JP4663684B2 - AC motor control device and control method - Google Patents

AC motor control device and control method Download PDF

Info

Publication number
JP4663684B2
JP4663684B2 JP2007147609A JP2007147609A JP4663684B2 JP 4663684 B2 JP4663684 B2 JP 4663684B2 JP 2007147609 A JP2007147609 A JP 2007147609A JP 2007147609 A JP2007147609 A JP 2007147609A JP 4663684 B2 JP4663684 B2 JP 4663684B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
motor
inverter
phase
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2007147609A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007221999A5 (en
JP2007221999A (en
Inventor
善尚 岩路
常博 遠藤
潔 坂本
智文 大久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Hitachi Appliances Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Hitachi Appliances Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd, Hitachi Appliances Inc filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2007147609A priority Critical patent/JP4663684B2/en
Publication of JP2007221999A publication Critical patent/JP2007221999A/en
Publication of JP2007221999A5 publication Critical patent/JP2007221999A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4663684B2 publication Critical patent/JP4663684B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Description

本発明は、交流電動機の制御装置及び制御方法に関するものである。   The present invention relates to an AC motor control device and control method.

従来、交流電動機の回転速度センサあるいは位置センサを用いない方式としては、電動機の相電流を検出し、磁極位置の推定演算を行う制御装置が知られている(例えば、引用特許文献1参照)。   Conventionally, as a method that does not use a rotational speed sensor or a position sensor of an AC motor, a control device that detects a phase current of the motor and performs an estimation calculation of a magnetic pole position is known (see, for example, Patent Document 1).

また電流センサを用いない方式として、電動機を駆動するインバータの直流電流を検出し、その瞬時値とインバータのスイッチング状態から、電動機の交流電流を再現する電流再現方式が提案されている(例えば、引用特許文献2参照)。本方式は、インバータを駆動するゲートパルス信号を利用し、インバータの直流電流に瞬間的に現れる電動機電流をサンプル・ホールドし、電動機電流を間接的に検出している。   Further, as a method not using a current sensor, a current reproduction method has been proposed in which a direct current of an inverter that drives an electric motor is detected, and an alternating current of the electric motor is reproduced from the instantaneous value and the switching state of the inverter (for example, cited) Patent Document 2). This system uses a gate pulse signal for driving an inverter, samples and holds the motor current that appears instantaneously in the DC current of the inverter, and indirectly detects the motor current.

しかしながら電流再現方式は、インバータの直流電流とゲートパルス信号から電動機電流を再現しているため、極端にゲートパルスが短い場合に、電動機電流成分を捕らえることが難しくなる。特に、インバータの平均スイッチング周波数(キャリア周波数)を高く設定するほど、ゲートパルスが短くなり、電流の再現が難しい。インバータのキャリア周波数を下げた対策を行えば、電流高調波の増大化による効率の低下や、電磁ノイズ発生の原因となる。また、インバータのキャリア周期内で最低2回の電流サンプリングを行う必要があり、特別な回路を必要とする。しかも、ワンチップ・マイコンで実現するには2個のアナログ入力端子が必須であり、マイコン内にAD変換器を2組用意するか、高速AD変換器を1個備えて連続して電流を読み込む必要がある。   However, since the current reproduction method reproduces the motor current from the DC current of the inverter and the gate pulse signal, it becomes difficult to capture the motor current component when the gate pulse is extremely short. In particular, the higher the average switching frequency (carrier frequency) of the inverter, the shorter the gate pulse, and the more difficult it is to reproduce the current. If measures are taken to reduce the carrier frequency of the inverter, the efficiency may decrease due to an increase in current harmonics and electromagnetic noise may be generated. Further, it is necessary to perform current sampling at least twice within the carrier period of the inverter, and a special circuit is required. Moreover, two analog input terminals are indispensable to realize with a one-chip microcomputer, and two sets of AD converters are prepared in the microcomputer, or one high-speed AD converter is provided and current is continuously read. There is a need.

