JP4539065B2 - Motor control method and motor control apparatus - Google Patents
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Description
この発明はモータを制御する技術に関し、特にモータの回転子の回転に伴って回転する座標系を導入し、モータに供給すべき電流を、回転子の磁極方向たるd軸及びこれと電気的に直交するq軸についての成分として捉える場合の当該電流の指令値を求める技術に関する。 The present invention relates to a technique for controlling a motor, and in particular, introduces a coordinate system that rotates with the rotation of a rotor of the motor, and supplies the current to be supplied to the motor to the d axis in the direction of the magnetic pole of the rotor and to this electrically. The present invention relates to a technique for obtaining a command value of the current in the case where it is regarded as a component about an orthogonal q axis.
従来から、モータに供給すべき電流を、上述のd軸成分(いわゆるd軸電流)及びq軸成分(いわゆるq軸電流)とに分けて、モータの駆動を制御する手法が知られている。この際、モータの回転子の位置を角度で示す位置角や、回転子の速度及びその指令値を用いて、d軸電流及びq軸電流の指令値がそれぞれ生成される。そして回転子の位置角の検出は、例えばモータに実際に供給される電流等によって推定される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a method for controlling driving of a motor by dividing a current to be supplied to a motor into the above-described d-axis component (so-called d-axis current) and q-axis component (so-called q-axis current) is known. At this time, command values for the d-axis current and the q-axis current are respectively generated using the position angle indicating the position of the rotor of the motor as an angle, the speed of the rotor, and its command value. The rotor position angle is detected by, for example, a current actually supplied to the motor.
d軸電流の指令値id *とq軸電流の指令値iq *との比に対応する位相角指令値β*を決定する手法は例えば非特許文献1に、回転子の位置角の推定は例えば非特許文献2に、それぞれ紹介されている。
A method for determining the phase angle command value β * corresponding to the ratio between the d-axis current command value i d * and the q-axis current command value i q * is described in Non-Patent
以上のことから、回転子の位置角を正確に推定するためには正確に電流を検出する必要がある。しかしながら、従来の技術では、モータのトルクが小さい程、モータの回転を制御すべくモータに与えられる電流は小さく設定されていた。そのため、当該電流を測定する電流センサに誤差やばらつきがあることや、モータの諸元がその定格値に対してばらつくことに鑑みれば、回転子の位置角を正確に推定することは、モータのトルクが小さいほど困難である。位置角の推定誤差が大きくなればモータの回転制御が不安定となり安くなるという問題が生じる。 From the above, it is necessary to accurately detect the current in order to accurately estimate the position angle of the rotor. However, in the prior art, the smaller the motor torque, the smaller the current applied to the motor to control the rotation of the motor. Therefore, in view of the fact that there are errors and variations in the current sensor that measures the current, and that the specifications of the motor vary with respect to its rated value, it is possible to accurately estimate the rotor position angle. The smaller the torque, the more difficult it is. If the estimation error of the position angle becomes large, there arises a problem that the rotation control of the motor becomes unstable and becomes cheap.
そこで本発明は、モータのトルクが小さい場合でも、位置角の推定誤差が小さく、以てモータの回転制御を安定とする技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a technique for stabilizing the rotation control of the motor by reducing the estimation error of the position angle even when the motor torque is small.
この発明にかかるモータの制御方法は、(a)モータ(5)の回転子の回転速度(ω)とその指令値(ω*)とに基づいて、前記回転子の回転に伴って回転する座標系における前記回転子の磁極方向についての電流指令値である第1の電流指令値(id1 *)と、前記磁極方向と電気的に直交な方向についての電流指令値である第2の電流指令値(iq1 *)とを生成するステップと、(b)前記第1の電流指令値又は/及び前記第2の電流指令値を更新するステップと、(c)前記ステップ(b)の後、前記第1の電流指令値及び前記第2の電流指令値並びに前記回転子の位置(θ)に基づいて前記モータの回転を制御する電流(ix)を供給するステップとを備える。 The motor control method according to the present invention includes: (a) coordinates that rotate with the rotation of the rotor based on the rotational speed (ω) of the rotor of the motor (5) and its command value (ω * ). A first current command value ( id1 * ) which is a current command value in the magnetic pole direction of the rotor in the system, and a second current command which is a current command value in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction. Generating a value (i q1 * ), (b) updating the first current command value or / and the second current command value, (c) after step (b), Supplying a current (i x ) for controlling the rotation of the motor based on the first current command value, the second current command value, and the position (θ) of the rotor.
その第1の態様では、前記ステップ(b)において、前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値が第1の制限値(id0 *;√(I0 2−iq1 *2))よりも大きい場合に、前記第2の電流指令値をそのままにしつつ前記第1の電流指令値を減少させる更新を行って、前記第1の電流指令値を前記第1の制限値以下とする。 In the first aspect, in the step (b), the first current command value obtained from the step (a) is a first limit value ( id0 * ; √ (I 0 2 -i q1 *). 2 )), when the second current command value is left as it is, the first current command value is updated to be decreased, and the first current command value is less than or equal to the first limit value. And
その第2の態様は第1の態様にかかるモータの制御方法であって、前記第1の制限値(id0 *)は一定値である。 The second aspect is a motor control method according to the first aspect, wherein the first limit value ( id0 * ) is a constant value.
その第3の態様は第1の態様にかかるモータの制御方法であって、前記第1の制限値は前記第2の電流指令値(iq1 *)の二乗と第2の制限値(I0 2)との差の平方根に(−1)を乗じた値である。 The third aspect is a motor control method according to the first aspect, wherein the first limit value is a square of the second current command value (i q1 * ) and a second limit value (I 0). 2 ) The value obtained by multiplying the square root of the difference from (1) by (-1).
その第4の態様では、前記ステップ(b)において、前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値の二乗と前記第2の電流指令値の二乗との和が所定の最低値(I0 2)よりも小さい場合に、前記第1の電流指令値と前記第2の電流指令値とに基づいて定まる前記モータのトルク(τ)の変動を許容範囲に留めつつ、前記和が前記所定の最低値以上となる前記第1の電流指令値又は/及び前記第2の電流指令値を更新する。 In the fourth aspect, in step (b), the sum of the square of the first current command value and the square of the second current command value obtained from step (a) is a predetermined minimum value. When the sum is less than (I 0 2 ), the fluctuation of the motor torque (τ) determined based on the first current command value and the second current command value is kept within an allowable range. The first current command value or / and the second current command value that are equal to or greater than the predetermined minimum value are updated.
