JP4403781B2 - SR motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、SRモータの制御装置に関し、特に、電流フィードバック制御を行うことにより、SRモータを駆動制御する装置に関する。   The present invention relates to a control device for an SR motor, and more particularly to a device for driving and controlling an SR motor by performing current feedback control.

SRモータのトルク制御方法として、モータコイルの通電開始時期と通電終了時期とを決め、さらに、モータコイル電流のピーク値をヒステリシスコンパレータにより制御する方法が知られている(特許文献1参照)。この従来の方法では、通電開始時期と通電終了時期とを予めマップ化してフィードフォワード制御を行っていた。   As a torque control method for the SR motor, a method is known in which the energization start timing and energization end timing of the motor coil are determined, and the peak value of the motor coil current is controlled by a hysteresis comparator (see Patent Document 1). In this conventional method, the feed-forward control is performed by mapping the energization start timing and the energization end timing in advance.

特開2002−281784号公報JP 2002-281784 A

しかしながら、フィードフォワード制御を用いた電流制御では、電流制御精度が低いという問題があった。   However, current control using feedforward control has a problem that current control accuracy is low.

本発明によるSRモータの制御装置および制御方法は、以下の方法により、SRモータに電圧を印加するインバータを制御することを特徴とする。SRモータの各相に流れる電流値を検出し、検出した電流値の符号を操作する。符号を操作された各相電流値を、SRモータの回転に同期して回転する直交座標系上の電流値に変換し、直交座標系において、変換された電流値と電流指令値とに基づいて、モータ制御電圧を算出する。算出されたモータ制御電圧を3相交流電圧に変換して、その絶対値を算出し、算出した絶対値に基づいて、SRモータに電圧を印加するインバータを制御する。 An SR motor control apparatus and control method according to the present invention controls an inverter that applies a voltage to an SR motor by the following method. The current value flowing in each phase of the SR motor is detected, and the sign of the detected current value is manipulated. The phase current values engineered code is converted into a current value on the orthogonal coordinate system rotating in synchronization with the rotation of the SR motor, in the orthogonal coordinate system, based on the converted current value and the current command value Then, the motor control voltage is calculated. The calculated motor control voltage is converted into a three-phase AC voltage, its absolute value is calculated, and an inverter that applies a voltage to the SR motor is controlled based on the calculated absolute value.

本発明によるSRモータの制御装置および制御方法によれば、SRモータに流れる電流をフィードバック制御することができるので、電流の制御精度を向上させることができる。   According to the SR motor control device and control method of the present invention, the current flowing through the SR motor can be feedback-controlled, so that the current control accuracy can be improved.

−第1の実施の形態−
図1は、SRモータ(Switched Reluctance Motor)1を走行駆動源とする電気自動車の概略的な全体構成を示す底面図である。この電気自動車は、前部の左右の車輪20a,20bと、後部の左右の車輪20c,20dを備える。前部の二つの車輪20a,20bをそれぞれ回転可能に支持するアクスル21a,21bには、車輪20a,20bを回転駆動するSRモータ1a,1bが取り付けられている。SRモータ1a,1bには、インバータ2を介して、直流電源4から電力が供給される。
-First embodiment-
FIG. 1 is a bottom view showing a schematic overall configuration of an electric vehicle using an SR motor (Switched Reluctance Motor) 1 as a travel drive source. The electric vehicle includes front left and right wheels 20a and 20b and rear left and right wheels 20c and 20d. SR motors 1a and 1b for rotating the wheels 20a and 20b are attached to axles 21a and 21b that rotatably support the two front wheels 20a and 20b, respectively. The SR motors 1 a and 1 b are supplied with electric power from the DC power supply 4 via the inverter 2.

図2は、本発明によるSRモータの制御装置の第1の実施の形態の構成を示す図である。以下では、第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置により、電気自動車に搭載される車両駆動用のSRモータ1a,1bを制御する方法について説明する。ただし、以下では、SRモータ1a,1bを総称して、SRモータ1と呼ぶ。第1の実施の形態におけるモータ制御装置は、ユニポーラ駆動インバータ2と、平滑コンデンサ3と、直流電源4と、回転位置センサ5と、位相速度演算器6と、電流符号変換器7と、電流座標変換器8と、トルク制御器9と、電流制御器10と、電圧座標変換器11と、電圧指令生成器12と、ゲート駆動信号生成器13と、電流センサ100a〜100cとを備える。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the SR motor control device according to the present invention. Hereinafter, a method for controlling the SR motors 1a and 1b for driving the vehicle mounted on the electric vehicle by the SR motor control device according to the first embodiment will be described. However, hereinafter, the SR motors 1a and 1b are collectively referred to as the SR motor 1. The motor control device in the first embodiment includes a unipolar drive inverter 2, a smoothing capacitor 3, a DC power supply 4, a rotational position sensor 5, a phase speed calculator 6, a current code converter 7, a current coordinate system. It includes a converter 8, a torque controller 9, a current controller 10, a voltage coordinate converter 11, a voltage command generator 12, a gate drive signal generator 13, and current sensors 100a to 100c.

