JP4491860B2 - AC motor driving apparatus and DC offset correction method thereof - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＣモータの電流制御に関し、特に、ＰＷＭインバータのＤＣオフセット推定とその補正を行なうＡＣモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＡＣモータの位置制御、速度制御および電流制御などにおいて、ＡＣモータの位置と共に、速度と電流をフィードバックして、ＡＣモータの応答特性を改善している。特に、ＡＣモータのｄｑ電流制御（ベクトル電流制御）はトルク成分電流と磁束成分電流に分けて制御することにより、トルク特性などＡＣモータの制御特性を著しく向上させている。
このようなＡＣモータの電流制御において、電流検出器ＣＴにより検出されるＤＣオフセット電流の問題と、ＰＷＭインバータ変換部（パワースイッチングデバイスのオン抵抗、立ち上がり時間、立ち下がり時間、デッドタイム時間のバラツキ）により発生するＤＣオフセット電圧の問題は、ＡＣモータの制御精度の低下や、トルクリップル発生の要因となっている。これらＤＣオフセット電流の問題は、ＡＣモータの電流制御に検出される電流値を不正確なものとし、ＤＣオフセット電圧の問題は、ＰＷＭ変換部で出力される電圧値を不正確なものにする、という形で発生する。
こうしたＤＣオフセットの補正方法は各種試みられているが、図７に示す従来のオフセット電流の調整方法は、ローパスフィルタ３０１により電流検出器に含まれたＤＣオフセット電流Ｉａｂｃoffset3 を検出し、これを、電流検出器からのＩａｂｃfbから差し引いてＤＣオフセット電流を補正し、検出電流Ｉａｂｃ’ｆｂとして電流指令と比較することで、電流制御が行われるものである。
また、電流検出器ＣＴによるＤＣオフセット電流の調整を行う公示例には、特開昭６３−２７４３９８号に提示されている「交流電動機の速度制御装置」がある。この場合は、ＰＷＭゲートパルスのベースブロック状態（ＡＣモータに流れる電流がゼロの状態の時）で、電流検出器のＤＣオフセット電流を推定して、ＤＣオフセット電流の調整を行うものであり、具体的には、モータ電流がゼロ相当時にメモリにオフセット値を記憶して、モータ運転時に検出電流値からメモリ値を差し引いてＤＣオフセット電流を補正するもので、前例のローパスフィルタによる処理の代わりにメモリ値を用いるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、電流検出器ＣＴに含まれたＤＣオフセット電流のみに対する補正方法であって、ＰＷＭ変換部に含まれたＤＣオフセット電圧に対する補正は行われていないため、これが制御精度を低下させ、トルクリップルの要因として残っているという問題があった。
そこで、本発明は、ＰＷＭ変換部に含まれているＤＣオフセット電圧を推定して、ＤＣオフセット電圧の補正も行うことで、ＰＷＭ変換部のＤＣオフセットによるトルクリップルの低減と制御精度の向上が図れるＡＣモータ駆動装置のＤＣオフセット補正方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、電圧指令に基づいてＡＣモータに駆動電流を供給するＰＷＭ電力変換手段と、前記駆動電流を検出する電流検出手段と、を備えたＡＣモータ駆動装置において、前記電流検出手段の検出信号に含まれたＤＣオフセット電流を補正する手段と、前記ＰＷＭ電力変換手段に含まれたＤＣオフセット電圧を補正する手段と、を備え、前記ＤＣオフセット電流を補正する手段が、前記ＰＷＭ電力変換手段のベースブロック状態で前記ＤＣオフセット電流を検出し、更に、前記電圧指令がゼロ状態で前記電流検出手段の検出信号から前記ＤＣオフセット電流を減じて新たな電流検出信号を算出するものであり、前記ＤＣオフセット電圧を補正する手段が、前記新たな電流検出信号をローパスフィルタに介した信号に、前記ＡＣモータのインピーダンス値を乗じて前記ＤＣオフセット電圧を算出し、更に、前記電圧指令から前記ＤＣオフセット電圧を減じて新たな電圧指令を算出するものである。
【０００５】
請求項２に記載の発明は、電圧指令に基づいてＡＣモータに駆動電流を供給するＰＷＭ電力変換手段と、前記駆動電流を検出する電流検出手段と、を備えたＡＣモータ駆動装置のＤＣオフセット方法において、前記電流検出手段の検出信号に含まれたＤＣオフセット電流を補正する処理をし、前記ＰＷＭ電力変換手段に含まれたＤＣオフセット電圧を補正する処理をし、前記ＤＣオフセット電流を補正する処理が、前記ＰＷＭ電力変換手段のベースブロック状態で前記ＤＣオフセット電流を検出し、更に、前記電圧指令がゼロ状態で前記電流検出手段の検出信号から前記ＤＣオフセット電流を減じて新たな電流検出信号を算出し、前記ＤＣオフセット電圧を補正する処理が、前記新たな電流検出信号をローパスフィルタに介した信号に、前記ＡＣモータのインピーダンス値を乗じて前記ＤＣオフセット電圧を算出し、更に、前記電圧指令から前記ＤＣオフセット電圧を減じて新たな電圧指令を算出するのである。
