JP4434402B2 - Control device and control method for synchronous motor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベクトル制御を用いて同期電動機を駆動する制御装置および制御方法に関し、特にモータの回転速度と磁極位置を算出する際に用いる電圧値として指令値を用いるセンサレスベクトル制御を行う同期電動機の制御装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
同期電動機をベクトル制御で駆動する場合、モータの回転速度と磁極位置を外乱オブザーバで推定する方法が提案されている。この外乱オブザーバによる推定には、モータの電流値、電圧値の情報が必要となる。一般に、電流値はセンサで検出しているが、電圧値はセンサで検出するか、もしくは、電圧指令値が替わりに使用される。しかし、モータの回転速度と磁極位置を算出する際に用いる電圧値として電圧指令値を用いることによりセンサを不要とするセンサレスベクトル制御では、電圧指令値と実電圧値との間に誤差が存在するため、この誤差の影響により外乱オブザーバの推定精度が悪化するという問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の同期電動機の制御装置および方法では、電圧指令値を用いてモータの回転速度および磁極位置を推定しているため、電圧指令値と実電圧値との間の誤差により外乱オブザーバの推定精度が悪化する場合があるという問題点があった。
【0004】
本発明の目的は、電圧指令値を用いて回転速度と磁極位置の推定を行うセンサレスベクトル制御を行う場合においても、回転速度および磁極位置を高精度で推定することができる同期電動機の制御装置および制御方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の同期電動機の制御方法は、角速度指令値と角速度推定値との偏差からδ軸電流指令値を算出するδ軸速度コントローラと、前記δ軸電流指令値とδ軸電流推定値との偏差からδ軸電圧指令値を算出するδ軸電流コントローラと、γ軸電流指令値とγ軸電流推定値との偏差からγ軸電圧指令値を算出するγ軸電流コントローラと、前記δ軸電圧指令値および前記γ軸電圧指令値と、求められたγ−δ軸位置を入力し、電圧指令絶対値とγ軸からの電圧出力方向の位相である電圧指令位相を算出するベクトル制御回路と、前記ベクトル制御回路において算出された電圧指令絶対値と電圧指令位相を用いて同期電動機の点弧を行うインバータ回路と、前記γ軸電流およびδ軸電流と、前記γ−δ軸の位置と、前記γ軸電圧指令値および前記δ軸電圧指令値を用いた演算を行ない、前記γ軸電流推定値と、前記δ軸電流推定値と、γ軸誘起電圧推定値と、δ軸誘起電圧推定値を算出するγ−δ軸電流・誘起電圧推定器とを備えた同期電動機を制御するための、同期電動機の制御方法であって、
γ軸に電流を流すことにより前記同期電動機の磁軸をγ軸に引き込み、
前記γ軸電流コントローラに対して複数種類のγ軸電流指令値を出力し、その際に前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器から出力されるそれぞれのγ軸誘起電圧推定値の間の偏差を求め、
前記演算において用いられる同期電動機の抵抗値である電動機抵抗値と実際の同期電動機の抵抗値との差である抵抗誤差として複数の値を選択することにより、前記各γ軸誘起電圧推定値の間の偏差が零に近づくような抵抗誤差を求め、
該抵抗誤差が予め定められた一定値以下となった時点におけるγ軸誘起電圧推定値を、前記γ軸電圧指令値と実際のγ軸電圧値との差であるγ軸電圧誤差として前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているγ軸電圧値を補正する。
【0006】
本発明は、γ軸電流指令値を変化させた時のγ−δ軸電流・誘起電圧推定器で推定したγ軸誘起電圧推定値ε^γのオフセットを利用して、同期電動機のγ軸電圧誤差を検出し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているγ軸電圧値を補正しているので、センサレスベクトル制御を用いた場合でも高精度な同期電動機の制御を実現することができる。
【0007】
また、本発明の他の同期電動機の制御方法は、角速度指令値と角速度推定値との偏差からδ軸電流指令値を算出するδ軸速度コントローラと、前記δ軸電流指令値とδ軸電流推定値との偏差からδ軸電圧指令値を算出するδ軸電流コントローラと、γ軸電流指令値とγ軸電流推定値との偏差からγ軸電圧指令値を算出するγ軸電流コントローラと、前記δ軸電圧指令値および前記γ軸電圧指令値と、求められたγ−δ軸位置を入力し、電圧指令絶対値とγ軸からの電圧出力方向の位相である電圧指令位相を算出するベクトル制御回路と、前記ベクトル制御回路において算出された電圧指令絶対値と電圧指令位相を用いて同期電動機の点弧を行うインバータ回路と、前記γ軸電流およびδ軸電流と、前記γ−δ軸の位置と、前記γ軸電圧指令値および前記δ軸電圧指令値を用いた演算を行ない、前記γ軸電流推定値と、前記δ軸電流推定値と、γ軸誘起電圧推定値と、δ軸誘起電圧推定値を算出するγ−δ軸電流・誘起電圧推定器とを備えた同期電動機を制御するための、同期電動機の制御方法であって、
γ軸に電流を流すことにより前記同期電動機の磁軸をγ軸に引き込み、
前記γ軸電流コントローラに対してγ軸電流指令値を出力し、その際に前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器から出力されるδ軸誘起電圧推定値より、前記δ軸電圧指令値と実際のδ軸電圧値との差であるδ軸電圧誤差を算出し、
該δ軸電圧誤差を用いて前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているδ軸電圧値を補正する。
【0008】
本発明は、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器で推定したδ軸誘起電圧推定値を利用して、同期電動機のδ軸電圧誤差を検出し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているγ軸電圧値を補正しているので、センサレスベクトル制御を用いた場合でも高精度な同期電動機の制御を実現することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0010】
(第1の実施形態)
特開平8−308286号公報に記載されているような同期電動機のセンサレスベクトル制御手法では、回転子の磁軸上に設定されたγ−δ軸座標系に変換されたステータ電流iγ、iδと、前回推定された電流値
【0011】
【外1】
【0012】
との差とγ−δ軸座標系に変換された電圧指令値Vγ、Vδを入力とし、γ−δ軸座標系における電流
【0013】
【外2】
【0014】
と誘起電圧
【0015】
【外3】
【0016】
および、回転子の速度
【0017】
【外4】
【0018】
を推定している。
【0019】
ここで、以下
【0020】
【外5】
【0021】
を、i^γ(k)、i^δ(k)として表現し、
【0022】
【外6】
【0023】
を、ε^γ(k)、ε^δ(k)として表現し、
【0024】
【外7】
【0025】
ω^rmとして表現する。
【0026】
本実施形態では、このようなセンサレスベクトル制御手法において、時刻k・Ts秒(但し、k=0、1、2、3、・・・、Tsはサンプリングタイム)において同期電動機に供給される少なくとも2相分のステータ電流を検出し、回転子上に設定したγ−δ座標系に変換することにより、γ軸電流iγ(k)、δ軸電流iδ(k)を導出し、前回導出したγ軸電流推定値i^γ(k)、δ軸電流推定値i^δ(k)と、γ軸電圧vγ(k)、δ軸電圧vδ(k)を用い、同期電動機のγ−δ軸座標系における状態方程式を離散値系に展開した。
【0027】
【数1】
【0028】
この式(1)を用いることにより、時刻(k+1)Ts秒における電流推定値i^γ(k+1)、i^δ(k+1)、誘起電圧推定値ε^γ(k+1)、ε^δ(k+1)が求められる。上記の式(1)より、γ軸電圧・電流方程式は、下記の式(2)のように現される。
【0029】
【数2】
【0030】
定常状態においては、iγ(k+1)=iγ(k)となるので下記の式(3)が得られる。
【0031】
【数3】
【0032】
ここで、γ軸に電流を流し磁極を引き込むとγ−δ軸が回転子磁軸と一致し、γ−δ軸の回転子磁軸のずれ量に相当するε^γ(k)は零となり、このときのγ軸電圧・電流方程式は、下記の式(4)となる。