第1の実施の形態におけるモータ制御装置では、SRモータ1のロータ(不図示)の回転に同期して回転する直交座標系、すなわち、d軸とq軸とを有するdq座標系において、各種制御演算を行う。回転位置センサ5は、例えばエンコーダであり、SRモータ1のロータの位置θmを検出する。   In the motor control apparatus according to the first embodiment, various controls are performed in an orthogonal coordinate system that rotates in synchronization with rotation of a rotor (not shown) of the SR motor 1, that is, a dq coordinate system having a d axis and a q axis. Perform the operation. The rotational position sensor 5 is an encoder, for example, and detects the rotor position θm of the SR motor 1.

位相速度演算器6は、回転位置センサ5により検出された回転位置θmに基づいて、dq座標系上の制御演算に用いる電気的な位相θeを演算するとともに、θmを時間微分することにより、SRモータ1の機械的角速度ωmを算出する。図3は、SRモータ1のロータの回転に応じて変化する、SRモータ1のU相のインダクタンスを示す図である。第1の実施の形態におけるモータ制御装置では、このインダクタンス変化の基本波成分の2周期をdq座標系における電気的な位相θeの1周期とする。   Based on the rotational position θm detected by the rotational position sensor 5, the phase velocity calculator 6 calculates the electrical phase θe used for the control calculation on the dq coordinate system, and time-differentiates θm to obtain SR. The mechanical angular velocity ωm of the motor 1 is calculated. FIG. 3 is a diagram showing the U-phase inductance of the SR motor 1 that changes according to the rotation of the rotor of the SR motor 1. In the motor control apparatus according to the first embodiment, two periods of the fundamental wave component of the inductance change are set as one period of the electrical phase θe in the dq coordinate system.

電流センサ100a,100b,100cは、SRモータ1に流れるU相電流Iu,V相電流Iv,W相電流Iwをそれぞれ検出して、電流符号変換器7に出力する。電流符号変換器7は、位相速度演算器6で演算された電気的な位相θeに応じて、U相,V相,W相の電流値の符号を変換する処理を行う。   Current sensors 100 a, 100 b, and 100 c detect U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw that flow through SR motor 1, and output them to current code converter 7. The current code converter 7 performs a process of converting the signs of the U-phase, V-phase, and W-phase current values according to the electrical phase θe calculated by the phase velocity calculator 6.

例えば、U相電流Iuに関しては、0≦θe<πの場合には、符号を変換せず、π≦θe<2πの場合に、符号を変換して出力する。すなわち、電流符号変換器7から出力されるU相の出力電流値をIusとすると、0≦θe<πの場合には、Ius=Iuとなり、π≦θe<2πの場合に、Ius=−Iuとなる。図4は、位相θeに対応するU相インダクタンスと、U相電流検出値Iuおよび電流符号変換器7から出力される出力電流値Iusとの関係を示す図である。図4に示すように、位相θeに応じて電流の符号を操作することにより、出力電流Iuを交流電流として扱うことができる。   For example, regarding the U-phase current Iu, the sign is not converted when 0 ≦ θe <π, and the sign is converted and output when π ≦ θe <2π. That is, if the output current value of the U phase output from the current code converter 7 is Ius, Ius = Iu when 0 ≦ θe <π, and Ius = −Iu when π ≦ θe <2π. It becomes. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the U-phase inductance corresponding to the phase θe, the U-phase current detection value Iu, and the output current value Ius output from the current sign converter 7. As shown in FIG. 4, the output current Iu can be handled as an alternating current by manipulating the sign of the current in accordance with the phase θe.

V相電流Ivの符号変換処理を行った後の出力電流値Ivsについては、2π/3≦θe<5π/3の場合に、Ivs=Ivとし、5π/3≦θe<8π/3の場合に、Ivs=−Ivとする。W相電流Iwの符号変換処理を行った後の出力電流値Iwsについては、−2π/3≦θe<π/3の場合に、Iws=Iwとし、π/3≦θe<4π/3の場合に、Iws=−Iwとする。これにより、U相,V相,W相の電流を3相交流電流として扱うことができる。   The output current value Ivs after the sign conversion processing of the V-phase current Iv is set to Ivs = Iv when 2π / 3 ≦ θe <5π / 3, and when 5π / 3 ≦ θe <8π / 3. , Ivs = −Iv. The output current value Iws after the sign conversion process of the W-phase current Iw is set to Iws = Iw when −2π / 3 ≦ θe <π / 3, and when π / 3 ≦ θe <4π / 3. And Iws = −Iw. Thereby, the current of the U phase, the V phase, and the W phase can be handled as a three-phase alternating current.