特開2001−251889号公報JP 2001-251889 A 特開平2−197295号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-197295

本発明は、シンプルな制御構成で、且つ、高いキャリア周波数での高性能な電動機駆動を実現する制御装置及び制御方法を提供する。   The present invention provides a control device and a control method that realize a high-performance motor drive with a simple control configuration and a high carrier frequency.

上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載されるよう構成すればよい。In order to solve the above-mentioned problem, for example, it may be configured as described in the claims.

本発明によれば、交流電動機の回転子位置を検出する位置センサと、電流を検出する電流センサを用いることなく、シンプルな制御構成で、尚且つ、高いキャリア周波数での高性能な交流電動機の制御装置が実現できる。   According to the present invention, a high-performance AC motor with a simple control configuration and a high carrier frequency can be used without using a position sensor that detects the rotor position of the AC motor and a current sensor that detects current. A control device can be realized.

次に、図1ないし図17を参照して、本発明による交流電動機を制御する制御装置の実施例について説明する。尚、以下の実施形態では、交流電動機として、永久磁石型同期電動機を用いて説明するが、誘導電動機やリラクタンスモータなどの他の交流電動機に関しても、同様に実現可能である。   Next, an embodiment of a control device for controlling an AC motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the following embodiments, a permanent magnet synchronous motor will be described as an AC motor. However, other AC motors such as an induction motor and a reluctance motor can be similarly realized.

(実施例1)
図1は、本発明による交流電動機制御装置の実施例1の系統構成を示すブロック図である。本実施例の制御装置は、電動機に回転数指令ωr *を与える回転数指令発生器1と、電動機の交流印加電圧を演算し、パルス幅変調信号(PWM信号)に変換して出力する制御器2と、このPWM信号により駆動されるインバータ3と、インバータ3に電力を供給する直流電源4と、制御対象である永久磁石型の電動機5と、直流電源4がインバータ3へ供給する電流I0 を検出する電流検出器6からなる。
Example 1
FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration of Embodiment 1 of an AC motor control apparatus according to the present invention. The control device according to the present embodiment includes a rotation speed command generator 1 that gives a rotation speed command ω r * to the electric motor, and a control that calculates an AC applied voltage of the electric motor, converts it to a pulse width modulation signal (PWM signal), and outputs the pulse width modulation signal 2, an inverter 3 driven by this PWM signal, a DC power supply 4 for supplying power to the inverter 3, a permanent magnet type electric motor 5 to be controlled, and a current I supplied to the inverter 3 by the DC power supply 4. The current detector 6 detects 0 .

制御器2は、電動機5の極数Pを用いて回転数指令ωr *を電動機5の電気角周波数指令ω1 *に変換する変換ゲイン7と、制御装置内部の交流位相θdcを演算する積分器8と、電流I0 の検出値をサンプリングする電流サンプラー9と、サンプリングされた電流値I0sに対して、指令を与えるI0s * 発生器10と、信号を加算する加算器11と、サンプルされた電流I0sが、I0s * に一致するように電動機5への印加電圧指令を演算する電流制御器12と、印加電圧指令に基づいて、電動機5への交流電圧を演算するdq逆変換器13と、交流電圧指令に基づいて、インバータ3を駆動するゲートパルスを作成するPWM発生器14と、からなる。 The controller 2 calculates the conversion gain 7 for converting the rotational speed command ω r * into the electrical angular frequency command ω 1 * of the electric motor 5 using the number of poles P of the electric motor 5 and the AC phase θ dc inside the control device. An integrator 8; a current sampler 9 that samples a detected value of the current I 0 ; an I 0s * generator 10 that gives a command to the sampled current value I 0s ; an adder 11 that adds a signal; A current controller 12 that calculates the applied voltage command to the motor 5 so that the sampled current I 0s matches I 0s * , and dq inverse that calculates the AC voltage to the motor 5 based on the applied voltage command. It consists of a converter 13 and a PWM generator 14 that creates a gate pulse for driving the inverter 3 based on an AC voltage command.