その第5及び第6の態様は第4の態様にかかるモータの制御方法であって、前記ステップ(b)は(b−1)前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値(id1 *)と前記第2の電流指令値(iq1 *)とに基づいて前記トルクの基準値(τ1)を求めるステップと、(b−2)前記第2の電流指令値(iqJ *)の二乗を前記所定の最低値から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることにより、前記第1の電流指令値を更新する(id(J+1) *)ステップと、(b−3)前記ステップ(b−2)の後に前記第1の電流指令値(id(J+1) *)と前記第2の電流指令値(iqJ *)とに基づいて更新後の前記トルク(τ(J+1))を求め、当該トルクが前記基準値に対する許容範囲を越える場合には前記第2の電流指令値を更新(iq(J+1) *)するステップとを有する。そして前記ステップ(b−3)において求められた前記トルクが前記許容範囲内に収まる迄、前記ステップ(b−2)(b−3)が繰り返して実行される。 The fifth and sixth aspects are the motor control method according to the fourth aspect, wherein the step (b) is (b-1) the first current command value obtained from the step (a). Obtaining a reference value (τ 1 ) of the torque based on (i d1 * ) and the second current command value (i q1 * ); (b-2) the second current command value (i updating the first current command value by multiplying the square root of the square of qJ * ) from the predetermined minimum value by (-1) ( id (J + 1) * ); (B-3) After updating based on the first current command value ( id (J + 1) * ) and the second current command value (i qJ * ) after the step (b-2) It obtains the torque (τ (J + 1)) , updating the second current command value when the said torque exceeds the allowable range with respect to the reference value (i q (J + 1) *) to And a step. Then, the steps (b-2) and (b-3) are repeatedly executed until the torque obtained in the step (b-3) falls within the allowable range.
上記第5の態様は、前記モータが前記回転子のインダクタンスの前記磁極方向成分である第1のインダクタンス成分(Ld)よりも前記磁極方向と電気的に直交な方向の成分たる第2のインダクタンス成分(Lq)が大きい場合の制御方法であり、前記ステップ(b−3)においては、更新後の前記トルク(τ(J+1))が前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)する。 In the fifth aspect, the second inductance is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction rather than the first inductance component (L d ) that is the magnetic pole direction component of the rotor inductance. This is a control method when the component (L q ) is large. In the step (b-3), when the updated torque (τ (J + 1) ) is larger than the allowable range for the reference value, Decreases the second current command value, and when the torque is smaller than the allowable range, increases the second current command value to update each (i q (J + 1) * ) To do.
上記第6の態様は、前記モータが前記回転子のインダクタンスの前記磁極方向成分である第1のインダクタンス成分(Ld)よりも前記磁極方向と電気的に直交な方向の成分たる第2のインダクタンス成分(Lq)が小さい場合の制御方法であり、前記ステップ(b−3)においては、更新後の前記トルク(τ(J+1))が前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)する。 In the sixth aspect, the second inductance is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction rather than the first inductance component (L d ) which is the magnetic pole direction component of the inductance of the rotor. This is a control method when the component (L q ) is small. In the step (b-3), when the updated torque (τ (J + 1) ) exceeds the permissible range with respect to the reference value, Increases the second current command value, and when the torque is smaller than the allowable range, decreases the second current command value and updates each (i q (J + 1) * ) To do.
この発明にかかるモータの制御装置は、モータ(5)の回転子の回転速度(ω)とその指令値(ω*)とに基づいて、前記回転子の回転に伴って回転する座標系における前記回転子の磁極方向についての電流指令値である第1の電流指令値(id1 *)と、前記磁極方向と電気的に直交な方向についての電流指令値である第2の電流指令値(iq1 *)とを生成する速度制御部(1)と、前記第1の電流指令値又は/及び前記第2の電流指令値を更新する電流制限部(2)と、前記電流制限部から得られた前記第1の電流指令値及び前記第2の電流指令値、並びに前記回転子の位置(θ)に基づいて前記モータの回転を制御する電流(ix)を供給する電流制御部(3)とを備える。 The motor control device according to the present invention is based on the rotational speed (ω) of the rotor of the motor (5) and its command value (ω * ), and the coordinate system rotates with the rotation of the rotor. A first current command value (i d1 * ) that is a current command value for the magnetic pole direction of the rotor and a second current command value (i that is a current command value for a direction that is electrically orthogonal to the magnetic pole direction). q1 * ) is obtained from the speed control unit (1), the current limit value (2) for updating the first current command value or / and the second current command value, and the current limit unit. said first current command value and the second current command value, and the current for controlling the rotation of the motor based on the position of the rotor (theta) (i x) current controller supplies (3) With.
その第1の態様では、前記電流制限部(2)において、前記速度制御部(1)から得られた前記第1の電流指令値が第1の制限値(id0 *;√(I0 2−iq1 *2))よりも大きい場合に、前記第2の電流指令値をそのままにしつつ前記第1の電流指令値を減少させる更新を行って、前記第1の電流指令値を前記第1の制限値以下とする。 In the first mode, in the current limiting unit (2), the first current command value obtained from the speed control unit (1) is a first limiting value ( id0 * ; √ (I 0 2 -I q1 * 2 )) is larger than the first current command value by updating the first current command value while keeping the second current command value as it is. Or less.
その第2の態様は第1の態様にかかるモータの制御装置であって、前記第1の制限値(id0 *)は一定値である。 The second aspect is the motor control device according to the first aspect, wherein the first limit value ( id0 * ) is a constant value.
その第3の態様は第1の態様にかかるモータの制御装置であって、前記第1の制限値は前記第2の電流指令値(iq1 *)の二乗と第2の制限値(I0 2)との差の平方根に(−1)を乗じた値である。 The third aspect is a motor control device according to the first aspect, wherein the first limit value is a square of the second current command value (i q1 * ) and a second limit value (I 0). 2 ) The value obtained by multiplying the square root of the difference from (1) by (-1).
その第4の態様では、前記電流制限部(2)において、前記速度制御部(1)から得られた前記第1の電流指令値の二乗と前記第2の電流指令値の二乗との和が所定の最低値(I0 2)よりも小さい場合に、前記第1の電流指令値と前記第2の電流指令値とに基づいて定まる前記モータのトルク(τ)の変動を許容範囲に留めつつ、前記和が前記所定の最低値以上となる前記第1の電流指令値又は/及び前記第2の電流指令値を更新する。 In the fourth aspect, in the current limiting unit (2), the sum of the square of the first current command value and the square of the second current command value obtained from the speed control unit (1) is calculated. When the motor current (τ) is smaller than a predetermined minimum value (I 0 2 ), the fluctuation of the motor torque (τ) determined based on the first current command value and the second current command value is kept within an allowable range. The first current command value and / or the second current command value at which the sum is equal to or greater than the predetermined minimum value are updated.