【0033】
【数4】
【0034】
しかし、電動機抵抗値Rsに誤差ΔRsが存在すると、γ軸電圧・電流方程式は、下記の式(5)のようになる。
【0035】
【数5】
【0036】
また、vγ(k)として、実電圧ではなく電圧指令値を用いるので、実電圧と電圧指令値との間に誤差Δvγが存在することを考慮すると、γ軸電圧・電流方程式は、下記の式(6)のようになる。
【0037】
【数6】
【0038】
ここで、vγ(k)=Rs・iγ(k)を満たすためにε^γ(k)が発生し、下記の式(7)に示されるような、抵抗誤差ΔRsを傾きとし、電圧誤差Δvγを切片とする一次方程式が導き出される。
【0039】
【数7】
【0040】
この式(7)を用いて、γ軸に異なる電流を流し、その時のγ軸誘起電圧推定値ε^γ(k)が等しくなるように抵抗誤差ΔRsを調整し、その時のγ軸誘起電圧推定値ε^γ(k)が零となることにより電圧誤差Δvγを求め、このγ軸電圧誤差を、同期電動機の回転速度、磁極位置を推定する際に使用するγ軸電圧vγ(k)に反映することにより推定精度が高くなる。
【0041】
本実施形態の同期電動機の制御方法を具体的に構成した制御装置を図1に示す。
【0042】
本実施形態の同期電動機の制御装置は、δ軸速度コントローラ1と、δ軸電流コントローラ2と、γ軸電流コントローラ3と、ベクトル制御回路4と、インバータ回路5と、相変換器7と、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器8と、角速度導出器9と、ずれ角導出器10と、γ−δ軸位置補正器11と、γ軸・δ軸電流補正器12と、電動機定数同定器13とから構成されている。
【0043】
そして、本実施形態の同期電動機の制御装置は、角速度指令値ωrm *、γ軸電流指令値iγ*を入力し、同期電動機6の制御を行っている。
【0044】
δ軸速度コントローラ1は、角速度指令値ωrm *と角速度推定値ω^rmを入力し、これらの値の偏差からδ軸電流指令値iδ*を算出する。δ軸電流コントローラ2は、δ軸電流指令値iδ*と補正後のδ軸電流推定値i^^δとの偏差からδ軸電圧指令値vδ*を算出する。γ軸電流コントローラ3は、γ軸電流指令値iγ*と補正後のγ軸電流推定値i^^γとの偏差からγ軸電圧指令値vγ*を算出する。
【0045】
ベクトル制御回路4は、電圧指令値vδ*とvγ*とγ−δ軸位置補正器11から出力されるγ−δ軸位置を入力し、電圧指令絶対値(vδ2+vγ2)1/2とγ軸からの電圧出力方向の位相である電圧指令位相tan-1(vδ/vγ)を出力する。インバータ回路5は、ベクトル制御回路4からの電圧指令絶対値(vδ2+vγ2)1/2と電圧指令位相tan-1(vδ/vγ)を用いて、同期電動機6の点弧を実施する。相変換器7は、同期電動機6のステータ電流iu、ivを回転子の磁軸上に設定されたγ−δ軸座標系の電流であるγ軸電流iγ、δ軸電流iδに変換する。
【0046】
γ−δ軸電流・誘起電圧推定器8は、相変換器7により変換されたγ軸電流iγ、δ軸電流iδと、γ−δ軸の位置と、電圧指令値vδ*、vγ*を入力し、上記の式(1)の演算を実施し、γ軸、δ軸電流推定値i^γ、i^δと、γ軸、δ軸誘起電圧推定値ε^γ、ε^δを出力する。また、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器8は、電動機定数同定器13から、抵抗誤差ΔRs、γ軸電圧誤差Δvγを入力すると、γ−δ軸電流推定値i^γ、i^δと、γ−δ軸誘起電圧推定値ε^γ、ε^δを算出する際に使用する電動機抵抗値Rsおよびγ軸電圧vγを補正する。
【0047】
角速度導出器9は、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器8において求められたγ軸誘起電圧推定値ε^γおよびδ軸誘起電圧推定値ε^δを入力し、角速度推定値ω^rmを算出する。ずれ角導出器10は、角速度導出器9において算出された角速度推定値ω^rmと、γ軸誘起電圧推定値ε^γとを用いて、γ−δ軸とd−q軸とのずれ角θeを算出する。γ−δ軸位置補正器11は、ずれ角導出器10において算出されたずれ角度θeを用いて、γ−δ軸位置の補正を行う。γ軸・δ軸電流補正器12は、γ−δ軸位置補正器11により補正されたγ−δ軸位置に基き、δ軸電流推定値i^δおよびγ軸電流推定値i^γを補正し、補正された後のδ軸電流推定値i^^δおよびγ軸電流推定値i^^γとして出力する。
【0048】
電動機定数同定器13は、γ軸電流コントローラ3に対して数種類のγ軸電流指令値iγ*を出力し、その時のγ−δ軸電流・誘起電圧推定器8から出力されるそれぞれのγ軸誘起電圧推定値ε^γの偏差が零に近づくように抵抗誤差ΔRsを計算し、この偏差が零に近づいた時点でのγ軸誘起電圧推定値ε^γをγ軸電圧誤差ΔVγとしてγ−δ軸電流・誘起電圧推定器8に伝達する。
【0049】
次に、電動機定数同定器13における処理を図2のフローチャートを参照して説明する。
【0050】
先ず、γ軸に磁軸を引き込むためにγ軸に図3に示すパターンに従ってγ軸電流iγを流す(ステップ100)。図3において、γ軸電流iγを時刻T1において引き込み電流iγ0となるように立ち上げ、γ軸電流iγがiγ0となった状態が安定するようにそのままの状態を時刻T2まで維持し、引き込みを完了する(ステップ110)。その他のステップでγ軸に電流を流してγ軸誘起電圧推定値ε^γを読み込む時も同様にして時刻T1及び時刻T2まで待つものとする。
【0051】
次に、γ軸に電流i1を流し(ステップ120)、その時のγ軸誘起電圧推定値ε^γ1を求める(ステップ130)。さらに、γ軸に電流i2を流し(ステップ140)、その時のγ軸誘起電圧推定値ε^γ2を求める(ステップ150)。ここで、γ軸電流i1とi2はある程度離れた電流値を設定する。
【0052】
次に、ステップ120及びステップ140で与えたγ軸電流i1、i2並びにγ軸電流指令値i*γを変化させた時のステップ130、150で求めたγ軸誘起電圧vγの偏差から、式(7)を用いて抵抗誤差ΔRsを計算し、現在設定されている電動機抵抗値Rsの補正を行う(ステップ160)。そして、この抵抗誤差ΔRsが予め設定された値以下となり電動機抵抗値Rsが目標とする精度まで達したと判定されると抵抗誤差計算を完了し、抵抗誤差ΔRsが予め設定された値より大きい場合には、電動機抵抗値Rsは目標とする精度に達していないと判定し、ステップ120〜160までの処理を電動機抵抗値Rsが目標とする精度に達するまで繰り返す(ステップ170)。
【0053】
次に、抵抗誤差ΔRsが予め設定された値以下となり、電動機抵抗値Rsが目標とする精度に達したと判定された時のγ軸誘起電圧推定値ε^γ1及びε^γ2の平均値を求め、γ軸電圧誤差Δvγを求める(ステップ180)。
【0054】
本実施形態では、γ軸電流指令値i*γを変化させた時のγ−δ軸電流・誘起電圧推定器8で推定したγ軸誘起電圧推定値ε^γのオフセットを利用して、同期電動機6のγ軸電圧誤差Δvγを検出し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器8に設定されているγ軸電圧値vγを補正しているので、センサレスベクトル制御を用いた場合でも高精度な同期電動機6の制御を実現することができる。
【0055】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態の同期電動機の制御方法について説明する。
【0056】
上記第1の実施形態の同期電動機の制御装置および方法では、γ軸電圧指令値v*γと、実際のγ軸電圧vγとの間の偏差であるγ軸電圧誤差Δvγを求めて、同期電動機の回転速度、磁極位置の推定を行う際の電圧値の補正を行っている。これに対して、本実施形態の同期電動機の制御方法は、δ軸電圧指令値v*δと、実際のδ軸電圧vδとの間の偏差を求めて、同期電動機の回転速度、磁極位置の推定を行う際の電圧値の補正を行うようにしたものである。
【0057】
第1の実施形態において示した式(1)を用いることにより、時刻(k+1)Ts秒における電流推定値i^γ(k+1)、i^δ(k+1)、誘起電圧推定値ε^γ(k+1)、ε^δ(k+1)が求められる。上記の式(1)より、δ軸電圧・電流方程式は、下記の式(8)のように現される。
【0058】
【数8】
【0059】
定常状態においては、i^δ(k+1)=i^δ(k)、 iγ(k)=i^γ(k)、 iδ(k)=i^δ(k)となるので下記の式(9)が得られる。
【0060】
【数9】
【0061】
ここで、無負荷だと、トルク成分電流であるδ軸電流i^δ(k)は零となり、このときのδ軸電圧・電流方程式は、下記の式(10)となる。
【0062】
【数10】