インバータ3は、インバータの主回路部31と、主回路へのゲート信号を発生するゲート・ドライバ32からなり、インバータ3に電力を供給する直流電源4は、交流電源41と、交流を整流するダイオード・ブリッジ42と、直流電源に含まれる脈動成分を抑制する平滑コンデンサ43とで構成されている。   The inverter 3 includes a main circuit unit 31 of the inverter and a gate driver 32 that generates a gate signal to the main circuit. The DC power supply 4 that supplies power to the inverter 3 includes an AC power supply 41 and a diode that rectifies the AC. -It is comprised with the bridge | bridging 42 and the smoothing capacitor 43 which suppresses the pulsation component contained in DC power supply.

次に、図1を用いて、本実施例1の動作原理を説明する。変換ゲイン7は、回転数指令発生器1からの回転数指令ωr *に基づき、電動機5の電気角周波数ω1 *を演算し出力する。さらに積分器8を用いてω1 *を積分し、交流位相θdcを演算する。電流サンプラー9では、インバータ3の直流電流I0 をサンプル・ホールドし、I0sとして値を取り込む。I0sは、I0s * 発生器10が出力する電流指令I0s * に一致するように、電流制御器12により制御される。dq逆変換器13では、電流制御器12の出力である印加電圧指令Vqc * と、Vdc * に基づき、交流電圧指令vu*〜vw*を演算する。なお本実施例ではVdc * を0とした。dq逆変換器13の演算式は、数1のようになる。 Next, the operation principle of the first embodiment will be described with reference to FIG. The conversion gain 7 calculates and outputs the electrical angular frequency ω 1 * of the electric motor 5 based on the rotational speed command ω r * from the rotational speed command generator 1. Further, the integrator 8 is used to integrate ω 1 * to calculate the AC phase θ dc . The current sampler 9 samples and holds the DC current I 0 of the inverter 3 and takes in a value as I 0s . I 0s is controlled by the current controller 12 so as to coincide with the current command I 0s * output from the I 0s * generator 10. The dq inverse converter 13 calculates AC voltage commands vu * to vw * based on the applied voltage command V qc * and V dc * which are outputs of the current controller 12. In this embodiment, V dc * is 0. The arithmetic expression of the dq inverse converter 13 is as follows.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

次に、PWM発生器14において、交流電圧指令をPWM信号に変換する。ゲート・ドライバ32は、このPWM信号に基づいてスイッチング素子を駆動し、電動機5に対してVdc *,Vqc *に相当する交流電圧を印加する。 Next, the PWM generator 14 converts the AC voltage command into a PWM signal. The gate driver 32 drives the switching element based on the PWM signal, and applies an AC voltage corresponding to V dc * and V qc * to the electric motor 5.