その第5及び第6の態様は第4の態様にかかるモータの制御装置であって、前記電流制限部(2)は(i)前記速度制御部(1)から得られた前記第1の電流指令値(id1 *)と前記第2の電流指令値(iq1 *)とに基づいて前記トルクの基準値(τ1)を求める第1のステップと、(ii)前記第2の電流指令値(iqJ *)の二乗を前記所定の最低値から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることにより、前記第1の電流指令値を更新する(id(J+1) *)第2のステップと、(iii)前記第2のステップの後に前記第1の電流指令値(id(J+1) *)と前記第2の電流指令値(iqJ *)とに基づいて更新後の前記トルク(τ(J+1))を求め、当該トルクが前記基準値に対する許容範囲を越える場合には前記第2の電流指令値を更新(iq(J+1) *)する第3のステップとを有する。そして前記第3のステップにおいて求められた前記トルクが前記許容範囲内に収まる迄、前記第2のステップ及び前記第3のステップが繰り返して実行される。 The fifth and sixth aspects are the motor control device according to the fourth aspect, wherein the current limiter (2) is (i) the first current obtained from the speed controller (1). A first step of obtaining a reference value (τ 1 ) of the torque based on a command value ( id 1 * ) and the second current command value (i q1 * ); and (ii) the second current command The first current command value is updated by multiplying the square root of the value (i qJ * ) by the square root of the value obtained by subtracting from the predetermined minimum value ( id (J + 1) * ). A second step, and (iii) after the second step, based on the first current command value ( id (J + 1) * ) and the second current command value (i qJ * ). The updated torque (τ (J + 1) ) is obtained, and when the torque exceeds the allowable range with respect to the reference value, the second current command value is updated (i q (J + 1) * 3rd step. Then, the second step and the third step are repeatedly executed until the torque obtained in the third step falls within the allowable range.
上記第5の態様は、前記モータが前記回転子のインダクタンスの前記磁極方向成分である第1のインダクタンス成分(Ld)よりも前記磁極方向と電気的に直交な方向の成分たる第2のインダクタンス成分(Lq)が大きい場合に関し、前記第3のステップにおいては、更新後の前記トルク(τ(J+1))が前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)する。 In the fifth aspect, the second inductance is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction rather than the first inductance component (L d ) that is the magnetic pole direction component of the rotor inductance. In the case where the component (L q ) is large, in the third step, if the updated torque (τ (J + 1) ) is larger than the allowable range for the reference value, the second current When the command value is decreased and the torque is smaller than the allowable range, the second current command value is increased and updated (i q (J + 1) * ).
上記第6の態様は、前記モータが前記回転子のインダクタンスの前記磁極方向成分である第1のインダクタンス成分(Ld)よりも前記磁極方向と電気的に直交な方向の成分たる第2のインダクタンス成分(Lq)が小さい場合に関し、前記第3のステップにおいては、更新後の前記トルク(τ(J+1))が前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)する。 In the sixth aspect, the second inductance is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction rather than the first inductance component (L d ) which is the magnetic pole direction component of the inductance of the rotor. In the case where the component (L q ) is small, in the third step, if the updated torque (τ (J + 1) ) is large beyond the allowable range for the reference value, the second current When the command value is increased and the torque is smaller than the allowable range, the second current command value is decreased and updated (i q (J + 1) * ).
この発明にかかるモータの制御方法の第1及び第4の態様、並びにこの発明にかかるモータの制御装置の第1及び第4の態様によれば、モータのトルクが小さくても、モータの回転を制御すべくモータに与えられる電流を大きくしておくことができ、よって回転子の位置の推定を正確に行い易くすることになる。これはモータの安定な回転制御を招来する。特にこの発明にかかるモータの制御方法の第3の態様、並びにこの発明にかかるモータの制御装置の第3の態様ではトルクの変動を小さくすることができる。 According to the first and fourth aspects of the motor control method according to the present invention and the first and fourth aspects of the motor control apparatus according to the present invention, the motor can be rotated even when the motor torque is small. The current applied to the motor to be controlled can be increased, and therefore the position of the rotor can be accurately estimated. This leads to stable rotation control of the motor. In particular, in the third aspect of the motor control method according to the present invention and the third aspect of the motor control apparatus according to the present invention, torque fluctuations can be reduced.
この発明にかかるモータの制御方法の第3の態様、並びにこの発明にかかるモータの制御装置の第3の態様によれば、モータの制御方法の第1の態様、並びにこの発明にかかるモータの制御装置の第1の態様の効果が簡易に得られる。 According to the third aspect of the motor control method according to the present invention and the third aspect of the motor control device according to the present invention, the first aspect of the motor control method and the motor control according to the present invention The effect of the first aspect of the device can be easily obtained.
この発明にかかるモータの制御方法の第3の態様、並びにこの発明にかかるモータの制御装置の第3の態様によれば、第2の電流指令値が大きい場合でも、効率を顕著には低下させない。 According to the third aspect of the motor control method of the present invention and the third aspect of the motor control apparatus of the present invention, the efficiency is not significantly reduced even when the second current command value is large. .
この発明にかかるモータの制御方法の第5及び第6の態様、並びにこの発明にかかるモータの制御装置の第5及び第6の態様によれば、突極性あるモータにおいてトルクの変動を小さくすることができる。 According to the fifth and sixth aspects of the motor control method according to the present invention and the fifth and sixth aspects of the motor control apparatus according to the present invention, the torque fluctuation is reduced in the saliency motor. Can do.
図1は本発明にかかるモータの制御技術が適用可能な構成を例示するブロック図である。当該構成は、速度制御部1、電流制限部2、電流制御部3、位置検出部4、モータ5を備えており、モータ5を除いてはモータの制御装置として把握することができる。また当該構成においてモータの制御方法を実施することができる。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration to which a motor control technique according to the present invention can be applied. The configuration includes a
速度制御部1は、モータ5の回転子の回転速度(ここでは角速度)ωとその指令値ω*とに基づいて、d軸電流指令値id1 *と、q軸電流指令値iq1 *とを生成する。
The
電流制限部2は、速度制御部1から得られたd軸電流指令値id1 *(<0)がある制限値(<0)よりも大きい場合に(つまりd軸電流指令値id1 *の絶対値がある制限値の絶対値よりも小さい場合に)、q軸電流指令値iq1 *をそのままにしつつd軸電流指令値id1 *を減少(つまりその絶対値を増大)させてこれを更新する。これによりd軸電流指令値は上記制限値以下とする。あるいはトルクの変動を所定の許容範囲に収めつつ、d軸電流指令値id1 *の平方とq軸電流指令値iq1 *の平方の和を増大させる。これらの手法の詳細は後述する。電流制限部2は、更新後のd軸電流指令値ide *及びq軸電流指令値iqe *を出力する。但し前者の手法においてはq軸電流指令値iqe *は更新前の(即ち速度制御部1から得られた)q軸電流指令値iq1 *と一致する。
When the d-axis current command value i d1 * (<0) obtained from the
電流制御部3は、電流制限部2から得られたd軸電流指令値ide *及びq軸電流指令値iqe *並びに回転子の位置角θに基づいてモータ5の回転を制御する電流ixを供給する。
The
位置検出部4は、モータ5に供給された電流ixや電圧vxに基づいて位置角θを推定によって検出し、また回転角速度ωをも求める。
The
電流ix及び電圧vxは、例えばモータ5がU相、V相、W相の三相についてのモータであれば、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwの総称及びU相電圧vu、V相電圧vv、W相電圧vwの総称に、それぞれ相当する。 The current i x and the voltage v x are a general term for the U-phase current i u , the V-phase current i v , and the W-phase current i w , for example, if the motor 5 is a U-phase, V-phase, and W-phase motor. And U-phase voltage v u , V-phase voltage v v , and W-phase voltage v w , respectively.