【0063】
しかし、d軸インダクタンスLdに誤差ΔLdが存在すると、δ軸電圧・電流方程式は、下記の式(11)のようになる。
【0064】
【数11】
【0065】
また、vδ(k)として、実電圧ではなく電圧指令値を用いるので、実電圧と電圧指令値との間にγ軸電圧誤差Δvδが存在することを考慮すると、δ軸電圧・電流方程式は、下記の式(12)のようになる。
【0066】
【数12】
【0067】
ここで、式(10)を満たすためにΔLd・ω^rm・i^γとΔvδを打ち消すためのΔε^δが発生し、下記の式(13)が成立する。
【0068】
【数13】
【0069】
ここで、同期電動機が一定速度で回転しているとすると、式(13)はΔLdを傾きとし、電圧誤差Δvδを切片とする一次方程式となる。γ軸に電流を流し、位相を固定すると、ω^rm(k)=0より、上記の式(13)は下記の式(8)のようになる。
【0070】
【数14】
【0071】
この式(14)を用いて、γ軸に電流を流し、位相を固定した時のγ軸誘起電圧推定値ε^δ(k)より、実電圧と電圧指令値の間の誤差Δvδを補正する。
【0072】
本実施形態の同期電動機の制御方法を具体的に構成した制御装置を図4に示す。
【0073】
本実施形態の同期電動機の制御装置は、図1に示した第1の実施形態の制御装置に対して、電動機定数同定器13を電動機定数同定器23に置き換え、γ-δ軸電流・誘起電圧推定器8をγ-δ軸電流・誘起電圧推定器28に置き換えたものである。
【0074】
γ−δ軸電流・誘起電圧推定器28は、相変換器7により変換されたγ軸電流iγ、δ軸電流iδと、γ−δ軸の位置と、電圧指令値vδ*、vγ*を入力し、上記の式(1)の演算を実施し、γ軸、δ軸電流推定値i^γ、i^δと、γ軸、δ軸誘起電圧推定値ε^γ、ε^δを出力する。また、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器28は、電動機定数同定器23から、δ軸電圧誤差Δvδを入力すると、γ−δ軸電流推定値i^γ、i^δと、γ−δ軸誘起電圧推定値ε^γ、ε^δを算出する際に使用するδ軸電圧vδを補正する。
【0075】
電動機定数同定器23は、γ軸電流コントローラ3に対してγ軸電流指令値iγ*を出力し、その時のγ−δ軸電流・誘起電圧推定器28から出力されるδ軸誘起電圧推定値ε^δより、δ軸電圧誤差Δvδを計算し、このδ軸電圧誤差Δvδをγ−δ軸電流・誘起電圧推定器28に伝達する。
【0076】
また、本実施形態では、角速度指令ω*rm=0、角速度推定値ω^rm=0がδ軸速度コントローラ1に入力される。
【0077】
次に、本実施形態における電動機定数同定器23の動作を図5のフローチャートを参照して説明する。
【0078】
先ず、γ軸に磁軸を引き込むためにγ軸に図3に示すパターンに従ってγ軸電流iγを流す(ステップ200)。図3において、γ軸電流iγを時刻T1において引き込み電流iγ0となるように立ち上げ、γ軸電流iγがiγ0となった状態が安定するようにそのままの状態を時刻T2まで維持し、引き込みを完了する(ステップ210)。その他のステップでγ軸に電流を流してγ軸誘起電圧推定値ε^γを読み込む時も同様にして時刻T1及び時刻T2まで待つものとする。
【0079】
次に、その時のδ軸誘起電圧推定値ε^δを求める(ステップ220)。
【0080】
次に、ステップ220において求めたδ軸誘起電圧推定値ε^δから、上記の式(14)を用いてδ軸電圧誤差Δvδを計算し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器28に伝達する。γ−δ軸電流・誘起電圧推定器28では、伝達されたδ軸電圧誤差Δvδを用いて、電動機の回転速度、磁極位置の推定を行う際に使用するδ軸電圧vδの補正を行う(ステップ230)。
【0081】
本実施形態では、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器28で推定したδ軸誘起電圧推定値ε^δを利用して、同期電動機6のδ軸電圧誤差Δvδを検出し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器28に設定されているγ軸電圧値vδを補正しているので、センサレスベクトル制御を用いた場合でも高精度な同期電動機6の制御を実現することができる。
【0082】
上記第1および第2の実施形態において説明した同期電動機の制御方法をソフトウェアにより構成してインバータ装置に組み込むようにすることもできる。
【0083】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、下記のような効果を有する。
(1)本発明は、γ軸電流指令値を変化させた時のγ−δ軸電流・誘起電圧推定器で推定したγ軸誘起電圧推定値のオフセットを利用して、同期電動機のγ軸電圧誤差を検出し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているγ軸電圧値を補正しているので、センサレスベクトル制御を用いた場合でも高精度な同期電動機の制御を実現することができる。
(2)本発明は、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器で推定したδ軸誘起電圧推定値を利用して、同期電動機のδ軸電圧誤差を検出し、γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているγ軸電圧値を補正しているので、センサレスベクトル制御を用いた場合でも高精度な同期電動機の制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の同期電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】図1中の電動機定数同定器13の動作を示すフローチャートである。
【図3】γ軸に磁軸を引き込むためのγ軸電流iγの変化を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の同期電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図5】図4中の電動機定数同定器23の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 δ軸速度コントローラ
2 δ軸電流コントローラ
3 γ軸電流コントローラ
4 ベクトル制御回路
5 インバータ回路
6 同期電動機
7 相変換器
8 γ−δ軸電流・誘起電圧推定器
9 角速度導出器
10 ずれ角導出器
11 γ−δ軸位置補正器
12 γ軸・δ軸電流補正器
13 電動機定数同定器
23 電動機定数同定器
28 γ−δ軸電流・誘起電圧推定器
100、110、120、130、140、150、160、170、180ステップ
200、210、220、230 ステップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device and a control method for driving a synchronous motor using vector control, and more particularly to a synchronous motor that performs sensorless vector control using a command value as a voltage value used when calculating a rotation speed and a magnetic pole position of a motor. The present invention relates to a control apparatus and method.
[0002]
[Prior art]