図2、および図3は、PWM発生器14において、交流電圧指令から、ゲートパルスを作成する様子を示した波形である。ゲートパルスは、図のように、搬送波信号の三角波キャリアと、交流電圧指令の大きさを比較することで作成される。ここで交流電圧指令は図2(a)のように、vu*>vv*>vw* であり、且つ、|vw*|>|vu*|>|vv*| の条件である。この時のゲートパルスGPu〜GPwは、図2(b)のようになる。同図において、GPu〜GPwは、それぞれ値が「1」の場合には、インバータの主回路部31における上側の素子(Sup,Svp,Swp)がオンし、「0」の場合には、下側の素子(Sun,Svn,Swn)がオンすることを意味する。図2の条件において、電流検出器6に現れるインバータの直流電流I0 は、図2(c)のような波形になる。すなわち、I0 は、断続したパルス状の電流波形になり、それぞれに二つの相電流が瞬時的に現れ、図2においては、W相とU相の電流が観測できる。これら観測できる2つの相電流は、電圧最大相の電流と、電圧最小相の電流である。さらに、これら2つの相電流のうち、電圧指令の絶対値の大きな方の通電期間が長くなる。ここで、電圧最大相はU相、電圧最小相はW相であり、絶対値の大きな相はW相となる。 2 and 3 are waveforms showing how the PWM generator 14 creates a gate pulse from an AC voltage command. As shown in the figure, the gate pulse is created by comparing the triangular wave carrier of the carrier wave signal with the magnitude of the AC voltage command. Here, as shown in FIG. 2A, the AC voltage command is a condition of vu * > vv * > vw * and | vw * |> | vu * |> | vv * |. The gate pulses GP u to GP w at this time are as shown in FIG. In the figure, when the values of GP u to GP w are “1”, the upper elements (S up , S vp , S wp ) in the main circuit section 31 of the inverter are turned on, and “0” In this case, it means that the lower elements (S un , S vn , S wn ) are turned on. Under the conditions of FIG. 2, the DC current I 0 of the inverter that appears in the current detector 6 has a waveform as shown in FIG. That is, I 0 has an intermittent pulse-like current waveform, and two phase currents appear instantaneously in each, and in FIG. 2, currents in the W phase and the U phase can be observed. These two phase currents that can be observed are the current in the maximum voltage phase and the current in the minimum voltage phase. Furthermore, the energization period with the larger absolute value of the voltage command among these two phase currents becomes longer. Here, the maximum voltage phase is the U phase, the minimum voltage phase is the W phase, and the phase having a large absolute value is the W phase.

つまり、断続電流であるI0 の通流期間内、しかも通電期間の中間点近傍で電流をサンプリングすると、電圧指令の絶対値が最も大きな相の電流が検出できることになる。なお、三相の本実施例においては、インバータ電流の立ち上り時刻から通電期間の33〜67%の範囲内であれば、中間点近傍でのサンプリングと同様の効果が得られる。 That is, if the current is sampled within the conduction period of I 0 , which is the intermittent current, and in the vicinity of the midpoint of the energization period, the current of the phase having the largest absolute value of the voltage command can be detected. In the three-phase embodiment, the same effect as the sampling in the vicinity of the intermediate point can be obtained as long as it is within the range of 33 to 67% of the energization period from the rise time of the inverter current.

図3は、図2とは条件が異なり、vu*>vv*>vw*であり、且つ、|vu*|>|vw*|>|vv*|となる条件である。この場合は、I0 の通電期間の中間点近傍で電流をサンプリングすると、U相の電流値が検出できることになる。 FIG. 3 is different from FIG. 2 in that vu * > vv * > vw * and | vu * |> | vw * |> | vv * |. In this case, the U-phase current value can be detected by sampling the current near the midpoint of the I 0 energization period.

ここで、交流電圧指令を数2のように定義する。   Here, the AC voltage command is defined as in Equation 2.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

この場合、電圧指令波形は、図4(a)のようになる。I0 の通電期間の中間点近傍でサンプリングを行うと、電圧位相θv に応じて、検出できる相電流が、図4(b)のように60度毎に変化する。サンプリング後の電流波形であるI0sは、同図(c)の太線のような波形になる。 In this case, the voltage command waveform is as shown in FIG. When sampling is performed near the midpoint of the I 0 energization period, the detectable phase current changes every 60 degrees as shown in FIG. 4B in accordance with the voltage phase θ v . The current waveform I 0s after sampling has a waveform like the thick line in FIG.

交流電動機は、インダクタンス成分を持つため、電流は電圧に対して遅れ位相となる。よって、図4の(a)と(c)のような関係になる。電流位相は、電動機定数や、負荷条件などによって変化するが、ほぼ、電流の最大付近を含むような波形を観測できる。   Since the AC motor has an inductance component, the current is delayed in phase with respect to the voltage. Therefore, the relationship shown in FIGS. 4A and 4C is obtained. Although the current phase varies depending on the motor constant, the load condition, etc., a waveform including almost the maximum current can be observed.