ブラシレスDCモータの回路方程式は、d軸及びq軸からなる回転座標系において式(1)で示される。 The circuit equation of the brushless DC motor is expressed by equation (1) in a rotating coordinate system composed of a d-axis and a q-axis.
但しモータに与えられる電圧のd軸成分(いわゆるd軸電圧)vd及びq軸成分(いわゆるq軸電圧vq)、モータに与えられる電流のd軸成分(いわゆるd軸電流)id及びq軸成分(いわゆるq軸電流iq)、d軸方向のインダクタンス成分(いわゆるd軸インダクタンス)Ld、q軸方向のインダクタンス成分(いわゆるq軸インダクタンス)Lq、電機子抵抗R、回転子の主磁束ψaを導入した。但し突極性がない場合には、d軸インダクタンスLdとq軸インダクタンスLqとが等しい。 However, the d-axis component (so-called d-axis voltage) v d and q-axis component (so-called q-axis voltage v q ) of the voltage applied to the motor, and the d-axis component (so-called d-axis current) i d and q of the current applied to the motor. Axial component (so-called q-axis current i q ), d-axis direction inductance component (so-called d-axis inductance) L d , q-axis direction inductance component (so-called q-axis inductance) L q , armature resistance R, main rotor the introduction of the magnetic flux ψ a. However, when there is no saliency, the d-axis inductance L d and the q-axis inductance L q are equal.
図2はd軸及びq軸からなる回転座標系における上記諸量の関係を示すベクトル図である。ここでψ0は電機子反作用に因る磁束と主磁束ψaとの合成磁束である。また、Ia,Vaはそれぞれ電流及び電圧の絶対値であり、β=tan-1(−id/iq)である。 FIG. 2 is a vector diagram showing the relationship between the various quantities in a rotating coordinate system composed of d-axis and q-axis. Here, ψ 0 is a combined magnetic flux of the magnetic flux due to the armature reaction and the main magnetic flux ψ a . I a and V a are absolute values of current and voltage, respectively, and β = tan −1 (−i d / i q ).
なおトルクτは式(2)で求められる。 The torque τ is obtained by the equation (2).
第1の実施の形態.
式(2)から理解されるように、トルクτはq軸電流iqに大きく依存する。特に突極性がない場合には、q軸電流iqと主磁束ψaのみで定まり、d軸電流idには依存しない。よって、効率は低下するものの、d軸電流idを増加させればトルクτを殆ど変動させることなく、電流の絶対値Iaを大きくすることができる。これはモータ5のトルクτが小さくても、モータ5の回転を制御すべくモータに与えられる電流を大きくすることができ、よって回転位置角θの推定を正確に行い易くすることになる。これはモータ5の安定な回転制御を招来する。
First embodiment.
As understood from the equation (2), the torque τ greatly depends on the q-axis current i q . In particular, when there is no saliency, it is determined only by the q-axis current i q and the main magnetic flux ψ a and does not depend on the d-axis current i d . Therefore, the efficiency although reduced, without hardly varying the torque τ by increasing the d-axis current i d, it is possible to increase the absolute value I a current. Even if the torque τ of the motor 5 is small, the current applied to the motor to control the rotation of the motor 5 can be increased, and therefore the rotational position angle θ can be easily estimated accurately. This leads to stable rotation control of the motor 5.
図3は本実施の形態における電流制限部2の動作を示すベクトル図である。速度制御部1から得られたd軸電流指令値id1 *が制限値id0 *よりも大きい(d軸電流指令値id1 *の絶対値が制限値id0 *の絶対値よりも小さい)場合に、q軸電流指令値iq1 *をそのままにしつつd軸電流指令値id1 *を減少させ(つまりd軸電流指令値id1 *の絶対値を増大させ)てこれを更新する。ここでは更新されたd軸電流指令値ide *は制限値id0 *と等しくしているが、制限値id0 *より小さく(つまりd軸電流指令値ide *の絶対値は制限値id0 *の絶対値より大きく)てもよい。
FIG. 3 is a vector diagram showing the operation of the current limiting
制限値id0 *は、回転位置角θが安定して推定されるように実験的に求めることができる。例えば電流センサのばらつきや負荷変動や最低駆動周波数により設定することができる。 The limit value i d0 * can be obtained experimentally so that the rotational position angle θ is stably estimated. For example, it can be set based on variations in current sensors, load fluctuations, and minimum drive frequency.
当該制御により、位相角の指令値β*が変動し、回転角速度ωが変動する可能性があるが、その変動は速度制御部1の動作によって解消することができる。
With this control, there is a possibility that the command value β * of the phase angle varies and the rotational angular velocity ω varies, but the variation can be eliminated by the operation of the
第2の実施の形態.
第1の実施の形態では、q軸電流指令値iq1 *に依らずにd軸電流指令値ide *を最低値id0 *以上に設定するため、その制御を簡易に行うことができるものの、q軸電流指令値iq1 *が大きい場合には効率の低下が顕著となる。そこで本実施の形態では、最低値id0 *をq軸電流指令値iq1 *の関数とする。具体的には更新後のd軸電流指令値ide *を式(3)で求める。ここでI0 2は定数である。
Second embodiment.
In the first embodiment, since the d-axis current command value i de * is set to the minimum value i d0 * or more without depending on the q-axis current command value i q1 * , the control can be easily performed. When the q-axis current command value i q1 * is large, the reduction in efficiency becomes significant. Therefore, in the present embodiment, the minimum value i d0 * is a function of the q-axis current command value i q1 * . Specifically, the updated d-axis current command value i de * is obtained by equation (3). Here, I 0 2 is a constant.
もちろん、式(3)の右辺の値よりも小さな値を採っても(つまりd軸電流指令値ide *の絶対値は(I0 2−iq1 *2)1/2より大きくても)よい。 Of course, even if a value smaller than the value on the right side of Expression (3) is taken (that is, the absolute value of the d-axis current command value i de * is larger than (I 0 2 −i q1 * 2 ) 1/2 ) Good.