When the synchronous motor is driven by vector control, a method for estimating the rotational speed and magnetic pole position of the motor with a disturbance observer has been proposed. The estimation by the disturbance observer requires information on the motor current value and voltage value. In general, a current value is detected by a sensor, but a voltage value is detected by a sensor, or a voltage command value is used instead. However, in sensorless vector control that does not require a sensor by using a voltage command value as a voltage value used when calculating the rotation speed and magnetic pole position of the motor, there is an error between the voltage command value and the actual voltage value. Therefore, there is a problem that the estimation accuracy of the disturbance observer deteriorates due to the influence of this error.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional synchronous motor control apparatus and method described above, the rotational speed of the motor and the magnetic pole position are estimated using the voltage command value. Therefore, the disturbance observer is estimated based on the error between the voltage command value and the actual voltage value. There was a problem that accuracy may deteriorate.
[0004]
An object of the present invention is to provide a control apparatus for a synchronous motor capable of estimating a rotation speed and a magnetic pole position with high accuracy even when performing sensorless vector control for estimating a rotation speed and a magnetic pole position using a voltage command value, and It is to provide a control method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for controlling a synchronous motor according to the present invention includes a δ-axis speed controller that calculates a δ-axis current command value from a deviation between an angular velocity command value and an estimated angular velocity value, and the δ-axis current command value A δ-axis current controller that calculates a δ-axis voltage command value from the deviation from the δ-axis current estimated value, and a γ-axis current controller that calculates a γ-axis voltage command value from the deviation between the γ-axis current command value and the γ-axis current estimated value Then, the δ-axis voltage command value and the γ-axis voltage command value and the obtained γ-δ axis position are input, and the voltage command absolute value and the voltage command phase that is the phase of the voltage output direction from the γ-axis are calculated. A vector control circuit that performs the ignition of the synchronous motor using the voltage command absolute value and the voltage command phase calculated in the vector control circuit, the γ-axis current and the δ-axis current, and the γ-δ Axis position and the γ-axis voltage command Γ− to calculate the γ-axis current estimated value, the δ-axis current estimated value, the γ-axis induced voltage estimated value, and the δ-axis induced voltage estimated value. A control method for a synchronous motor for controlling a synchronous motor including a δ-axis current / induced voltage estimator,
Pull the magnetic axis of the synchronous motor into the γ-axis by passing a current through the γ-axis,
A plurality of types of γ-axis current command values are output to the γ-axis current controller, and the deviation between the respective γ-axis induced voltage estimated values output from the γ-δ axis current / induced voltage estimator at that time Seeking
By selecting a plurality of values as the resistance error that is the difference between the resistance value of the synchronous motor used in the calculation and the resistance value of the actual synchronous motor, the γ-axis induced voltage estimated value Find the resistance error so that the deviation of
The estimated γ-axis induced voltage at the time when the resistance error becomes equal to or less than a predetermined value is used as the γ-axis voltage error that is the difference between the γ-axis voltage command value and the actual γ-axis voltage value. The γ-axis voltage value set in the δ-axis current / induced voltage estimator is corrected.