本実施例では、I0sを、電流指令I0s * に一致するように電流制御を行う。この結果、電動機5には、所定量の交流電流が流れることになる。電流が十分流れることで、起動時などのトルクを確保することが可能である。 In this embodiment, the I 0 s, performs the current control to match the current command I 0 s *. As a result, a predetermined amount of alternating current flows through the electric motor 5. By sufficiently flowing the current, it is possible to ensure a torque at the time of starting.

従来の「電流再現方式」では、電動機の起動時には、三角波キャリアの周波数が高いほどゲートパルス幅が狭くなり、電流検出そのものが難しくなる。また、起動時には、デッドタイム(インバータの上下スイッチング素子の短絡防止期間)の影響や、スイッチング素子のオン電圧降下の影響などで、フィードバックなしで所定量の電流を流すことは困難である。しかしながら、本実施例では、通流パルス幅の中間時点近傍で電流をサンプルし、その値を制御することで、起動に必要なだけの電流を確実に流すことができる。また、電流サンプルのタイミングは単純であり、複雑な電流検出アルゴリズムを必要としない。よって、マイコンを用いて本実施例を実現するためには、電流検出器6の出力を、1つのアナログ入力端子に接続すればよく、また、図示しないAD変換器も1個備えていればよい。   In the conventional “current reproduction method”, when the motor is started, the higher the frequency of the triangular wave carrier, the narrower the gate pulse width, and the current detection itself becomes difficult. At the time of start-up, it is difficult to flow a predetermined amount of current without feedback due to the influence of dead time (short-circuit prevention period of the upper and lower switching elements of the inverter) and the on-voltage drop of the switching elements. However, in this embodiment, the current is sampled in the vicinity of the intermediate time point of the conduction pulse width and the value is controlled, so that the current necessary for starting can be surely passed. Also, current sample timing is simple and does not require complex current detection algorithms. Therefore, in order to realize the present embodiment using a microcomputer, the output of the current detector 6 may be connected to one analog input terminal, and one AD converter (not shown) may be provided. .

次に、I0 をサンプル・ホールドするタイミングの発生方法について説明する。 Next, a method of generating timing for sampling and holding I 0 will be described.

0 の通電期間の中間時点近傍で電流をサンプリングするためには、例えば、I0 の立ち上がり、ならびに立ち下がりをトリガとして、パルス幅を計測しておき、次回のパルスの立ち上りから、パルスの中間時点を推定して、サンプル信号を発生させることで実現できる。しかし、この方法では、ハードウエアが複雑となるし、また、ノイズなどの影響による誤動作も懸念される。 In order to sample the current in the vicinity of the middle point of the energization period of I 0 , for example, the pulse width is measured using the rising edge and falling edge of I 0 as a trigger, and the middle of the pulse from the rising edge of the next pulse. This can be realized by estimating the time point and generating a sample signal. However, with this method, the hardware is complicated, and there is a concern about malfunction due to the influence of noise or the like.

図5を用いて、サンプル信号の発生方法について説明する。図2ならびに図3に示したPWM発生方法の場合、通電期間の中間時刻は、三角波キャリアの上下ピークの中間時点に一致する。すなわち、三角波キャリアの零クロスをトリガとして、I0 のサンプル信号を発生させれば、簡単にI0sを取り込むことが可能になる。 A method for generating a sample signal will be described with reference to FIG. In the PWM generation method shown in FIGS. 2 and 3, the intermediate time of the energization period coincides with the intermediate time of the upper and lower peaks of the triangular wave carrier. That is, if a sample signal of I 0 is generated using a zero cross of a triangular wave carrier as a trigger, I 0s can be easily captured.