電流座標変換器8は、電流符号変換器7から出力される電流Ius,Ivs,Iwsを、次式(1)に基づいて、dq座標系のd軸電流Idおよびq軸電流Iqに変換する。   The current coordinate converter 8 converts the currents Ius, Ivs, Iws output from the current sign converter 7 into a d-axis current Id and a q-axis current Iq in the dq coordinate system based on the following equation (1).

Figure 0004403781
Figure 0004403781

トルク制御器9は、SRモータ1のトルク指令値Te*とモータ回転速度ωmとに基づいて、モータのd軸電流指令値Id*とq軸電流指令値Iq*とを算出する。なお、トルク制御器9は、予め用意した、トルク指令値Te*とモータ回転速度ωmとを座標軸とするマップを参照することにより、電流指令値Id*,Iq*を算出する。 The torque controller 9 calculates a d-axis current command value Id * and a q-axis current command value Iq * of the motor based on the torque command value Te * of the SR motor 1 and the motor rotation speed ωm. The torque controller 9 calculates the current command values Id * and Iq * by referring to a map prepared in advance using the torque command value Te * and the motor rotation speed ωm as coordinate axes.

図5は、電流制御器10の構成を示すブロック図である。電流制御器10は、減算器200a,200bと、PI制御器201a,201bとを備える。減算器200aは、トルク制御器9で算出された電流指令値Id*と、電流座標変換器8から入力されるd軸の実電流idとの差を演算して、演算結果をPI制御器201aに出力する。また、減算器200bは、電流指令値Iq*とq軸の実電流Iqとの差を演算して、演算結果をPI制御器201bに出力する。 FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the current controller 10. The current controller 10 includes subtracters 200a and 200b and PI controllers 201a and 201b. The subtractor 200a calculates the difference between the current command value Id * calculated by the torque controller 9 and the d-axis actual current id input from the current coordinate converter 8, and the calculation result is calculated by the PI controller 201a. Output to. The subtractor 200b calculates the difference between the current command value Iq * and the q-axis actual current Iq, and outputs the calculation result to the PI controller 201b.

PI制御器201aは、減算器200aによる演算結果(Id*−Id)に対してPI(比例・積分)演算を行うことにより、d軸電圧指令値vdを算出する。また、PI制御器201bは、減算器200bによる演算結果(Iq*−Iq)に対してPI(比例・積分)演算を行うことにより、q軸電圧指令値vqを算出する。すなわち、電流制御器10は、SRモータ1に流れる実電流と電流指令値とに基づいて、電流フィードバック制御を行うことにより、電圧指令値を算出している。電流制御器10で算出された電圧指令値vd,vqは、電圧座標変換器11に出力される。 The PI controller 201a calculates a d-axis voltage command value vd by performing a PI (proportional / integral) calculation on the calculation result (Id * −Id) by the subtractor 200a. The PI controller 201b calculates a q-axis voltage command value vq by performing PI (proportional / integral) calculation on the calculation result (Iq * −Iq) by the subtractor 200b. That is, the current controller 10 calculates the voltage command value by performing current feedback control based on the actual current flowing through the SR motor 1 and the current command value. The voltage command values vd and vq calculated by the current controller 10 are output to the voltage coordinate converter 11.

電圧座標変換器11は、電流制御器10で算出されたdq座標系上の電圧指令値vd,vqを、次式(2)に基づいて、U相制御電圧vus,V相制御電圧vvs,W相制御電圧vwsの3相電圧に変換する。   The voltage coordinate converter 11 converts the voltage command values vd, vq on the dq coordinate system calculated by the current controller 10 into the U-phase control voltage vus, the V-phase control voltage vvs, W based on the following equation (2). The phase control voltage vws is converted into a three-phase voltage.

Figure 0004403781
Figure 0004403781

電圧座標変換器11で変換された3相電圧vus,vvs,vwsは、電圧指令生成器12に出力される。電圧指令生成器12は、電圧座標変換器11で変換された3相電圧vus,vvs,vwsの絶対値を演算して、演算結果vu*=|vus|,vv*=|vvs|,vw*=|vws|をゲート駆動信号生成器13に出力する。 The three-phase voltages vus, vvs, vws converted by the voltage coordinate converter 11 are output to the voltage command generator 12. The voltage command generator 12 calculates the absolute values of the three-phase voltages vus, vvs, vws converted by the voltage coordinate converter 11, and the calculation results vu * = | vus |, vv * = | vvs |, vw *. = | Vws | is output to the gate drive signal generator 13.