[0006]
The present invention uses the offset of the estimated γ-axis induced voltage ε ^ γ estimated by the γ-δ-axis current / induced voltage estimator when the γ-axis current command value is changed to Since the error is detected and the γ-axis voltage value set in the γ-δ-axis current / induced voltage estimator is corrected, highly accurate synchronous motor control can be realized even when sensorless vector control is used. Can do.
[0007]
Further, another method for controlling a synchronous motor according to the present invention includes a δ-axis speed controller that calculates a δ-axis current command value from a deviation between an angular velocity command value and an angular speed estimated value, and the δ-axis current command value and the δ-axis current estimated value. A δ-axis current controller that calculates a δ-axis voltage command value from the deviation from the value, a γ-axis current controller that calculates a γ-axis voltage command value from the deviation between the γ-axis current command value and the γ-axis current estimated value, and the δ A vector control circuit for inputting an axis voltage command value and the γ-axis voltage command value and the obtained γ-δ axis position and calculating a voltage command phase which is a voltage command absolute value and a phase of a voltage output direction from the γ-axis An inverter circuit for starting a synchronous motor using the voltage command absolute value and voltage command phase calculated in the vector control circuit, the γ-axis current and the δ-axis current, and the position of the γ-δ axis, , The γ-axis voltage command value and the δ-axis Γ-δ-axis current / induced to calculate the γ-axis current estimated value, the δ-axis current estimated value, the γ-axis induced voltage estimated value, and the δ-axis induced voltage estimated value by performing calculation using the pressure command value A control method for a synchronous motor for controlling a synchronous motor including a voltage estimator,
Pull the magnetic axis of the synchronous motor into the γ-axis by passing a current through the γ-axis,
A γ-axis current command value is output to the γ-axis current controller, and at that time, the δ-axis voltage command value is calculated from the δ-axis induced voltage estimated value output from the γ-δ-axis current / induced voltage estimator. Calculate the δ-axis voltage error, which is the difference from the actual δ-axis voltage value,
The δ-axis voltage value set in the γ-δ-axis current / induced voltage estimator is corrected using the δ-axis voltage error.
[0008]
The present invention detects a δ-axis voltage error of a synchronous motor using a δ-axis induced voltage estimated value estimated by a γ-δ-axis current / induced voltage estimator, and provides a γ-δ-axis current / induced voltage estimator. Since the set γ-axis voltage value is corrected, highly accurate synchronous motor control can be realized even when sensorless vector control is used.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
(First embodiment)
In a sensorless vector control method of a synchronous motor as described in JP-A-8-308286, stator currents iγ and iδ converted into a γ-δ axis coordinate system set on a magnetic axis of a rotor, Previously estimated current value [0011]
[Outside 1]
[0012]
And the voltage command values Vγ and Vδ converted into the γ-δ axis coordinate system as inputs, and the current in the γ-δ axis coordinate system.
[Outside 2]
[0014]
And induced voltage
[Outside 3]
[0016]
And the speed of the rotor.
[Outside 4]
[0018]
Is estimated.
[0019]
Here, the following [0020]
[Outside 5]
[0021]
Is expressed as i ^ γ (k), i ^ δ (k),
[0022]
[Outside 6]
[0023]
Is expressed as ε ^ γ (k), ε ^ δ (k),
[0024]
[Outside 7]
[0025]
Expressed as ω ^ rm .
[0026]
In this embodiment, in such a sensorless vector control method, at least 2 supplied to the synchronous motor at time k · Ts seconds (where k = 0, 1, 2, 3,..., Ts is a sampling time). By detecting the stator current of the phase and converting it to the γ-δ coordinate system set on the rotor, the γ-axis current iγ (k) and δ-axis current iδ (k) are derived, and the previously derived γ-axis Γ-δ axis coordinate system of synchronous motor using current estimated value i ^ γ (k), δ-axis current estimated value i ^ δ (k), γ-axis voltage vγ (k), δ-axis voltage vδ (k) The state equation in is expanded into a discrete value system.
[0027]
[Expression 1]
[0028]
By using this equation (1), current estimated values i ^ γ (k + 1), i ^ δ (k + 1), induced voltage estimated values ε ^ γ (k + 1), ε ^ δ (k + 1) at time (k + 1) Ts seconds ) Is required. From the above equation (1), the γ-axis voltage / current equation is expressed as the following equation (2).
[0029]
[Expression 2]
[0030]
In the steady state, since iγ (k + 1) = iγ (k), the following equation (3) is obtained.
[0031]
[Equation 3]
[0032]
Here, when a current is applied to the γ-axis and the magnetic pole is drawn, the γ-δ axis coincides with the rotor magnetic axis, and ε ^ γ (k) corresponding to the deviation of the rotor magnetic axis from the γ-δ axis becomes zero. The γ-axis voltage / current equation at this time is expressed by the following equation (4).
[0033]
[Expression 4]
[0034]
However, if there is an error ΔRs in the motor resistance value Rs, the γ-axis voltage / current equation is as shown in the following equation (5).
[0035]
[Equation 5]
[0036]
Further, since the voltage command value is used as vγ (k) instead of the actual voltage, considering that an error Δvγ exists between the actual voltage and the voltage command value, the γ-axis voltage / current equation is expressed by the following equation: It becomes like (6).
[0037]
[Formula 6]
[0038]
Here, ε ^ γ (k) is generated in order to satisfy vγ (k) = Rs · iγ (k), and the resistance error ΔRs as shown in the following equation (7) is used as the slope, and the voltage error Δvγ. A linear equation with the intercept is derived.
[0039]
[Expression 7]
[0040]
Using this equation (7), a different current is passed through the γ-axis, the resistance error ΔRs is adjusted so that the estimated γ-axis induced voltage ε ^ γ (k) at that time is equal, and the estimated γ-axis induced voltage at that time The voltage error Δvγ is obtained when the value ε ^ γ (k) becomes zero, and this γ-axis voltage error is reflected in the γ-axis voltage vγ (k) used when estimating the rotational speed and magnetic pole position of the synchronous motor. Doing so increases the estimation accuracy.
[0041]
FIG. 1 shows a control device that specifically configures the synchronous motor control method of this embodiment.
[0042]
The control apparatus for the synchronous motor of this embodiment includes a δ-
[0043]
The control device for the synchronous motor of this embodiment inputs the angular velocity command value ω rm * and the γ-axis current command value i γ * and controls the synchronous motor 6.