このＡＣモータ駆動装置とそのＤＣオフセット補正方法によれば、３相指令電圧をゼロに制限した状態でＡＣモータを駆動し、電流検出器に含まれたＤＣオフセット電流成分、すなわち第３のＤＣオフセット電流を３相検出電流から差し引くＤＣオフセット電流補正を行って新しい３相検出電流を計算し、新しい３相検出電流からローパスフィルタを用いてＰＷＭ変換部に含まれるＤＣオフセット分、すなわち第１のＤＣオフセット電流を計算し、第１のＤＣオフセット電流にＡＣモータのインピーダンスＲを掛けてＰＷＭ変換部に含まれるＤＣオフセット電圧、すなわち第１のＤＣオフセット電圧を計算推定して、３相指令電圧から第１のＤＣオフセット電圧を差し引いてＤＣオフセット電圧補正を行うので、電流検出器に含まれたＤＣオフセット電流と、ＰＷＭ変換部に含まれたＤＣオフセット電圧と、ＤＣオフセットを全て補正することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るｄｑ電流制御によるＡＣモータの電流制御ブロック図であり、図２は図１に示すＡＣモータのＤＣオフセット補正の制御ループを示す図である。
図３は図１に示すＡＣモータのＤＣオフセット補正の制御ブロック図であり、図４は図３に示すＡＣモータのＤＣオフセット補正動作のフローチャートである。
図５は図１に示すＰＷＭインバータのゲートパルス発生器の制御ブロック図である。
図１において、ＡＣモータの駆動装置は、図１中のＡＣモータ１１を除いた部分である。
１２はＡＣモータ１１を駆動するＰＷＭ電力変換手段（ＰＷＭインバータ）、１３はＡＣモータの３相電流を検出する３相電流検出手段（電流検出器）、１４はＡＣモータの電気角を検出する電気角検出手段、１５は電気角を用いて３相検出電流から２相検出電流への３相／２相座標変換を行う３相／２相座標変換計算手段、１６−ａは２相指令電流から２相検出電流を差し引いて２相電流誤差を計算する電流誤差演算手段、１７−ａは２相電流誤差に比例積分ゲインを乗じて２相指令電圧を計算する電流比例積分構成部、１８は電気角を用いて２相指令電圧から３相指令電圧への２相／３相座標変換を行う２相／３相座標変換計算手段、又、ＰＷＭインバータ１２は３相指令電圧と搬送波１９を比較して、ＰＷＭゲートパルスを演算し、ＰＷＭゲートパルスを用いて直流電圧２０を任意の交流電圧に変換する。
【０００７】
図２はＤＣオフセット電圧を計算する場合のオープンループを示した図で、図中のオープンループＡ状態（ＰＷＭインバータへのＰＷＭゲートパルスを遮断したベースブロックの状態）は、従来方法ブロック３によるＤＣオフセット電流の補正を行うもので、電流検出器１３に含まれたＤＣオフセット電流Ｉａｂｃoffset3 （従来方法３によるＤＣオフセット電流の意で３を付している、Ｉａoffset3 、Ｉｂoffset3 、Ｉｃoffset3 ）を検出して、補正する。
次に、図２のオープンループＢ状態は、本発明方法ブロック１によるＤＣオフセット電圧の補正をおこなうもので、電圧ゼロ制限手段１０１を用いて２相／３相座標変換計算手段１８の出力の３相指令電圧Ｖａ* 、Ｖｂ* 、Ｖｃ* をゼロに制限する。ゼロである３相指令電圧Ｖａ* 、Ｖｂ* 、Ｖｃ* を、図５に示すようなＰＷＭゲートパルス発生器２０１により搬送波１９と比較して、ゲートパルスＧｕａ、Ｇｕｂ、Ｇｕｃ、Ｇｄａ、Ｇｄｂ、Ｇｄｃを発生し、ＰＷＭインバータ１２に入力してＡＣモータ１１を駆動する。ＡＣモータ１１はＤＣオフセット電圧成分によって作動することになる。
【０００８】
図３はＤＣオフセット電圧補正を行う制御ブロック図であり、ＤＣオフセット電流補正手段１０２では、３相電流検出器１３で検出した３相検出電流Ｉａｂｃfb（Ｉａfb、Ｉｂfb、Ｉｃfb）からＤＣオフセット電流Ｉａｂｃoffset3 （Ｉａoffset3 、Ｉｂoffset3 、Ｉｃoffset3 ）を差し引いて検出電流に含まれたＤＣオフセット電流を補正して（ここまでは従来方法３の補正）、新しい３相検出電流Ｉａｂｃfb’（Ｉａfb’、Ｉｂfb’、Ｉｃfb’）を計算する。
第１のＤＣオフセット電流演算手段１０３では、計算した新しい３相検出電流からローパスフィルタを用いて第１のＤＣオフセット電流Ｉａｂｃoffset1 （本発明方法１によるＤＣオフセット電流の意で１を付している、Ｉａoffset1 、Ｉｂoffset1 、Ｉｃoffset1 ）を計算する。この場合のオフセットＩａｂｃoffset1 は、ＰＷＭインバータに含まれたオフセット分である。
