or torque command to the motor are input, and the magnetic pole position or the rotational angular velocity of the rotor is estimated based on the motor constant of the motor, Position / speed estimation calculating means for outputting to the PWM signal generating means, motor constant compensating means for compensating for changes in the motor constant and outputting to the position / speed estimation calculating means, and the motor control system has reached a steady state. Steady state determination means for determining whether or not the motor constant compensation means, the motor constant compensation means of the steady state determination means Depending on the force signal, performs switching of the motor current or voltage at least any one of using and compensating for changes in the motor constant in real time compensation mode according to the state of the motor control system of the compensation mode in the steady state A motor control device that compensates for changes in motor constants when turned on, stops compensation mode for motor constants in a transient state, and stops compensation for changes in motor constants, and uses the previous history values for the motor constants .

Motor constant compensation means according to claim 1, further comprising a compensation mode stable switching means for preventing the motor constant compensation value is provided to switch grace period compensation mode before and after the switching of the compensation mode is discontinuous Motor control device.

3. The motor according to claim 1, wherein the motor constant compensation means calculates a true value of the motor constant from at least one of a current or a voltage of the motor from a voltage equation of the motor. Control device.

Time measurement means for measuring the elapsed time from the start of motor operation is provided, and the motor constant compensation means inputs the current of the motor and the elapsed time measured by the time measurement means and outputs the true value of the motor constant to a data table, the motor control device according to any one of the preceding claims, wherein the reference to the data table and to compensate for changes in motor constant 1 or claim 2.

The steady state determining means determines whether or not the steady state has been reached based on at least one of the detected motor current value obtained from the motor current detecting means or the estimated rotational angular velocity derived by the position / speed estimation calculating means. The motor control device according to any one of claims 1 and 2 .