ゲート駆動信号生成器13は、インバータ2を構成するスイッチS1〜S6のオン/オフを制御するための駆動信号を生成する。まず、平滑コンデンサ3の電圧値Vcと、電圧指令生成器12から入力される電圧vu*,vv*,vw*とに基づいて、次式(3)により、各相の変調率mu*,mv*,mw*を算出する。
mu*=vu*/Vc
mv*=vv*/Vc
mw*=vw*/Vc …(3)
The gate drive signal generator 13 generates a drive signal for controlling on / off of the switches S <b> 1 to S <b> 6 constituting the inverter 2. First, based on the voltage value Vc of the smoothing capacitor 3 and the voltages vu * , vv * , vw * input from the voltage command generator 12, the modulation factor mu * , mv of each phase is obtained by the following equation (3). * And mw * are calculated.
mu * = vu * / Vc
mv * = vv * / Vc
mw * = vw * / Vc (3)

図6は、U相のゲート駆動信号を生成する方法を説明するための図である。図6に示すように、算出された変調率mu*とキャリア信号である三角波の大きさとが比較されて、変調率mu*が三角波よりも大きい場合には、後述するインバータ2のU相のスイッチS1,S2をオンとするためのゲート駆動信号(ON信号)が出力される。一方、変調率mu*が三角波よりも小さい場合には、U相のスイッチS1,S2をオフとするためのゲート駆動信号(OFF信号)が出力される。図6では、U相のゲート駆動信号を生成する方法について説明したが、V相およびW相のゲート駆動信号についても、同様の方法により生成される。 FIG. 6 is a diagram for explaining a method of generating a U-phase gate drive signal. As shown in FIG. 6, when the calculated modulation factor mu * and the magnitude of the triangular wave that is the carrier signal are compared, and the modulation factor mu * is larger than the triangular wave, the U-phase switch of the inverter 2 to be described later A gate drive signal (ON signal) for turning on S1 and S2 is output. On the other hand, when the modulation factor mu * is smaller than the triangular wave, a gate drive signal (OFF signal) for turning off the U-phase switches S1 and S2 is output. Although the method for generating the U-phase gate drive signal has been described with reference to FIG. 6, the V-phase and W-phase gate drive signals are also generated by the same method.

ユニポーラ駆動インバータ2は、SRモータ1を駆動制御するために用いられる一般的なインバータであり、スイッチS1〜S6およびフリーホイールダイオードD1〜D6を備える。スイッチS1およびS2は、U相のゲート駆動信号がON信号である場合にオンし、OFF信号の場合にオフする。同様に、スイッチS3,S4、および、スイッチS5,S6は、それぞれV相およびW相のゲート駆動信号がON信号である場合にオンし、OFF信号の場合にオフする。これにより、直流電源4の電圧を所望の電圧値に変換して、SRモータ1に印加し、SRモータ1の駆動を制御する。なお、直流電源4と並列に接続されている平滑コンデンサ3は、電圧変動を抑制する役割を果たす。   The unipolar drive inverter 2 is a general inverter used for driving and controlling the SR motor 1 and includes switches S1 to S6 and freewheel diodes D1 to D6. The switches S1 and S2 are turned on when the U-phase gate drive signal is an ON signal and turned off when the signal is an OFF signal. Similarly, the switches S3 and S4 and the switches S5 and S6 are turned on when the V-phase and W-phase gate drive signals are ON signals, and are turned off when they are OFF signals. Thereby, the voltage of the DC power supply 4 is converted into a desired voltage value and applied to the SR motor 1 to control the driving of the SR motor 1. The smoothing capacitor 3 connected in parallel with the DC power supply 4 plays a role of suppressing voltage fluctuation.