第１のＤＣオフセット電圧演算手段１０４では、第１のＤＣオフセット電流Ｉａｂｃoffset1 （Ｉａoffset1 、Ｉｂoffset1 、Ｉｃoffset1 ）にＡＣモータのインピーダンスＲを乗じて、第１のＤＣオフセット電圧Ｖａｂｃoffset1 （Ｖａoffset1 、Ｖｂoffset1 、Ｖｃoffset1 ）を計算する。
ＤＣオフセット電圧補正手段１０５では、第１のＤＣオフセット電圧Ｖａｂｃoffset1 を３相指令電圧Ｖａｂｃ* （Ｖａ* 、Ｖｂ* 、Ｖｃ* ）から差し引いて、ＰＷＭインバータに含まれたＤＣオフセット電圧の補正を行う。
【０００９】
つぎに図４を参照して動作について説明する。
先ず、ＰＷＭゲートパルスを遮断したベースブロック状態で、電流検出器に含まれたＤＣオフセット電流を検出する（Ｓ１０１）。これは従来方法３によるＩａｂｃoffset3 に相当する。
電圧ゼロ制限手段１０１で次式（１）〜（３）のように３相指令電圧をゼロに制限する（Ｓ１０２）。
Ｖａ* ＝０ ・・・（１）
Ｖｂ* ＝０ ・・・（２）
Ｖｃ* ＝０ ・・・（３）
次に、ＤＣオフセット電流補正手段１０２により、電流検出器で検出した３相検出電流からＳ１０１で計算した第３のＤＣオフセット電流を差し引いて、新しい３相検出電流を計算する（Ｓ１０３）。
第１のＤＣオフセット電流演算手段１０３では、新しい３相検出電流からローパスフィルタを用いて、第１のＤＣオフセット電流を演算する（Ｓ１０４）。
第１のＤＣオフセット電圧演算手段１０４では、第１のＤＣオフセット電流とＡＣモータの抵抗値の情報から、式（４）〜（６）を用いて、第１のＤＣオフセット電圧を演算する（Ｓ１０５）。
Ｖａoffset1 ＝Ｉａoffset1 ×Ｒａ ・・・（４）
Ｖｂoffset1 ＝Ｉｂoffset1 ×Ｒｂ ・・・（５）
Ｖｃoffset1 ＝Ｉｃoffset1 ×Ｒｃ ・・・（６）
最後に、ＤＣオフセット電圧補正手段１０５では、次式（７）〜（９）のように、第１のＤＣオフセット電圧を３相指令電圧から差し引いて、ＤＣオフセット電圧の補正を行う（Ｓ１０６）。
Ｖａ* ’＝Ｖａ* −Ｖａoffset1 ・・・（７）
Ｖｂ* ’＝Ｖｂ* −Ｖｂoffset1 ・・・（８）
Ｖｃ* ’＝Ｖｃ* −Ｖｃoffset1 ・・・（９）
このように、第１の実施の形態によれば、ＰＷＭインバータに含まれたＤＣオフセット電圧Ｖａｂｃoffset1 を補正できるので、トルクリップルは大幅に低減され、ＡＣモータの制御精度も向上する。
従って、ＡＣモータ駆動装置のＤＣオフセット補正は、第３のＤＣオフセット電流Ｉａｂｃoffset3 を３相検出電流Ｉａｂｃfbから差し引いてＤＣオフセット電流補正を行った検出電流Ｉａｂｃ’ｆｂを、電流指令から差し引いて比例積分ゲインを乗じて電圧指令を出力し、電圧指令Ｖａｂｃ* からＤＣオフセット電圧Ｖａｂｃoffset1 を差し引いてＤＣオフセット電圧補正を行った、電圧指令Ｖａｂｃ* ’をＰＷＭインバータ１２に印加して、ＡＣモータ１１を駆動するという手順となる。
【００１０】
次に、本発明の第２の実施の形態について図を参照して説明する。図６は本発明の第２の実施の形態に係る３相個別電流制御によるＡＣモータの電流制御ブロック図である。図６において、２１は電気角検出手段１４により検出する電気角θｅと電流指令Ｉ* より３相電流指令Ｉａ* 、Ｉｂ* 、Ｉｃ* を出力する３相指令電流演算手段、１６−ｂは３相指令電流Ｉａ* 、Ｉｂ* 、Ｉｃ* から３相検出電流を差引いて３相電流誤差を計算する電流誤差演算手段、１７−ｂは３相電流誤差に比例積分ゲインを乗じて３相指令電圧Ｖａ* 、Ｖｂ* 、Ｖｃ* を計算する電流比例積分構成部である。その他の構成は図１と同じなので重複する説明は省略する。図６は、図１に示すｄｑ電流制御のＡＣモータとは異なり、座標変換手段を持たない３相個別電流制御のＡＣモータの例であるが、ＤＣオフセット電圧の補正は図１の場合と同じ動作で可能である。すなわち、図３に示すように、第３のＤＣオフセット電流Ｉａｂｃo f f s e t 3を３相検出電流Ｉａｂｃf b から差し引いて、新しい３相検出電流とし、それよりローパスフィルタにより第１のＤＣオフセット電流Ｉａｂｃo f f s e t 1 を計算して、それにインピーダンスＲを乗じて第１のＤＣオフセット電圧Ｖａｂｃo f f s e t 1 を計算した後に、３相電圧指令Ｖａｂｃ* から差し引き、ＤＣオフセット電圧補正を行うものである。図１のｄｑ電流制御と異なる点は、図１の場合は、第３のＤＣオフセット電流補正を行ってから、３相／２相座標変換計算手段１５により２相検出電流Ｉｑf b 、Ｉｄf b に変換して、電流誤差演算手段１６−ａにおいて２相電流誤差ΔＩｑ、ΔＩｄを計算するのに対し、図６の場合は、第３のＤＣオフセット電流補正を行ってから、直接、電流誤差演算手段１６−ａにおいて３相電流誤差ΔＩａ、ΔＩｂ、ΔＩｃを演算する。