図4は本実施の形態における電流制限部2の動作を示すベクトル図である。式(3)に則れば、更新後の電流ベクトルは、半径|I0|の円として表される最低電流値円上にその終点が載る。
FIG. 4 is a vector diagram showing the operation of the current limiting
このように本実施の形態では電流の絶対値Iaを|I0|以上としつつd軸電流指令値id1 *を減少させて更新したd軸電流指令値ide *を得るので、q軸電流指令値iq1 *が大きい場合にも効率の低下が顕著とならずに、モータ5のトルクτが小さくても、モータ5の回転を制御すべくモータに与えられる電流を大きくし、よって回転位置角θの推定を正確に行い易くする。 As described above, in the present embodiment, the updated d-axis current command value i de * is obtained by decreasing the d-axis current command value i d1 * while setting the absolute value I a of the current to be greater than or equal to | I 0 |. Even when the current command value i q1 * is large, the reduction in efficiency does not become remarkable, and even if the torque τ of the motor 5 is small, the current supplied to the motor is increased to control the rotation of the motor 5, and thus the rotation is performed. The position angle θ is easily estimated accurately.
最低電流値円の半径|I0|も、回転位置角θが安定して推定されるように実験的に求めることができる。例えば電流センサのばらつきや負荷変動や最低駆動周波数により設定することができる。また第1の実施の形態と同様に、当該制御において位相角の指令値β*の変動によって回転角速度ωが変動する可能性があるが、その変動は速度制御部1の動作によって解消することができる。
The radius | I 0 | of the minimum current value circle can also be obtained experimentally so that the rotational position angle θ is stably estimated. For example, it can be set based on variations in current sensors, load fluctuations, and minimum drive frequency. Similarly to the first embodiment, there is a possibility that the rotational angular velocity ω may fluctuate due to the fluctuation of the command value β * of the phase angle in the control, but the fluctuation can be eliminated by the operation of the
第3の実施の形態.
第1の実施の形態において述べたように、式(2)に示されたように突極性がなければトルクτはd軸電流idには依存しない。しかし突極性があればトルクτはd軸電流idの影響を受ける。そこで突極性がある場合に、第1及び第2の実施の形態よりも更にトルクτの変動を小さくできる手法を説明する。
Third embodiment.
As described in the first embodiment, the formula (2) is a torque τ Without saliency as shown in not dependent on the d-axis current i d. However, if there is saliency, the torque τ is affected by the d-axis current i d . Therefore, a method will be described in which, when there is saliency, the variation in torque τ can be further reduced as compared with the first and second embodiments.
本実施の形態では、速度制御部1から得られたq軸電流指令値iq1 *の二乗とd軸電流指令値id1 *の二乗との和が所定の最低値I0 2よりも小さい場合に、q軸電流指令値iq1 *又は/及びd軸電流指令値id1 *を更新してq軸電流指令値iqe *とd軸電流指令値ide *とを得る。q軸電流指令値iqe *の二乗とd軸電流指令値ide *の二乗との和は所定の最低値I0 2以上であり、かつq軸電流指令値iqe *とd軸電流指令値ide *に基づいて定まるトルクτの変動を許容範囲に留める。
In the present embodiment, the sum of the square of the q-axis current command value i q1 * obtained from the
所定の最低値I0 2の大きさは実験的に決めることができる。また回転角速度ωに依存して設定してもよい。例えば回転角速度ωの上昇に従って最低値I0 2を小さくしてもよい。モータ電圧は回転角速度ωの上昇に従って上昇するものの、センサーノイズなどの外乱は回転角速度ωに依存しないことが多いからである。 The magnitude of the predetermined minimum value I 0 2 can be determined experimentally. Further, it may be set depending on the rotational angular velocity ω. For example, the minimum value I 0 2 may be decreased as the rotational angular velocity ω increases. This is because although the motor voltage increases as the rotational angular velocity ω increases, disturbances such as sensor noise often do not depend on the rotational angular velocity ω.
具体的には下記のステップを実行する。まずLd<Lq(逆突極性)の場合を例にとって説明する。図5はq軸電流指令値及びd軸電流指令値を更新する様子を示すグラフであり、横軸にはq軸電流指令値iq *を、縦軸にはトルクτを、それぞれ採用している。なお逆突極性あるモータとしては、ブラシレスDCモータの内、埋め込み磁石型回転子を採用するものを例として挙げることができる。 Specifically, the following steps are executed. First, the case of L d <L q (reverse saliency) will be described as an example. FIG. 5 is a graph showing how the q-axis current command value and the d-axis current command value are updated. The horizontal axis represents the q-axis current command value i q * and the vertical axis represents the torque τ. Yes. As a motor having reverse saliency, a brushless DC motor that employs an embedded magnet type rotor can be cited as an example.
第1のステップとして、q軸電流指令値iq1 *及びd軸電流指令値id1 *を用い、式(2)に基づいてトルクτの基準値τ1を求める。このとき、式(2)は傾きk1(=ψa+(Ld−Lq)id1 *)の直線として表され、基準値τ1はq軸電流指令値がiq1 *である場合の当該直線上の点のτ座標として表される。 As a first step, a q-axis current command value i q1 * and a d-axis current command value i d1 * are used to obtain a reference value τ 1 of torque τ based on equation (2). At this time, the expression (2) is expressed as a straight line having a slope k 1 (= ψ a + (L d −L q ) i d1 * ), and the reference value τ 1 is a case where the q-axis current command value is i q1 *. Are expressed as τ coordinates of points on the straight line.
第2のステップとして、q軸電流指令値iqJ *(J=1,2,3…)及び最低値I0 2を用いて式(4)に基づいてd軸電流指令値id(J+1) *を求める。即ちq軸電流指令値iqJ *の二乗を最低値I0 2から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることによりd軸電流指令値id(J+1) *を求める。 As a second step, the d-axis current command value i d (J + is calculated based on the equation (4) using the q-axis current command value i qJ * (J = 1, 2, 3...) And the minimum value I 0 2. 1) Find * . That is, the d-axis current command value i d (J + 1) * is obtained by multiplying the square root of the value obtained by subtracting the square of the q-axis current command value i qJ * from the minimum value I 0 2 by (−1).
第3のステップとして、d軸電流指令値id(J+1) *とq軸電流指令値iqJ *とを用い、式(2)に基づいてトルクτ(J+1)を求める。このとき式(2)は傾きkJ+1(=ψa+(Ld−Lq)id(J+1) *)の直線として表され、トルクτ(J+1)はq軸電流指令値がiqJ *である場合の当該直線上の点のτ座標として表される。 As a third step, torque τ (J + 1) is obtained based on equation (2) using d-axis current command value i d (J + 1) * and q-axis current command value i qJ * . At this time, the expression (2) is expressed as a straight line having a slope k J + 1 (= ψ a + (L d −L q ) i d (J + 1) * ), and the torque τ (J + 1) is expressed as a q-axis current. It is expressed as the τ coordinate of a point on the straight line when the command value is i qJ * .