第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置によれば、SRモータ1の各相に流れる電流値を検出し、検出した電流値の符号の変換処理を行うことにより、SRモータ1の回転に同期して回転する直交座標系(dq座標系)上の電流値に変換して、電流フィードバック制御を行うことができる。また、電流フィードバック制御により求められる電圧指令値を3相交流電圧指令値に変換し、その絶対値を求めることにより、インバータ2を制御するための信号を生成することができる。これにより、SRモータ1に流れる電流の制御精度を向上させることができる。例えば、従来のフィードフォワード制御では、直流電源4の電圧の変動等による制御外乱の影響を受けやすいという問題があったが、第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置によれば、フィードバック制御を行うことにより、実電流を電流指令値に追従させることができる。   According to the control device for the SR motor in the first embodiment, the current value flowing in each phase of the SR motor 1 is detected, and the sign of the detected current value is converted, whereby the SR motor 1 is rotated. Current feedback control can be performed by converting into a current value on an orthogonal coordinate system (dq coordinate system) that rotates synchronously. Moreover, the voltage command value calculated | required by electric current feedback control is converted into a three-phase alternating voltage command value, and the signal for controlling the inverter 2 can be produced | generated by calculating | requiring the absolute value. Thereby, the control accuracy of the current flowing through the SR motor 1 can be improved. For example, in the conventional feedforward control, there is a problem that it is easily affected by control disturbance due to fluctuations in the voltage of the DC power supply 4, but according to the SR motor control device in the first embodiment, feedback control is performed. By performing the above, the actual current can be made to follow the current command value.

また、第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置のように、車両の駆動モータとしてSRモータを用いる場合には、モータの制御精度が向上することにより、車両の乗り心地を向上させることができる。   Further, when an SR motor is used as a vehicle drive motor as in the SR motor control device according to the first embodiment, the ride comfort of the vehicle can be improved by improving the motor control accuracy. it can.

第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置では、dq座標系の回転周期を、SRモータ1の回転に応じて各相のインダクタンスが変化する際の変化周期の2倍とするので、符号を操作された電流を交流として扱うことができる。すなわち、dq座標系において、モータ電流の基本波成分を直流量として扱うことができるので、モータの高回転時においても、実電流の応答性が低下することはない。これに対し、SRモータ1の各相の電流検出値に対して、直接フィードバック制御を行う場合には、例えば、モータの高回転時に、電流指令値に対する実電流の追従性が問題になることがある。   In the SR motor control apparatus according to the first embodiment, the rotation period of the dq coordinate system is twice the change period when the inductance of each phase changes according to the rotation of the SR motor 1, so the sign is The manipulated current can be treated as alternating current. That is, in the dq coordinate system, the fundamental wave component of the motor current can be handled as a direct current amount, so that the response of the actual current does not deteriorate even when the motor rotates at high speed. On the other hand, when direct feedback control is performed on the current detection value of each phase of the SR motor 1, for example, the followability of the actual current with respect to the current command value becomes a problem at the time of high rotation of the motor. is there.

また、電流指令値を算出するためのマップは、トルク指令値Te*とモータ回転速度ωmとに基づいて作成することができるので、通電開始時期と通電終了時期とをマップ化する従来の装置と比べて、マップの作成労力および制御装置のマップ記憶容量を低減することができる。 Further, since the map for calculating the current command value can be created based on the torque command value Te * and the motor rotation speed ωm, the conventional apparatus for mapping the energization start timing and the energization end timing is In comparison, the map creation effort and the map storage capacity of the control device can be reduced.

−第2の実施の形態−
図7は、第2の実施の形態におけるSRモータの制御装置の構成を示す図である。第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置と異なるのは、電流符号変換器7aである。従って、以下では、電流符号変換器7aで行う処理について詳しく説明し、同一の構成部分についての説明は省略する。
-Second Embodiment-
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the SR motor control device according to the second embodiment. What is different from the SR motor control device in the first embodiment is a current code converter 7a. Therefore, in the following, the process performed by the current code converter 7a will be described in detail, and the description of the same components will be omitted.

電流符号変換器7aは、SRモータ1の各相に流れる電流値の大きさに基づいて、U相,V相,W相の電流値の符号を変換する処理を行う。すなわち、電流センサ100a〜100cにより検出された電流値Iu,Iv,Iwと所定の電流しきい値とを比較し、電流値Iu,Iv,Iwが所定の電流しきい値以下であれば、出力電流値を0とし、所定の電流しきい値より大きい区間がある場合には、その区間の電流値を、区間の一つ置きに、符号を反転させて出力する。この処理について、図8を用いて説明する。   The current code converter 7a performs a process of converting the signs of the U-phase, V-phase, and W-phase current values based on the magnitude of the current value flowing in each phase of the SR motor 1. That is, the current values Iu, Iv, Iw detected by the current sensors 100a to 100c are compared with a predetermined current threshold value, and if the current values Iu, Iv, Iw are less than the predetermined current threshold value, the output When the current value is 0 and there is a section larger than the predetermined current threshold, the current value of the section is output with the sign inverted every other section. This process will be described with reference to FIG.