又、ＤＣオフセット電圧の補正は、図１の場合は、２相／３相座標変換計算手段１８の出力Ｖａ* 、Ｖｂ* 、Ｖｃ* に対し行われるのに対し、図６の場合は、電流比例積分構成部１７−ｂの出力Ｖａ* 、Ｖｂ* 、Ｖｃ* に対して行われる、点が異なるのみで、図１に示すｄｑ電流制御のＡＣモータ駆動装置も、図６に示す３相個別電流制御のＡＣモータ駆動装置の場合も、同様にＤＣオフセット電圧補正が可能で、トルクリップルの低減、制御精度の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電流検出器に含まれた第３のＤＣオフセット電流を補正した後に、ＰＷＭ電力変換手段に含まれた第１の電圧ＤＣオフセットを推定して補正するＤＣオフセット電圧の補正手段を備えた、ｄｑ電流制御または３相個別電流制御によるＡＣモータ駆動装置のＤＣオフセット補正方法において、３相指令電圧をゼロに制限する電圧ゼロ制限手段と、電流検出手段で検出した３相検出電流から第３のＤＣオフセット電流を差し引いて電流検出器に含まれたＤＣオフセット電流を補正して、新しい３相検出電流を計算するＤＣオフセット電流補正手段と、新しい３相検出電流からローパスフィルタを用いて第１のＤＣオフセット電流を計算する第１のＤＣオフセット電流演算手段と、第１のＤＣオフセット電流にＡＣモータのインピーダンスＲを乗じて第１のＤＣオフセット電圧を計算する第１のＤＣオフセット電圧演算手段と、第１のＤＣオフセット電圧を３相指令電圧から差し引くＤＣオフセット電圧補正手段とを備えてＤＣオフセットの補正を行うように構成したので、ＰＷＭインバータに含まれたＤＣオフセット電圧が除去でき、トルクリップルが更に低減されることで、ＡＣモータの制御精度を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るｄｑ電流制御によるＡＣモータの電流制御ブロック図である。
【図２】図１に示すＡＣモータのＤＣオフセット補正の制御ループを示す図である。
【図３】図１に示すＡＣモータのＤＣオフセット補正の制御ブロック図である。
【図４】図３に示すＡＣモータのＤＣオフット補正動作のフローチャートである。
【図５】図１に示すＰＷＭインバータのゲートパルス発生器の制御ブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る３相個別電流制御によるＡＣモータの電流制御ブロック図である。
【図７】従来のＡＣモータのＤＣオフセット電流補正の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１１ ＡＣモータ
１２ ＰＷＭ電力変換手段（ＰＷＭインバータ）
１３ ３相電流検出手段
１４ 電気角検出手段
１５ ３相／２相座標変換計算手段
１６ 電流誤差演算手段
１７ 電流比例積分制御構成部
１８ ２相／３相座標変換計算手段
１９ 三角搬送波
２０ 直流電源
２１ ３相指令電流演算手段
１０１ 電圧ゼロ制限手段
１０２ ＤＣオフセット電流補正手段
１０３ 第１のＤＣオフセット電流演算手段（ローパスフィルタ）
１０４ 第１のＤＣオフセット電圧演算手段
１０５ ＤＣオフセット電圧補正手段
２０１ ＰＷＭゲートパルス発生器
Ｖｑ* 、Ｖｄ* ｄ軸ｑ軸の指令電圧
Ｖａｂｃ* ａ相ｂ相ｃ相の指令電圧
Ｖａｂｃ ａ相ｂ相ｃ相のインバータ出力電圧
Ｖａｂｃoffset1 第１のＤＣオフセット電圧
Ｉｑ* 、Ｉｄ* ｄ軸ｑ軸の指令電流
Ｉｑ、Ｉｄ ｄ軸ｑ軸の実際電流
Ｉａｂｃ ａ相ｂ相ｃ相の実際電流
Ｉａｂｃoffset3 第３のＤＣオフセット電流
Ｉａｂｃfb ３相検出電流
θ 検出電気角
Ｒ ＡＣモータの抵抗（Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to current control of an AC motor, and more particularly to an AC motor driving apparatus that estimates and corrects a DC offset of a PWM inverter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in AC motor position control, speed control, current control, etc., the speed and current are fed back together with the position of the AC motor to improve the response