第3のステップにおいては、更に、トルクτ(J+1)が基準値τ1に対して許容範囲ε1(>0)よりも大きい場合(τ1+ε1<τ(J+1))にはq軸電流指令値を小さく、逆にトルクτ(J+1)が基準値τ1に対して許容範囲ε2(>0)よりも小さい場合(τ(J+1)<τ1−ε2)にはq軸電流指令値を大きく、それぞれ更新してq軸電流指令値iq(J+1) *を求める。 In the third step, when the torque τ (J + 1) is larger than the allowable range ε 1 (> 0) with respect to the reference value τ 1 (τ 1 + ε 1 <τ (J + 1) ). When the q-axis current command value is small and the torque τ (J + 1) is smaller than the allowable range ε 2 (> 0) with respect to the reference value τ 1 (τ (J + 1) <τ 1 −ε In 2 ), the q-axis current command value is increased and updated respectively to obtain the q-axis current command value i q (J + 1) * .
そして第3のステップにおいてトルクτ(J+1)が基準値τ1に対して許容範囲ε1以下であり、かつ許容範囲ε2以上(τ1−ε2≦τ(J+1)≦τ1+ε1)となるまで、第2のステップと第3のステップとを繰り返す。 The torque tau in a third step (J + 1) is the allowable range epsilon 1 or less with respect to the reference value tau 1, and tolerance epsilon 2 or more (τ 1 -ε 2 ≦ τ ( J + 1) ≦ τ The second step and the third step are repeated until 1 + ε 1 ).
図5では、第2のステップを最初に実行したことで得られるトルクτ2が基準値τ1よりも許容範囲ε1を越えて大きい場合が例示されている。この場合には、第3のステップによってq軸電流指令値iq1 *から、これよりも小さなq軸電流指令値iq2 *へと更新される。そして式(4)によってd軸電流指令値id3 *が求められ、傾きk3を有する直線においてq軸電流指令値iq2 *に対応するトルクτ3が求められる。ここではトルクτ3が基準値τ1よりも小さい場合が例示されている。τ3<τ1ーε2であれば、q軸電流指令値iq2 *から、これよりも大きなq軸電流指令値iq3 *へと更新される。τ1ーε2≦τ3であれば、ide *=id3 *,iqe *=iq2 *となる。 FIG. 5 illustrates the case where the torque τ 2 obtained by executing the second step first is larger than the reference value τ 1 beyond the allowable range ε 1 . In this case, the q-axis current command value i q1 * is updated to a smaller q-axis current command value i q2 * by the third step. Then, the d-axis current command value i d3 * is obtained by the equation (4), and the torque τ 3 corresponding to the q-axis current command value i q2 * is obtained on the straight line having the slope k 3 . Here, a case where the torque τ 3 is smaller than the reference value τ 1 is illustrated. If τ 3 <τ 1 −ε 2 , the q-axis current command value i q2 * is updated to a larger q-axis current command value i q3 * . If τ 1 −ε 2 ≦ τ 3 , i de * = i d3 * , i qe * = i q2 * .
Ld>Lq(突極性)の場合はq軸電流指令値を更新する際の増減の方向が、逆突極性の場合とは反対になる。即ち、第3のステップにおいては、トルクτ(J+1)が基準値τ1に対して許容範囲ε1(>0)よりも大きい場合(τ1+ε1<τ(J+1))にはq軸電流指令値を大きく、逆にトルクτ(J+1)が基準値τ1に対して許容範囲ε2(>0)よりも小さい場合(τ(J+1)<τ1−ε2)にはq軸電流指令値を小さく、それぞれ更新してq軸電流指令値iq(J+1) *を求める。 In the case of L d > L q (saliency), the direction of increase / decrease when updating the q-axis current command value is opposite to that in the case of reverse saliency. That is, in the third step, when the torque τ (J + 1) is larger than the allowable range ε 1 (> 0) with respect to the reference value τ 1 (τ 1 + ε 1 <τ (J + 1) ). Increases the q-axis current command value, and conversely when the torque τ (J + 1) is smaller than the allowable range ε 2 (> 0) with respect to the reference value τ 1 (τ (J + 1) <τ 1 −ε In 2 ), the q-axis current command value is decreased and updated to obtain the q-axis current command value i q (J + 1) * .
図6は第1の実施の形態の効果を例示するグラフである。定格100kg/cmクラスのブラシレスDCモータを、−5乃至15kg/cmという小さな負荷で駆動する場合のシミュレーション結果である。横軸には時間を採り、縦軸には回転角速度ω、トルクτ、推定角度誤差θeを採っている。 FIG. 6 is a graph illustrating the effect of the first embodiment. It is a simulation result in the case of driving a brushless DC motor rated at 100 kg / cm class with a small load of −5 to 15 kg / cm. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents rotational angular velocity ω, torque τ, and estimated angular error θ e .
同図(a)は電流センサや電圧センサ、モータ機器定数に誤差がない場合を、同図(b)(c)はいずれも電流センサや電圧センサ、モータ機器定数に数%程度の誤差が生じている場合を示す。また同図(a)(b)はいずれもd軸電流指令値を更新しない場合を示し、同図(c)は実施の形態1に従ってd軸電流指令値を更新した場合を示す。 The figure (a) shows the case where there is no error in the current sensor, the voltage sensor, and the motor equipment constant, and the figures (b) and (c) both show an error of about several percent in the current sensor, the voltage sensor, and the motor equipment constant. Indicates the case. FIGS. 7A and 7B show the case where the d-axis current command value is not updated, and FIG. 10C shows the case where the d-axis current command value is updated according to the first embodiment.
誤差がない場合はd軸電流指令値を更新しなくても推定角度誤差θeがほぼ零となっている(同図(a))。しかし誤差がある場合にはd軸電流指令値を更新しなければトルクτが低い領域で推定角度誤差θeが大きく乱れ、−20度程度にも達している(同図(b))。一方、誤差があってもd軸電流指令値を更新した場合には、誤差を原因として推定角度誤差θeが零ではないものの、トルクτが低い領域でも推定角度誤差θeに乱れは殆どなく、数度程度の小さな値で安定している(同図(c))。 When there is no error, the estimated angle error θ e is substantially zero even if the d-axis current command value is not updated ((a) in the figure). However, if there is an error, unless the d-axis current command value is updated, the estimated angle error θ e is greatly disturbed in the region where the torque τ is low, and reaches about −20 degrees ((b) in the figure). On the other hand, when the d-axis current command value is updated even if there is an error, the estimated angle error θ e is not zero due to the error, but the estimated angle error θ e is hardly disturbed even in a region where the torque τ is low. It is stable at a small value of about several degrees ((c) in the figure).