図8は、電流センサ100aにより検出されたU相の電流Iuと、電流符号変換器7aから出力されるU相電流Iusとの関係を示す図である。第2の実施の形態におけるSRモータの制御装置では、電流しきい値にヒステリシスを設けている。すなわち、U相の電流に対して、第1の電流しきい値Iu1と、第2の電流しきい値Iu2とを予め定めておく。なお、電流しきい値Iu1,Iu2は、電流センサ100a〜100cの分解能や、リップル電流の大きさなどに基づいて定めることができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the U-phase current Iu detected by the current sensor 100a and the U-phase current Ius output from the current sign converter 7a. In the SR motor control device according to the second embodiment, hysteresis is provided for the current threshold value. That is, the first current threshold value Iu1 and the second current threshold value Iu2 are determined in advance for the U-phase current. The current threshold values Iu1 and Iu2 can be determined based on the resolution of the current sensors 100a to 100c, the magnitude of the ripple current, and the like.

電流符号変換器7aは、電流センサ100aにより検出されたU相の電流Iuと、第2の電流しきい値Iu2とを比較し、Iu≦Iu2が成り立つ場合には、出力電流値Ius=0とする。電流Iuが第2の電流しきい値Iu2より大きくなると、出力電流値Ius=Iuとする(区間(i))。その後、電流Iuが第1の電流しきい値Iu1以下になると、再び、出力電流値Ius=0とする。   The current code converter 7a compares the U-phase current Iu detected by the current sensor 100a with the second current threshold Iu2, and if Iu ≦ Iu2 holds, the output current value Ius = 0. To do. When the current Iu becomes larger than the second current threshold value Iu2, the output current value Ius = Iu is set (section (i)). Thereafter, when the current Iu becomes equal to or less than the first current threshold value Iu1, the output current value Ius = 0 is set again.

電流Iuが第1の電流しきい値Iu1以下になって、Ius=0を出力後に、電流Iuが第2の電流しきい値Iu2より大きくなると、U相の電流Iuの符号を反転して出力する。すなわち、出力電流値Ius=−Iuとする(区間(ii))。その後、電流センサ100aにより検出された電流Iuが第1の電流しきい値Iu1以下になると、再び、出力電流値Ius=0とする。この後、電流Iuが第2の電流しきい値Iu2より大きくなると、区間(i)と同様に、出力電流値Ius=Iuとする(区間(iii))。以後、この処理が繰り返し行われる。   If the current Iu becomes equal to or lower than the first current threshold Iu1 and Ius = 0 is output and then the current Iu becomes larger than the second current threshold Iu2, the sign of the U-phase current Iu is inverted and output. To do. That is, the output current value Ius = −Iu (section (ii)). Thereafter, when the current Iu detected by the current sensor 100a becomes equal to or less than the first current threshold value Iu1, the output current value Ius = 0 is set again. Thereafter, when the current Iu becomes larger than the second current threshold value Iu2, the output current value Ius = Iu is set (section (iii)) as in the section (i). Thereafter, this process is repeated.

第2の実施の形態におけるSRモータの制御装置によれば、SRモータの各相ごとに電流しきい値を定めておき、電流センサ100a〜100cにより検出された各相電流値が所定の電流しきい値以下の場合には、電流値を0とし、所定の電流しきい値より電流値が大きい区間に対しては、1つ置きの区間の電流値の符号を負とする。これにより、第1の実施の形態におけるSRモータの制御装置と同様に、制御精度の高い電流フィードバック制御を行うことができる。また、電流値の符号変換処理を行う際に、電気的な位相θeを必要とせず、電流値のみを検出すればよいので、例えば、回転位置センサ5を省いた構成としたり、検出精度の低い回転位置センサ5を用いることができる。   According to the SR motor control device in the second embodiment, a current threshold value is determined for each phase of the SR motor, and each phase current value detected by the current sensors 100a to 100c is a predetermined current. When the current value is equal to or smaller than the threshold value, the current value is set to 0, and the sign of the current value in every other section is negative for a section where the current value is larger than a predetermined current threshold. Thereby, like the SR motor control device in the first embodiment, current feedback control with high control accuracy can be performed. Further, when the current value sign conversion process is performed, it is only necessary to detect the current value without requiring the electrical phase θe. For example, the rotational position sensor 5 is omitted, or the detection accuracy is low. A rotational position sensor 5 can be used.

第2の実施の形態におけるSRモータの制御装置によれば、検出電流値と比較する電流しきい値にヒステリシスを設けるので、検出電流値にノイズが含まれるような場合でも、出力電流値の符号が頻繁に切り替わるチャタリングの発生を防ぐことができる。   According to the SR motor control device in the second embodiment, since hysteresis is provided in the current threshold value to be compared with the detected current value, the sign of the output current value can be obtained even when the detected current value includes noise. It is possible to prevent chattering that frequently switches.