characteristics of the AC motor. In particular, the dq current control (vector current control) of the AC motor is controlled separately for the torque component current and the magnetic flux component current, thereby significantly improving the control characteristics of the AC motor such as the torque characteristics.
In such AC motor current control, the problem of the DC offset current detected by the current detector CT and the PWM inverter converter (on-resistance of the power switching device, rise time, fall time, dead time time variation) The problem of the DC offset voltage generated by this causes a decrease in the control accuracy of the AC motor and the generation of torque ripple. These DC offset current problems make the current value detected by the current control of the AC motor inaccurate, and DC offset voltage problems make the voltage value output by the PWM converter inaccurate. It occurs in the form of
Various attempts have been made to correct such a DC offset. However, the conventional offset current adjustment method shown in FIG. 7 detects the DC offset current Iabc offset3 included in the current detector by the low-
An example of public notice for adjusting the DC offset current by the current detector CT is “AC motor speed control device” disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-274398. In this case, the DC offset current is adjusted by estimating the DC offset current of the current detector in the base block state of the PWM gate pulse (when the current flowing through the AC motor is zero). Specifically, the offset value is stored in the memory when the motor current is equivalent to zero, and the DC offset current is corrected by subtracting the memory value from the detected current value during motor operation. Value is used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional method corrects only the DC offset current included in the current detector CT, and does not correct the DC offset voltage included in the PWM conversion unit. There is a problem that it remains as a factor of torque ripple.