図6(c)に鑑みれば、第3の実施の形態において、推定角度誤差θeが大きく乱れている場合には、所定の最低値I0 2を増大させてもよい。例えば推定角度誤差θeに高周波成分(例えば回転角周波数の3倍以上の周波数成分)が検出された場合には、所定の最低値I0 2を増大させる。かかる制御のため、回転角θは位置検出部4から電流制御部3へ与えられるのみならず、電流制限部2にも与えられることが望ましい。かかる変形は図1において破線の矢印で示されている。
In view of FIG. 6C, in the third embodiment, when the estimated angle error θ e is greatly disturbed, the predetermined minimum value I 0 2 may be increased. For example, when a high frequency component (for example, a frequency component more than three times the rotational angular frequency) is detected in the estimated angle error θ e , the predetermined minimum value I 0 2 is increased. For such control, it is desirable that the rotation angle θ is given not only to the
1 速度制御部
2 電流制限部
3 電流制御部
4 位置検出部
1 モータ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
(b)前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値が第1の制限値(id0 *;√(I0 2−iq1 *2))よりも大きい場合に、前記第2の電流指令値をそのままにしつつ前記第1の電流指令値を減少させる更新を行って、前記第1の電流指令値を前記第1の制限値以下とするステップと、
(c)前記ステップ(b)の後、前記第1の電流指令値及び前記第2の電流指令値並びに前記回転子の位置(θ)に基づいて前記モータの回転を制御する電流(ix)を供給するステップと
を備えるモータの制御方法。 (A) Based on the rotational speed (ω) of the rotor of the motor (5) and its command value (ω * ), the magnetic pole direction of the rotor in the coordinate system that rotates with the rotation of the rotor. A first current command value (i d1 * ) that is a current command value and a second current command value (i q1 * ) that is a current command value in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction are generated. Steps,
(B) the step wherein the first current command value obtained from (a) a first limit value; if (i d0 * √ (I 0 2 -i q1 * 2)) is greater than the first Performing an update to decrease the first current command value while keeping the current command value of 2, and setting the first current command value to be equal to or less than the first limit value;
(C) after said step (b), the first current command value and the second current command value and the current to control the rotation of the motor based on the position (theta) of the rotor (i x) A method for controlling a motor.
(b)前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値の二乗と前記第2の電流指令値の二乗との和が所定の最低値(I0 2)よりも小さい場合に、前記第1の電流指令値と前記第2の電流指令値とに基づいて定まる前記モータのトルク(τ)の変動を許容範囲に留めつつ、前記和が前記所定の最低値以上となる前記第1の電流指令値又は/及び前記第2の電流指令値を更新するステップと、
(c)前記ステップ(b)の後、前記第1の電流指令値及び前記第2の電流指令値並びに前記回転子の位置(θ)に基づいて前記モータの回転を制御する電流を供給するステップと
を備えるモータの制御方法。 (A) Based on the rotational speed (ω) of the rotor of the motor (5) and its command value (ω * ), the magnetic pole direction of the rotor in the coordinate system that rotates with the rotation of the rotor. A first current command value (i d1 * ) that is a current command value and a second current command value (i q1 * ) that is a current command value in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction are generated. Steps,
(B) When the sum of the square of the first current command value obtained from step (a) and the square of the second current command value is smaller than a predetermined minimum value (I 0 2 ), While the fluctuation of the torque (τ) of the motor determined based on the first current command value and the second current command value is kept within an allowable range, the sum is not less than the predetermined minimum value. Updating the current command value or / and the second current command value;
(C) After the step (b), supplying a current for controlling the rotation of the motor based on the first current command value, the second current command value, and the position (θ) of the rotor. A method for controlling a motor comprising:
前記ステップ(b)は
(b−1)前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値(id1 *)と前記第2の電流指令値(iq1 *)とに基づいて前記トルクの基準値(τ1)を求めるステップと、
(b−2)前記第2の電流指令値(iqJ *)の二乗を前記所定の最低値から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることにより、前記第1の電流指令値を更新する(id(J+1) *)ステップと、
(b−3)前記ステップ(b−2)の後に前記第1の電流指令値(id(J+1) *)と前記第2の電流指令値(iqJ *)とに基づいて更新後の前記トルク(τ(J+1))を求め、当該トルクが前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)するステップと
を有し、
前記ステップ(b−3)において求められた前記トルクが前記許容範囲内に収まる迄、前記ステップ(b−2)(b−3)が繰り返して実行される、請求項4記載のモータの制御方法。 The motor has a second inductance component (L q ) which is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction, rather than a first inductance component (L d ) which is the magnetic pole direction component of the inductance of the rotor. ,
The step (b) is based on (b-1) the first current command value (i d1 * ) and the second current command value (i q1 * ) obtained from the step (a). Obtaining a reference value of torque (τ 1 );
(B-2) The first current command value is updated by multiplying the square root of the value obtained by subtracting the square of the second current command value (i qJ * ) from the predetermined minimum value by (−1). Step ( id (J + 1) * )
(B-3) After updating based on the first current command value ( id (J + 1) * ) and the second current command value (i qJ * ) after the step (b-2) The torque (τ (J + 1) ) is calculated, and if the torque is larger than the allowable range for the reference value, the second current command value is decreased and the torque exceeds the allowable range. The second current command value is increased and updated (i q (J + 1) * ) respectively.
The motor control method according to claim 4, wherein the steps (b-2) and (b-3) are repeatedly executed until the torque obtained in the step (b-3) falls within the allowable range. .
前記ステップ(b)は
(b−1)前記ステップ(a)から得られた前記第1の電流指令値(id1 *)と前記第2の電流指令値(iq1 *)とに基づいて前記トルクの基準値(τ1)を求めるステップと、
(b−2)前記第2の電流指令値(iqJ *)の二乗を前記所定の最低値から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることにより、前記第1の電流指令値を更新する(id(J+1) *)ステップと、
(b−3)前記ステップ(b−2)の後に前記第1の電流指令値(id(J+1) *)と前記第2の電流指令値(iqJ *)とに基づいて更新後の前記トルク(τ(J+1))を求め、当該トルクが前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)するステップと
を有し、
前記ステップ(b−3)において求められた前記トルクが前記許容範囲内に収まる迄、前記ステップ(b−2)(b−3)が繰り返して実行される、請求項4記載のモータの制御方法。 The motor has a second inductance component (L q ) that is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction smaller than a first inductance component (L d ) that is the magnetic pole direction component of the inductance of the rotor. ,
The step (b) is based on (b-1) the first current command value (i d1 * ) and the second current command value (i q1 * ) obtained from the step (a). Obtaining a reference value of torque (τ 1 );
(B-2) The first current command value is updated by multiplying the square root of the value obtained by subtracting the square of the second current command value (i qJ * ) from the predetermined minimum value by (−1). Step ( id (J + 1) * )
(B-3) After updating based on the first current command value ( id (J + 1) * ) and the second current command value (i qJ * ) after the step (b-2) The torque (τ (J + 1) ) is calculated, and if the torque is larger than the allowable range for the reference value, the second current command value is increased, and the torque exceeds the allowable range. The second current command value is reduced and updated (i q (J + 1) * ) respectively.
The motor control method according to claim 4, wherein the steps (b-2) and (b-3) are repeatedly executed until the torque obtained in the step (b-3) falls within the allowable range. .