[0044]
The δ-
[0045]
The vector control circuit 4 inputs the voltage command values vδ * and vγ * and the γ-δ axis position output from the γ-δ
[0046]
The γ-δ-axis current / induced
[0047]
The angular velocity derivation unit 9 inputs the γ-axis induced voltage estimated value ε ^ γ and the δ-axis induced voltage estimated value ε ^ δ obtained by the γ-δ-axis current / induced
[0048]
The motor
[0049]
Next, processing in the motor
[0050]
First, in order to draw the magnetic axis into the γ-axis, a γ-axis current iγ is passed through the γ-axis according to the pattern shown in FIG. In FIG. 3, the γ-axis current iγ is raised so as to become the drawn current iγ 0 at time T 1 , and the state is maintained until time T 2 so that the state where the γ-axis current iγ becomes iγ 0 is stabilized. Then, the pull-in is completed (step 110). Similarly, when the current is passed through the γ-axis and the estimated γ-axis induced voltage ε ^ γ is read in other steps, the process waits until time T 1 and time T 2 .
[0051]
Next, the current i 1 is passed through the γ-axis (step 120), and the estimated γ-axis induced voltage ε ^ γ 1 at that time is obtained (step 130). Further, the current i 2 is passed through the γ axis (step 140), and the estimated γ axis induced voltage ε ^ γ 2 at that time is obtained (step 150). Here, the γ-axis currents i 1 and i 2 are set to current values separated to some extent.
[0052]
Next, from the deviation of the γ-axis induced voltage vγ obtained in
[0053]
Next, the average of the estimated γ-axis induced voltages ε ^ γ 1 and ε ^ γ 2 when it is determined that the resistance error ΔRs is equal to or less than a preset value and the motor resistance value Rs has reached the target accuracy. A value is obtained to obtain a γ-axis voltage error Δvγ (step 180).
[0054]
In this embodiment, the offset of the estimated γ-axis induced voltage ε ^ γ estimated by the γ-δ-axis current / induced
[0055]
(Second Embodiment)
Next, a control method for the synchronous motor according to the second embodiment of the present invention will be described.
[0056]
In the synchronous motor control device and method of the first embodiment, a synchronous motor is obtained by obtaining a γ-axis voltage error Δvγ which is a deviation between the γ-axis voltage command value v * γ and the actual γ-axis voltage vγ. The voltage value at the time of estimating the rotation speed and the magnetic pole position is corrected. On the other hand, the synchronous motor control method of the present embodiment obtains the deviation between the δ-axis voltage command value v * δ and the actual δ-axis voltage vδ to determine the rotational speed and magnetic pole position of the synchronous motor. The voltage value at the time of estimation is corrected.
[0057]
By using the equation (1) shown in the first embodiment, the current estimated values i ^ γ (k + 1), i ^ δ (k + 1) and the induced voltage estimated value ε ^ γ (k + 1) at time (k + 1) Ts seconds. ), Ε ^ δ (k + 1). From the above equation (1), the δ-axis voltage / current equation is expressed as the following equation (8).
[0058]
[Equation 8]
[0059]
In the steady state, i ^ δ (k + 1) = i ^ δ (k), iγ (k) = i ^ γ (k), and iδ (k) = i ^ δ (k). ) Is obtained.
[0060]
[Equation 9]
[0061]
Here, when there is no load, the δ-axis current i ^ δ (k) that is the torque component current becomes zero, and the δ-axis voltage / current equation at this time is expressed by the following equation (10).
[0062]
[Expression 10]
[0063]
However, if an error ΔL d exists in the d-axis inductance L d , the δ-axis voltage / current equation is as shown in the following equation (11).
[0064]
## EQU11 ##
[0065]
Further, since the voltage command value is used as vδ (k) instead of the actual voltage, considering that the γ-axis voltage error Δvδ exists between the actual voltage and the voltage command value, the δ-axis voltage / current equation is The following equation (12) is obtained.
[0066]
[Expression 12]
[0067]
Here, ΔL d · ω ^ rm · i ^ γ and Δε ^ δ for canceling Δvδ are generated to satisfy the equation (10), and the following equation (13) is established.
[0068]
[Formula 13]
[0069]
Assuming that the synchronous motor is rotating at a constant speed, the equation (13) is a linear equation with ΔLd as a slope and a voltage error Δvδ as an intercept. When a current is passed through the γ-axis and the phase is fixed, from ω ^ rm (k) = 0, the above equation (13) becomes the following equation (8).
[0070]
[Expression 14]
[0071]
Using this equation (14), the error Δvδ between the actual voltage and the voltage command value is corrected from the estimated γ-axis induced voltage value ε ^ δ (k) when a current is passed through the γ-axis and the phase is fixed. .
[0072]
FIG. 4 shows a control device that specifically configures the synchronous motor control method of the present embodiment.
[0073]
The synchronous motor control device according to the present embodiment replaces the motor
[0074]
The γ-δ-axis current / induced
[0075]
The motor
[0076]
In this embodiment, the angular velocity command ω * rm = 0 and the estimated angular velocity value ω ^ rm = 0 are input to the δ-
[0077]
Next, the operation of the motor
[0078]
First, in order to draw the magnetic axis into the γ-axis, a γ-axis current iγ is supplied to the γ-axis according to the pattern shown in FIG. In FIG. 3, the γ-axis current iγ is raised so as to become the drawn current iγ 0 at time T 1 , and the state is maintained until time T 2 so that the state where the γ-axis current iγ becomes iγ 0 is stabilized. Then, the pull-in is completed (step 210). Similarly, when the current is passed through the γ-axis and the estimated γ-axis induced voltage ε ^ γ is read in other steps, the process waits until time T 1 and time T 2 .
[0079]
Next, the estimated δ-axis induced voltage value ε ^ δ at that time is obtained (step 220).
[0080]
Next, the δ-axis voltage error Δvδ is calculated from the δ-axis induced voltage estimated value ε ^ δ obtained in
[0081]
In the present embodiment, the δ-axis voltage error Δvδ of the synchronous motor 6 is detected using the δ-axis induced voltage estimated value ε ^ δ estimated by the γ-δ axis current / induced
[0082]
The synchronous motor control method described in the first and second embodiments may be configured by software and incorporated into the inverter device.
[0083]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
(1) The present invention uses the offset of the estimated value of the γ-axis induced voltage estimated by the γ-δ-axis current / induced voltage estimator when the γ-axis current command value is changed, and uses the offset of the γ-axis voltage of the synchronous motor. Since the error is detected and the γ-axis voltage value set in the γ-δ-axis current / induced voltage estimator is corrected, highly accurate synchronous motor control can be realized even when sensorless vector control is used. Can do.