Therefore, the present invention estimates the DC offset voltage included in the PWM converter and also corrects the DC offset voltage, thereby reducing torque ripple due to the DC offset of the PWM converter and improving control accuracy. It is an object of the present invention to provide a DC offset correction method for an AC motor driving device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to
[0005]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a DC offset method for an AC motor drive apparatus, comprising: PWM power conversion means for supplying a drive current to an AC motor based on a voltage command; and current detection means for detecting the drive current. in, the process for correcting the DC offset current contained in the detection signal of said current detecting means, and the process of correcting the DC offset voltage contained in the PWM power converter means, corrects the previous SL DC offset current The process detects the DC offset current in the base block state of the PWM power conversion means, and further subtracts the DC offset current from the detection signal of the current detection means when the voltage command is zero, thereby generating a new current detection signal. And the process of correcting the DC offset voltage is performed by converting the new current detection signal into a signal through a low-pass filter. Multiplied by the impedance value of C motor calculates the DC offset voltage, furthermore, is to calculate a new voltage command by subtracting the DC offset voltage from said voltage command.
According to this AC motor driving device and its DC offset correction method, the AC motor is driven in a state where the three-phase command voltage is limited to zero, and the DC offset current component included in the current detector, that is, the third DC offset. A DC offset current correction is performed by subtracting the current from the three-phase detection current to calculate a new three-phase detection current, and a DC offset component included in the PWM conversion unit using the low-pass filter from the new three-phase detection current, that is, the first DC The offset current is calculated, and the first DC offset current is multiplied by the impedance R of the AC motor to calculate and estimate the DC offset voltage included in the PWM converter, that is, the first DC offset voltage. DC offset voltage correction is performed by subtracting the DC offset voltage of 1 so that the DC offset included in the current detector is A set current, a DC offset voltage contained in the PWM conversion section can be corrected all DC offset.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a current control block diagram of an AC motor based on dq current control according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a control loop for DC offset correction of the AC motor shown in FIG.
FIG. 3 is a control block diagram of DC offset correction of the AC motor shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a flowchart of the DC offset correction operation of the AC motor shown in FIG.
FIG. 5 is a control block diagram of the gate pulse generator of the PWM inverter shown in FIG.
In FIG. 1, the AC motor drive device is a portion excluding the
12 is a PWM power conversion means (PWM inverter) for driving the
[0007]
FIG. 2 is a diagram showing an open loop in the case of calculating a DC offset voltage. The open loop A state (the state of the base block in which the PWM gate pulse to the PWM inverter is cut off) in FIG. The offset current is corrected, and the DC offset current Iabc offset3 (Ia offset3 , Ib offset3 , Ic offset3 , which is 3 in the meaning of the DC offset current according to the conventional method 3) included in the
Next, the open loop B state of FIG. 2 is for correcting the DC offset voltage by the
[0008]
FIG. 3 is a control block diagram for performing DC offset voltage correction. In the DC offset current correction means 102, the DC current is detected from the three-phase detection currents Iabc fb (Ia fb , Ib fb , Ic fb ) detected by the three-phase
In the first DC offset current calculation means 103, the first DC offset current Iabc offset1 (1 in the meaning of the DC offset current according to the
The first DC offset voltage calculation means 104 multiplies the first DC offset current Iabc offset1 (Ia offset1 , Ib offset1 , Ic offset1 ) by the impedance R of the AC motor to obtain the first DC offset voltage Vabc offset1 (Va offset1 , Vb offset1 , Vc offset1 ).
In the DC offset voltage correction means 105, the first DC offset voltage Vabc offset1 is subtracted from the three-phase command voltage Vabc * (Va * , Vb * , Vc * ) to correct the DC offset voltage included in the PWM inverter. .
[0009]
Next, the operation will be described with reference to FIG.
First, a DC offset current included in the current detector is detected in the base block state where the PWM gate pulse is cut off (S101). This corresponds to Iabc offset3 according to the
The zero voltage limiting means 101 limits the three-phase command voltage to zero as shown in the following equations (1) to (3) (S102).
Va * = 0 (1)
Vb * = 0 (2)
Vc * = 0 (3)
Next, the DC offset current correcting
The first DC offset current calculation means 103 calculates a first DC offset current from the new three-phase detection current using a low-pass filter (S104).
The first DC offset voltage calculation means 104 calculates the first DC offset voltage from the information on the first DC offset current and the resistance value of the AC motor using the equations (4) to (6) (S105). ).