前記速度制御部から得られた前記第1の電流指令値が第1の制限値(id0 *;√(I0 2−iq1 *2))よりも大きい場合に、前記第2の電流指令値をそのままにしつつ前記第1の電流指令値を減少させる更新を行って、前記第1の電流指令値を前記第1の制限値以下とする電流制限部(2)と、
前記電流制限部から得られた前記第1の電流指令値及び前記第2の電流指令値、並びに前記回転子の位置(θ)に基づいて前記モータの回転を制御する電流(ix)を供給する電流制御部(3)と
を備えるモータの制御装置。 Based on the rotational speed (ω) of the rotor of the motor (5) and its command value (ω * ), the current command value for the magnetic pole direction of the rotor in the coordinate system that rotates as the rotor rotates. the first current command value is (i d1 *) and the second current command value is a current command value for the magnetic pole direction and electrically orthogonal directions (i q1 *) and a speed control unit for generating a (1) and
Wherein said obtained from the speed controller first current command value is a first limit value; if (i d0 * √ (I 0 2 -i q1 * 2)) is greater than said second current command A current limiting unit (2) that updates the first current command value to decrease while keeping the value as it is, and sets the first current command value to be equal to or less than the first limit value;
The current the resulting from the restriction portion first current command value and the second current command value, and supplying a current (i x) for controlling the rotation of the motor based on the position of the rotor (theta) And a current control unit (3) for controlling the motor.
前記速度制御部から得られた前記第1の電流指令値の二乗と前記第2の電流指令値の二乗との和が所定の最低値(I0 2)よりも小さい場合に、前記第1の電流指令値と前記第2の電流指令値とに基づいて定まる前記モータのトルク(τ)の変動を許容範囲に留めつつ、前記和が前記所定の最低値以上となる前記第1の電流指令値又は/及び前記第2の電流指令値を更新する電流制限部(2)と、
前記電流制限部から得られた前記第1の電流指令値及び前記第2の電流指令値、並びに前記回転子の位置(θ)に基づいて前記モータの回転を制御する電流を供給する電流制御部と
を備えるモータの制御装置。 Based on the rotational speed (ω) of the rotor of the motor (5) and its command value (ω * ), the current command value for the magnetic pole direction of the rotor in the coordinate system that rotates as the rotor rotates. the first current command value is (i d1 *) and the second current command value is a current command value for the magnetic pole direction and electrically orthogonal directions (i q1 *) and a speed control unit for generating a (1) and
When the sum of the square of the first current command value obtained from the speed control unit and the square of the second current command value is smaller than a predetermined minimum value (I 0 2 ), the first The first current command value at which the sum is equal to or greater than the predetermined minimum value while keeping fluctuations in the motor torque (τ) determined based on the current command value and the second current command value within an allowable range. Or / and a current limiting unit (2) for updating the second current command value;
A current control unit that supplies a current for controlling rotation of the motor based on the first current command value and the second current command value obtained from the current limiting unit, and the position (θ) of the rotor. And a motor control device.
前記電流制限部(2)は
(i)前記速度制御部(1)から得られた前記第1の電流指令値(id1 *)と前記第2の電流指令値(iq1 *)とに基づいて前記トルクの基準値(τ1)を求める第1のステップと、
(ii)前記第2の電流指令値(iqJ *)の二乗を前記所定の最低値から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることにより、前記第1の電流指令値を更新する(id(J+1) *)第2のステップと、
(iii)前記第2のステップの後に前記第1の電流指令値(id(J+1) *)と前記第2の電流指令値(iqJ *)とに基づいて更新後の前記トルク(τ(J+1))を求め、当該トルクが前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)する第3のステップと
を有し、
前記第3のステップにおいて求められた前記トルクが前記許容範囲内に収まる迄、前記第2のステップ及び前記第3のステップが繰り返して実行される、請求項10記載のモータの制御装置。 The motor has a second inductance component (L q ) which is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction, rather than a first inductance component (L d ) which is the magnetic pole direction component of the inductance of the rotor. ,
The current limiting unit (2) is based on (i) the first current command value (i d1 * ) and the second current command value (i q1 * ) obtained from the speed control unit (1). A first step of obtaining a reference value (τ 1 ) of the torque,
(Ii) The first current command value is updated by multiplying the square root of the value obtained by subtracting the square of the second current command value (i qJ * ) from the predetermined minimum value by (−1). i d (J + 1) * ) second step;
(Iii) After the second step, based on the first current command value ( id (J + 1) * ) and the second current command value (i qJ * ), the updated torque ( τ (J + 1) ), and when the torque is larger than the allowable range for the reference value, the second current command value is decreased, and when the torque is smaller than the allowable range, Includes a third step of increasing the second current command value and updating (i q (J + 1) * ) respectively,
The motor control device according to claim 10, wherein the second step and the third step are repeatedly executed until the torque obtained in the third step falls within the allowable range.
前記電流制限部(2)は
(i)前記速度制御部(1)から得られた前記第1の電流指令値(id1 *)と前記第2の電流指令値(iq1 *)とに基づいて前記トルクの基準値(τ1)を求める第1のステップと、
(ii)前記第2の電流指令値(iqJ *)の二乗を前記所定の最低値から差し引いた値の平方根に(−1)を乗じることにより、前記第1の電流指令値を更新する(id(J+1) *)第2のステップと、
(iii)前記第2のステップの後に前記第1の電流指令値(id(J+1) *)と前記第2の電流指令値(iqJ *)とに基づいて更新後の前記トルク(τ(J+1))を求め、当該トルクが前記基準値に対する許容範囲を越えて大きい場合には前記第2の電流指令値を大きくして、当該トルクが前記許容範囲を越えて小さい場合には前記第2の電流指令値を小さくして、それぞれ更新(iq(J+1) *)する第3のステップと
を有し、
前記第3のステップにおいて求められた前記トルクが前記許容範囲内に収まる迄、前記第2のステップ及び前記第3のステップが繰り返して実行される、請求項10記載のモータの制御装置。
The motor has a second inductance component (L q ) that is a component in a direction electrically orthogonal to the magnetic pole direction smaller than a first inductance component (L d ) that is the magnetic pole direction component of the inductance of the rotor. ,
The current limiting unit (2) is based on (i) the first current command value (i d1 * ) and the second current command value (i q1 * ) obtained from the speed control unit (1). A first step of obtaining a reference value (τ 1 ) of the torque,
(Ii) The first current command value is updated by multiplying the square root of the value obtained by subtracting the square of the second current command value (i qJ * ) from the predetermined minimum value by (−1). i d (J + 1) * ) second step;
(Iii) After the second step, based on the first current command value ( id (J + 1) * ) and the second current command value (i qJ * ), the updated torque ( τ (J + 1) ) is obtained, and when the torque is larger than the allowable range with respect to the reference value, the second current command value is increased, and when the torque is smaller than the allowable range, Includes a third step of reducing the second current command value and updating (i q (J + 1) * ) respectively.
The motor control device according to claim 10, wherein the second step and the third step are repeatedly executed until the torque obtained in the third step falls within the allowable range.
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