(2) The present invention detects the δ-axis voltage error of the synchronous motor using the δ-axis induced voltage estimated value estimated by the γ-δ-axis current / induced voltage estimator, and detects the γ-δ axis current / induced voltage. Since the γ-axis voltage value set in the estimator is corrected, highly accurate synchronous motor control can be realized even when sensorless vector control is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a synchronous motor control device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of an electric motor
FIG. 3 is a diagram showing a change in a γ-axis current iγ for drawing a magnetic axis into the γ-axis.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a synchronous motor control device according to a second embodiment of the present invention.
5 is a flowchart showing the operation of an electric motor
[Explanation of symbols]
1 δ-
Claims (4)
γ軸に電流を流すことにより前記同期電動機の磁軸をγ軸に引き込み、
前記γ軸電流コントローラに対して複数種類のγ軸電流指令値を出力し、その際に前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器から出力されるそれぞれのγ軸誘起電圧推定値の間の偏差を求め、
前記演算において用いられる同期電動機の抵抗値である電動機抵抗値と実際の同期電動機の抵抗値との差である抵抗誤差として複数の値を選択することにより、前記各γ軸誘起電圧推定値の間の偏差が零に近づくような抵抗誤差を求め、
該抵抗誤差が予め定められた一定値以下となった時点におけるγ軸誘起電圧推定値を、前記γ軸電圧指令値と実際のγ軸電圧値との差であるγ軸電圧誤差として前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているγ軸電圧値を補正する同期電動機の制御方法。A δ-axis speed controller that calculates a δ-axis current command value from the deviation between the angular velocity command value and the estimated angular velocity value; and a δ-axis voltage command value that calculates from the deviation between the δ-axis current command value and the δ-axis current estimated value δ An axis current controller, a γ-axis current controller that calculates a γ-axis voltage command value from the deviation between the γ-axis current command value and the estimated γ-axis current value, and the δ-axis voltage command value and the γ-axis voltage command value are obtained. A vector control circuit that inputs the obtained γ-δ axis position, calculates a voltage command absolute value and a voltage command phase that is a phase in the voltage output direction from the γ axis, and a voltage command absolute value calculated by the vector control circuit And an inverter circuit for starting a synchronous motor using a voltage command phase, the γ-axis current and δ-axis current, the position of the γ-δ axis, the γ-axis voltage command value and the δ-axis voltage command value To calculate the γ-axis power For controlling a synchronous motor comprising an estimated value, the δ-axis current estimated value, a γ-axis induced voltage estimated value, and a γ-δ-axis current / induced voltage estimator for calculating a δ-axis induced voltage estimated value A control method for a synchronous motor,
Pull the magnetic axis of the synchronous motor into the γ-axis by passing a current through the γ-axis,
A plurality of types of γ-axis current command values are output to the γ-axis current controller, and the deviation between the respective γ-axis induced voltage estimated values output from the γ-δ axis current / induced voltage estimator at that time Seeking
By selecting a plurality of values as the resistance error that is the difference between the resistance value of the synchronous motor used in the calculation and the resistance value of the actual synchronous motor, the γ-axis induced voltage estimated value Find the resistance error so that the deviation of
The estimated γ-axis induced voltage at the time when the resistance error becomes equal to or less than a predetermined value is used as the γ-axis voltage error that is the difference between the γ-axis voltage command value and the actual γ-axis voltage value. A control method for a synchronous motor that corrects a γ-axis voltage value set in a δ-axis current / induced voltage estimator.
γ軸に電流を流すことにより前記同期電動機の磁軸をγ軸に引き込み、
前記γ軸電流コントローラに対してγ軸電流指令値を出力し、その際に前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器から出力されるδ軸誘起電圧推定値より、前記δ軸電圧指令値と実際のδ軸電圧値との差であるδ軸電圧誤差を算出し、
該δ軸電圧誤差を用いて前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に設定されているδ軸電圧値を補正する同期電動機の制御方法。A δ-axis speed controller that calculates a δ-axis current command value from the deviation between the angular velocity command value and the estimated angular velocity value; and a δ-axis voltage command value that calculates from the deviation between the δ-axis current command value and the δ-axis current estimated value δ An axis current controller, a γ-axis current controller that calculates a γ-axis voltage command value from the deviation between the γ-axis current command value and the estimated γ-axis current value, and the δ-axis voltage command value and the γ-axis voltage command value are obtained. A vector control circuit that inputs the obtained γ-δ axis position, calculates a voltage command absolute value and a voltage command phase that is a phase in the voltage output direction from the γ axis, and a voltage command absolute value calculated by the vector control circuit And an inverter circuit for starting a synchronous motor using a voltage command phase, the γ-axis current and δ-axis current, the position of the γ-δ axis, the γ-axis voltage command value and the δ-axis voltage command value To calculate the γ-axis power For controlling a synchronous motor comprising an estimated value, the δ-axis current estimated value, a γ-axis induced voltage estimated value, and a γ-δ-axis current / induced voltage estimator for calculating a δ-axis induced voltage estimated value A control method for a synchronous motor,
Pull the magnetic axis of the synchronous motor into the γ-axis by passing a current through the γ-axis,
A γ-axis current command value is output to the γ-axis current controller, and at that time, the δ-axis voltage command value is calculated from the δ-axis induced voltage estimated value output from the γ-δ-axis current / induced voltage estimator. Calculate the δ-axis voltage error, which is the difference from the actual δ-axis voltage value,
A method for controlling a synchronous motor, wherein the δ-axis voltage value set in the γ-δ-axis current / induced voltage estimator is corrected using the δ-axis voltage error.