Va offset1 = Ia offset1 × Ra (4)
Vb offset1 = Ib offset1 × Rb (5)
Vc offset1 = Ic offset1 × Rc (6)
Finally, the DC offset voltage correction means 105 corrects the DC offset voltage by subtracting the first DC offset voltage from the three-phase command voltage as shown in the following equations (7) to (9) (S106).
Va * ′ = Va * −Va offset1 (7)
Vb * ′ = Vb * −Vb offset1 (8)
Vc * ′ = Vc * −Vc offset1 (9)
Thus, according to the first embodiment, since the DC offset voltage Vabc offset1 included in the PWM inverter can be corrected, the torque ripple is greatly reduced and the control accuracy of the AC motor is also improved.
Therefore, the DC offset correction of the AC motor driving device is proportional to the detection current Iabc′fb obtained by subtracting the third DC offset current Iabc offset3 from the three-phase detection current Iabc fb and performing DC offset current correction from the current command. is multiplied by the integral gain and outputs a voltage command were DC offset voltage correction by the voltage command Vabc * by subtracting the DC offset voltage Vabc offset1, by applying the voltage command Vabc * 'to the
[0010]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a current control block diagram of an AC motor based on three-phase individual current control according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 6, 21 is a three-phase command current calculation means for outputting three-phase current commands Ia *, Ib * and Ic * from the electrical angle θe detected by the electrical angle detection means 14 and the current command I *, and 16-b is 3 Current error calculation means for calculating the three-phase current error by subtracting the three-phase detection current from the phase command currents Ia *, Ib *, Ic *, and 17-b is the three-phase command voltage by multiplying the three-phase current error by the proportional integral gain. This is a current proportional integration component that calculates Va *, Vb *, and Vc *. Other configurations are the same as those in FIG. FIG. 6 shows an example of a three-phase individual current control AC motor that does not have coordinate conversion means, unlike the dq current control AC motor shown in FIG. 1, but the correction of the DC offset voltage is the same as in FIG. It is possible by operation. That is, as shown in FIG. 3, by deducting third DC offset current iabc offset 3 from the detected three-phase currents iabc fb, and new 3-phase detected currents, thereby than the low-pass filter the first DC offset current iabc After calculating offset 1 and multiplying it by impedance R, the first DC offset voltage Vabc offset 1 is calculated, and then subtracted from the three-phase voltage command Vabc * to perform DC offset voltage correction. 1 differs from the dq current control of FIG. 1 in the case of FIG. 1 after the third DC offset current correction, the three-phase / two-phase coordinate conversion calculation means 15 converts the two-phase detection currents Iqf b and Idf b to In the case of FIG. 6, the current error calculation means 16-a calculates the two-phase current errors ΔIq and ΔId, but in the case of FIG. 6, after performing the third DC offset current correction, the current error calculation means directly In 16-a, three-phase current errors ΔIa, ΔIb, and ΔIc are calculated. Further, in the case of FIG. 1, the DC offset voltage is corrected for the outputs Va *, Vb * and Vc * of the 2-phase / 3-phase coordinate conversion calculation means 18, whereas in the case of FIG. The dq current control AC motor driving device shown in FIG. 1 is also different from that shown in FIG. 6 in that the AC motor driving device shown in FIG. 1 is different from the output Va *, Vb *, and Vc * of the proportional integration component 17- b . In the case of a current-controlled AC motor drive device, DC offset voltage correction can be performed in the same manner, and torque ripple can be reduced and control accuracy can be improved.
[0011]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, after correcting the third DC offset current included in the current detector, the first voltage DC offset included in the PWM power conversion means is estimated and corrected. In a DC offset correction method for an AC motor driving apparatus by dq current control or three-phase individual current control, including a DC offset voltage correction means, a voltage zero limit means for limiting the three-phase command voltage to zero, and a current detection means DC offset current correction means for subtracting the third DC offset current from the detected three-phase detection current to correct the DC offset current included in the current detector to calculate a new three-phase detection current, and a new three-phase detection First DC offset current calculating means for calculating a first DC offset current from the current using a low-pass filter, and a first DC offset current The first DC offset voltage calculating means for calculating the first DC offset voltage by multiplying the impedance R of the AC motor and the DC offset voltage correcting means for subtracting the first DC offset voltage from the three-phase command voltage are provided. Since the offset is corrected, the DC offset voltage included in the PWM inverter can be removed, and the torque ripple can be further reduced, thereby improving the control accuracy of the AC motor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a current control block diagram of an AC motor by dq current control according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a control loop for DC offset correction of the AC motor shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a control block diagram of DC offset correction of the AC motor shown in FIG.