本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、SRモータは、電気自動車の車両駆動用モータとして用いられる例について説明したが、他の用途に用いられるものでもよい。また、本発明がSRモータの種類、例えば、ロータおよびステータの極数などにより限定されることもない。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the SR motor has been described as being used as a vehicle driving motor for an electric vehicle, but may be used for other purposes. Further, the present invention is not limited by the type of SR motor, for example, the number of poles of the rotor and the stator.

第2の実施の形態では、電流しきい値にヒステリシスを設けたが、ヒステリシスを設けずに、電流しきい値を1つだけ設定することもできる。   In the second embodiment, the current threshold is provided with hysteresis, but it is also possible to set only one current threshold without providing hysteresis.

特許請求の範囲の構成要素と第1,第2の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、インバータ2がインバータを、電流センサ100a〜100cが電流検出手段を、電流符号変換器7,7aが電流符号操作手段を、電流座標変換器8が座標変換手段を、電流制御器10が制御電圧算出手段を、電圧座標変換器11が電圧変換手段を、電圧指令生成器12が絶対値算出手段を、ゲート駆動信号生成器13がインバータ制御手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。   The correspondence between the constituent elements of the claims and the constituent elements of the first and second embodiments is as follows. That is, the inverter 2 controls the inverter, the current sensors 100a to 100c control the current detection means, the current code converters 7 and 7a control the current code operation means, the current coordinate converter 8 controls the coordinate conversion means, and the current controller 10 controls the current conversion means. The voltage calculation means, the voltage coordinate converter 11 constitutes the voltage conversion means, the voltage command generator 12 constitutes the absolute value calculation means, and the gate drive signal generator 13 constitutes the inverter control means. In addition, as long as the characteristic function of this invention is not impaired, each component is not limited to the said structure.

SRモータを走行駆動源とする電気自動車の概略的な全体構成を示す底面図Bottom view showing a schematic overall configuration of an electric vehicle using an SR motor as a travel drive source 本発明によるSRモータの制御装置の第1の実施の形態の構成を示す図The figure which shows the structure of 1st Embodiment of the control apparatus of SR motor by this invention. SRモータのロータの位相と、U相インダクタンスとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the phase of the rotor of SR motor, and U phase inductance U相インダクタンスと、U相電流Iuおよび出力電流Iu_kとの関係を示す図The figure which shows the relationship between U-phase inductance, U-phase current Iu, and output current Iu_k 電流制御器の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the current controller U相のゲート駆動信号を生成する方法を説明するための図The figure for demonstrating the method to produce | generate a U-phase gate drive signal 第2の実施の形態におけるSRモータの制御装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the control apparatus of SR motor in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるSRモータの制御装置において、U相の電流Iuと、電流符号変換器7aから出力されるU相電流Iu_kとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the U-phase electric current Iu and the U-phase electric current Iu_k output from the current code converter 7a in the control apparatus of SR motor in 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…SRモータ
2…インバータ
3…平滑コンデンサ
4…直流電源
5…回転位置センサ
6…位相速度演算器
7,7a…電流符号変換器
8…電流座標変換器
9…トルク制御器
10…電流制御器
11…電圧座標変換器
12…電圧指令生成器
13…ゲート駆動信号生成器
100a〜100c…電流センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... SR motor 2 ... Inverter 3 ... Smoothing capacitor 4 ... DC power supply 5 ... Rotation position sensor 6 ... Phase speed calculator 7, 7a ... Current code converter 8 ... Current coordinate converter 9 ... Torque controller 10 ... Current controller DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Voltage coordinate converter 12 ... Voltage command generator 13 ... Gate drive signal generator 100a-100c ... Current sensor

Claims (7)