前記δ軸電流指令値とδ軸電流推定値との偏差からδ軸電圧指令値を算出するδ軸電流コントローラと、
γ軸電流指令値とγ軸電流推定値との偏差からγ軸電圧指令値を算出するγ軸電流コントローラと、
前記δ軸電圧指令値および前記γ軸電圧指令値と、求められたγ−δ軸位置を入力し、電圧指令絶対値とγ軸からの電圧出力方向の位相である電圧指令位相を算出するベクトル制御回路と、
前記ベクトル制御回路において算出された電圧指令絶対値と電圧指令位相を用いて同期電動機の点弧を行うインバータ回路とを備えた同期電動機の制御装置において、
同期電動機の2相のステータ電流を、回転子の磁軸上に設定されたγ−δ軸座標系の電流であるγ軸電流、δ軸電流に変換する相変換器と、
前記γ軸電流およびδ軸電流と、前記γ−δ軸の位置と、前記γ軸電圧指令値および前記δ軸電圧指令値を用いた演算を行ない、前記γ軸電流推定値と、前記δ軸電流推定値と、γ軸誘起電圧推定値と、δ軸誘起電圧推定値を算出するとともに、前記演算において用いられる同期電動機の抵抗値である電動機抵抗値と実際の同期電動機の抵抗値との差である抵抗誤差、および前記γ軸電圧指令値と実際のγ軸電圧値との差であるγ軸電圧誤差を入力すると、前記演算において用いられる前記電動機抵抗値および前記γ軸電圧を補正するγ−δ軸電流・誘起電圧推定器と、
前記γ軸電流コントローラに対して複数種類のγ軸電流指令値を出力し、その際に前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器から出力されるそれぞれのγ軸誘起電圧推定値の間の偏差が零に近づくような抵抗誤差を求め、害抵抗誤差が予め定められた一定値以下となった時点におけるγ軸誘起電圧推定値を前記γ軸電圧誤差として前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に伝達する電動機定数同定器とを備えていることを特徴とする同期電動機の制御装置。A δ-axis speed controller that calculates a δ-axis current command value from the deviation between the angular velocity command value and the estimated angular velocity value;
A δ-axis current controller that calculates a δ-axis voltage command value from a deviation between the δ-axis current command value and the δ-axis current estimated value;
a γ-axis current controller that calculates a γ-axis voltage command value from a deviation between the γ-axis current command value and the γ-axis current estimated value;
A vector for inputting the δ-axis voltage command value and the γ-axis voltage command value and the obtained γ-δ-axis position and calculating a voltage command phase that is a voltage command absolute value and a phase in the voltage output direction from the γ-axis. A control circuit;
In the synchronous motor control device comprising an inverter circuit for starting the synchronous motor using the voltage command absolute value and the voltage command phase calculated in the vector control circuit,
A phase converter for converting the two-phase stator current of the synchronous motor into a γ-axis current and a δ-axis current that are currents in a γ-δ axis coordinate system set on the magnetic axis of the rotor;
Calculation using the γ-axis current and δ-axis current, the position of the γ-δ axis, the γ-axis voltage command value and the δ-axis voltage command value, the γ-axis current estimated value, and the δ-axis The current estimated value, the γ-axis induced voltage estimated value, and the δ-axis induced voltage estimated value are calculated, and the difference between the resistance value of the synchronous motor used in the calculation and the actual resistance value of the synchronous motor is calculated. When the γ-axis voltage error, which is the difference between the γ-axis voltage command value and the actual γ-axis voltage value, is input, the motor resistance value and the γ-axis voltage used in the calculation are corrected. A δ-axis current / induced voltage estimator;
A plurality of types of γ-axis current command values are output to the γ-axis current controller, and the deviation between the respective γ-axis induced voltage estimated values output from the γ-δ axis current / induced voltage estimator at that time The resistance error is calculated such that the resistance error approaches 0, and the estimated γ-axis induced voltage at the time when the harmful resistance error falls below a predetermined value is used as the γ-axis voltage error to estimate the γ-δ-axis current / induced voltage. A control device for a synchronous motor, comprising: an electric motor constant identifier for transmission to a motor.
前記δ軸電流指令値とδ軸電流推定値との偏差からδ軸電圧指令値を算出するδ軸電流コントローラと、
γ軸電流指令値とγ軸電流推定値との偏差からγ軸電圧指令値を算出するγ軸電流コントローラと、
前記δ軸電圧指令値および前記γ軸電圧指令値と、求められたγ−δ軸位置を入力し、電圧指令絶対値とγ軸からの電圧出力方向の位相である電圧指令位相を算出するベクトル制御回路と、
前記ベクトル制御回路において算出された電圧指令絶対値と電圧指令位相を用いて同期電動機の点弧を行うインバータ回路とを備えた同期電動機の制御装置において、
同期電動機の2相のステータ電流を、回転子の磁軸上に設定されたγ−δ軸座標系の電流であるγ軸電流、δ軸電流に変換する相変換器と、
前記γ軸電流およびδ軸電流と、前記γ−δ軸の位置と、前記γ軸電圧指令値および前記δ軸電圧指令値を用いた演算を行ない、前記γ軸電流推定値と、前記δ軸電流推定値と、γ軸誘起電圧推定値と、δ軸誘起電圧推定値を算出するとともに、前記δ軸電圧指令値と実際のδ軸電圧値との差であるδ軸電圧誤差を入力すると、前記演算において用いられる前記δ軸電圧を補正するγ−δ軸電流・誘起電圧推定器と、
前記γ軸電流コントローラに対してγ軸電流指令値を出力し、その際に前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器から出力されるδ軸誘起電圧推定値より、前記δ軸電圧誤差を計算し、該δ軸電圧誤差を前記γ−δ軸電流・誘起電圧推定器に伝達する電動機定数同定器とを備えていることを特徴とする同期電動機の制御装置。A δ-axis speed controller that calculates a δ-axis current command value from the deviation between the angular velocity command value and the estimated angular velocity value;
A δ-axis current controller that calculates a δ-axis voltage command value from a deviation between the δ-axis current command value and the δ-axis current estimated value;
a γ-axis current controller that calculates a γ-axis voltage command value from a deviation between the γ-axis current command value and the γ-axis current estimated value;
A vector for inputting the δ-axis voltage command value and the γ-axis voltage command value and the obtained γ-δ-axis position and calculating a voltage command phase that is a voltage command absolute value and a phase in the voltage output direction from the γ-axis. A control circuit;
In the synchronous motor control device comprising an inverter circuit for starting the synchronous motor using the voltage command absolute value and the voltage command phase calculated in the vector control circuit,
A phase converter for converting the two-phase stator current of the synchronous motor into a γ-axis current and a δ-axis current that are currents in a γ-δ axis coordinate system set on the magnetic axis of the rotor;
Calculation using the γ-axis current and δ-axis current, the position of the γ-δ axis, the γ-axis voltage command value and the δ-axis voltage command value, the γ-axis current estimated value, and the δ-axis When calculating a current estimated value, a γ-axis induced voltage estimated value, a δ-axis induced voltage estimated value, and inputting a δ-axis voltage error that is a difference between the δ-axis voltage command value and the actual δ-axis voltage value, A γ-δ axis current / induced voltage estimator for correcting the δ axis voltage used in the calculation;
The γ-axis current command value is output to the γ-axis current controller, and the δ-axis voltage error is calculated from the δ-axis induced voltage estimated value output from the γ-δ-axis current / induced voltage estimator at that time. And a motor constant identifier for transmitting the δ-axis voltage error to the γ-δ-axis current / induced voltage estimator.
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