4 is a flowchart of a DC offset correction operation of the AC motor shown in FIG.
FIG. 5 is a control block diagram of a gate pulse generator of the PWM inverter shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a current control block diagram of an AC motor based on three-phase individual current control according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a control block diagram of DC offset current correction of a conventional AC motor.
[Explanation of symbols]
11
13 Three-phase current detection means 14 Electrical angle detection means 15 Three-phase / 2-phase coordinate conversion calculation means 16 Current error calculation means 17 Current proportional
104 First DC offset voltage calculating means 105 DC offset voltage correcting means 201 PWM gate pulse generator Vq * , Vd * d axis q axis command voltage Vabc * a phase b phase c phase command voltage Vabc a phase b phase c Phase inverter output voltage Vabc offset1 First DC offset voltage Iq * , Id * d-axis q-axis command current Iq, Id d-axis q-axis actual current Iabc a-phase b-phase c-phase actual current Iabc offset3 DC offset current Iabc fb Three-phase detection current θ Detection electric angle R AC motor resistance (Ra, Rb, Rc)
Claims (2)
前記電流検出手段の検出信号に含まれたＤＣオフセット電流を補正する手段と、
前記ＰＷＭ電力変換手段に含まれたＤＣオフセット電圧を補正する手段と、を備え、
前記ＤＣオフセット電流を補正する手段が、前記ＰＷＭ電力変換手段のベースブロック状態で前記ＤＣオフセット電流を検出し、更に、前記電圧指令がゼロ状態で前記電流検出手段の検出信号から前記ＤＣオフセット電流を減じて新たな電流検出信号を算出するものであり、
前記ＤＣオフセット電圧を補正する手段が、前記新たな電流検出信号をローパスフィルタに介した信号に、前記ＡＣモータのインピーダンス値を乗じて前記ＤＣオフセット電圧を算出し、更に、前記電圧指令から前記ＤＣオフセット電圧を減じて新たな電圧指令を算出するものである、ことを特徴とするＡＣモータ駆動装置。 In an AC motor drive device comprising PWM power conversion means for supplying a drive current to an AC motor based on a voltage command, and current detection means for detecting the drive current,
Means for correcting a DC offset current included in a detection signal of the current detection means;
Correcting a DC offset voltage included in the PWM power conversion means ,
The means for correcting the DC offset current detects the DC offset current in the base block state of the PWM power conversion means, and further calculates the DC offset current from the detection signal of the current detection means when the voltage command is zero. Subtracted to calculate a new current detection signal,
The means for correcting the DC offset voltage calculates the DC offset voltage by multiplying the signal obtained by passing the new current detection signal through a low-pass filter by the impedance value of the AC motor, and further calculates the DC offset voltage from the voltage command. An AC motor driving device characterized in that the offset voltage is reduced to calculate a new voltage command.
前記電流検出手段の検出信号に含まれたＤＣオフセット電流を補正する処理をし、Processing to correct the DC offset current included in the detection signal of the current detection means,
前記ＰＷＭ電力変換手段に含まれたＤＣオフセット電圧を補正する処理をし、Processing to correct the DC offset voltage included in the PWM power conversion means;
前記ＤＣオフセット電流を補正する処理が、前記ＰＷＭ電力変換手段のベースブロック状態で前記ＤＣオフセット電流を検出し、更に、前記電圧指令がゼロ状態で前記電流検出手段の検出信号から前記ＤＣオフセット電流を減じて新たな電流検出信号を算出し、The process of correcting the DC offset current detects the DC offset current in the base block state of the PWM power conversion means, and further, calculates the DC offset current from the detection signal of the current detection means when the voltage command is zero. Subtract to calculate a new current detection signal,
前記ＤＣオフセット電圧を補正する処理が、前記新たな電流検出信号をローパスフィルタに介した信号に、前記ＡＣモータのインピーダンス値を乗じて前記ＤＣオフセット電圧を算出し、更に、前記電圧指令から前記ＤＣオフセット電圧を減じて新たな電圧指令を算出することを特徴とするＡＣモータ駆動装置のＤＣオフセット方法。The process of correcting the DC offset voltage calculates the DC offset voltage by multiplying the signal obtained by passing the new current detection signal through a low-pass filter by the impedance value of the AC motor, and further calculates the DC offset voltage from the voltage command. A DC offset method for an AC motor driving apparatus, wherein a new voltage command is calculated by reducing an offset voltage.
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