SRモータの各相に流れる電流を検出し、
前記検出した各相電流値の符号を操作し、
前記符号を操作された各相電流値を、前記SRモータの回転に同期して回転する直交座標系上の電流値に変換し、
前記直交座標系において、前記変換された電流値と前記SRモータの電流指令値とに基づいて、モータ制御電圧を算出し、
前記算出されたモータ制御電圧を3相交流電圧に変換し、
前記変換された3相交流電圧の絶対値を算出し、
前記算出された3相交流電圧の絶対値に基づいて、前記SRモータに電圧を印加するインバータを制御することを特徴とするSRモータの制御方法。
Detect current flowing in each phase of SR motor,
Manipulating the sign of each detected phase current value,
Each phase current value manipulated by the sign is converted into a current value on an orthogonal coordinate system that rotates in synchronization with the rotation of the SR motor,
Wherein in the orthogonal coordinate system, on the basis of the current command value of the SR motor and the converted current values, and calculates the motor control voltage,
Converting the calculated motor control voltage into a three-phase AC voltage;
Calculating the absolute value of the converted three-phase AC voltage;
An SR motor control method, comprising: controlling an inverter that applies a voltage to the SR motor based on the calculated absolute value of the three-phase AC voltage.
SRモータを駆動制御するために、各相ごとに所望の電圧を印加するインバータと、
前記SRモータの各相に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された各相電流値の符号を操作する電流符号操作手段と、
前記電流符号操作手段により符号を操作された各相電流値を、前記SRモータの回転に同期して回転する直交座標系上の電流値に変換する座標変換手段と、
前記直交座標系において、前記座標変換手段により変換された電流値と、前記SRモータの電流指令値とに基づいて、モータ制御電圧を算出する制御電圧算出手段と、
前記制御電圧算出手段により算出されたモータ制御電圧を3相交流電圧に変換する電圧変換手段と、
前記電圧変換手段により変換された3相交流電圧の絶対値を算出する絶対値算出手段と、
前記絶対値算出手段により算出された3相交流電圧の絶対値に基づいて、前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備えることを特徴とするSRモータの制御装置。
An inverter for applying a desired voltage for each phase in order to drive and control the SR motor;
Current detection means for detecting current flowing in each phase of the SR motor;
Current sign operation means for manipulating the sign of each phase current value detected by the current detection means;
Coordinate conversion means for converting each phase current value whose code is operated by the current sign operation means into a current value on an orthogonal coordinate system that rotates in synchronization with the rotation of the SR motor;
In the orthogonal coordinate system, and the current value converted by the coordinate conversion means, on the basis of the current command value of the SR motor, and the control voltage calculating means for calculating a motor control voltage,
Voltage conversion means for converting the motor control voltage calculated by the control voltage calculation means into a three-phase AC voltage;
Absolute value calculating means for calculating an absolute value of the three-phase AC voltage converted by the voltage converting means;
An SR motor control device comprising: inverter control means for controlling the inverter based on the absolute value of the three-phase AC voltage calculated by the absolute value calculation means.
請求項2に記載のSRモータの制御装置において、
前記SRモータのロータの回転位相を検出する位相検出手段をさらに備え、
前記電流符号操作手段は、前記位相検出手段により検出された回転位相に基づいて、各相電流値の符号を操作することを特徴とするSRモータの制御装置。
The SR motor control device according to claim 2,
Phase detector for detecting the rotational phase of the rotor of the SR motor;
The SR motor control device, wherein the current sign operation means manipulates the sign of each phase current value based on the rotational phase detected by the phase detection means.
請求項2に記載のSRモータの制御装置において、
前記SRモータの各相ごとに電流しきい値を定め、
前記電流符号操作手段は、前記電流検出手段により検出された各相電流値が前記電流しきい値以下の場合には、出力電流を0とし、前記電流検出手段により検出された各相電流値が前記電流しきい値より大きい場合には、前記電流しきい値より大きい電流値の区間に対し、1つおきの区間の電流値の符号を負にすることを特徴とするSRモータの制御装置。
The SR motor control device according to claim 2 ,
A current threshold is determined for each phase of the SR motor;
The current sign operation means sets the output current to 0 when each phase current value detected by the current detection means is less than or equal to the current threshold, and each phase current value detected by the current detection means When the current threshold value is larger than the current threshold value, the sign of the current value of every other interval is made negative with respect to the current value interval larger than the current threshold value.
請求項4に記載のSRモータの制御装置において、
前記電流しきい値にヒステリシスを設けることを特徴とするSRモータの制御装置。
The SR motor control device according to claim 4,
A control device for an SR motor, wherein a hysteresis is provided for the current threshold value.
請求項2〜5のいずれかに記載のSRモータの制御装置において、
前記直交座標系の回転周期は、前記SRモータの回転に応じて各相のインダクタンスが変化する際の変化周期の2倍とすることを特徴とするSRモータの制御装置。
In the control apparatus of SR motor in any one of Claims 2-5,
The SR motor control device characterized in that a rotation cycle of the orthogonal coordinate system is twice a change cycle when the inductance of each phase changes according to the rotation of the SR motor.
請求項2〜6のいずれかに記載のSRモータの制御装置により制御されるSRモータを走行駆動源とする車両。   A vehicle using an SR motor controlled by the SR motor control device according to claim 2 as a travel drive source.
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