また、PWM方式によっては、図6に示すような電圧指令波形を用いる場合がある。これらは、「二相スイッチング方式」等と呼ばれているPWM変調方式であり、三相のいずれか1相がスイッチング動作を行わないものである。例えば、図6において、60度<θv <120度の期間では、U相のスイッチング素子は上側(図1のSup)がオンし続け、下側(図1のSun)はオフ状態を保つ。この電圧指令は、元の正弦波状の電圧指令に対して、三相すべてに共通の電圧成分(零相成分)を加えることで実現できる。 Depending on the PWM method, a voltage command waveform as shown in FIG. 6 may be used. These are PWM modulation methods called “two-phase switching method”, and one of the three phases does not perform a switching operation. For example, in FIG. 6, in the period of 60 degrees <θ v <120 degrees, the U-phase switching element keeps the upper side (S up in FIG. 1) turned on and the lower side (S un in FIG. 1) shows the off state. keep. This voltage command can be realized by adding a common voltage component (zero phase component) to all three phases to the original sinusoidal voltage command.

この条件での、電圧指令,ゲートパルス、ならびにI0 を、図7に示す。 FIG. 7 shows the voltage command, gate pulse, and I 0 under these conditions.

図7からわかるように、U相電圧が三角波キャリアの上側ピークよりも大きい時には、三角波キャリアの上側ピーク時が、通流期間の中間時刻になる。よって、このタイミングで、電流サンプルを実施すればよいことになる。尚、一つの相の電圧指令を、例えば図7の0〜60度期間のような負側に飽和させる場合には、三角波キャリアの下側ピーク時点で電流をサンプルすればよいことになる。   As can be seen from FIG. 7, when the U-phase voltage is larger than the upper peak of the triangular wave carrier, the upper peak time of the triangular wave carrier is the intermediate time of the current passing period. Therefore, the current sampling may be performed at this timing. Note that when the voltage command of one phase is saturated to the negative side, for example, in the period of 0 to 60 degrees in FIG. 7, the current may be sampled at the lower peak time of the triangular wave carrier.

(実施例2)
次に、図8を用いて、本発明による実施例2について説明する。
(Example 2)
Next, Embodiment 2 according to the present invention will be described with reference to FIG.

実施例1では、電動機に流れる電流を所定値になるように流し、駆動に必要な電流を確保するものであった。それに対し、実施例2では、電動機に流れる「有効電流」を検出して、電動機を高性能に制御することを目的としている。   In the first embodiment, the current flowing through the electric motor is caused to flow to a predetermined value, and the current necessary for driving is ensured. On the other hand, the second embodiment aims to detect the “effective current” flowing through the motor and control the motor with high performance.

図8は、制御器2Aのブロック構成を示すものであり、図1における制御器2の代わりに、図8の制御器2Aを用いることで、実施例2が実現できる。図8においては、I0sに対するフィルタ15と、フィルタ15の出力に基づいて、電動機の電気角周波数指令ω1 *にΔω1 を加えるω1 補償器16と、ω1 *から、電動機への印加電圧を決定する電圧指令演算器17が、図1の制御器2と異なるブロックである。 FIG. 8 shows a block configuration of the controller 2A, and the second embodiment can be realized by using the controller 2A in FIG. 8 instead of the controller 2 in FIG. In FIG. 8, the filter 15 for I 0s and the ω 1 compensator 16 for adding Δω 1 to the electrical angular frequency command ω 1 * of the motor based on the output of the filter 15 and the application from the ω 1 * to the motor. The voltage command calculator 17 for determining the voltage is a different block from the controller 2 of FIG.

制御器2Aでは電流制御を行わず、電圧指令演算器17を用いて、ω1 *から直接電圧指令Vqc * を演算している。このように、電動機制御方式としては、V/F一定制御を基本としているが、図1の制御器のように、電流制御を用いても問題はない。 The controller 2A does not perform current control, and uses the voltage command calculator 17 to calculate the voltage command V qc * directly from ω 1 * . Thus, the motor control method is based on V / F constant control, but there is no problem even if current control is used as in the controller of FIG.

次に、本実施例の特徴部分であるフィルタ15、ならびにω1 補償器16について説明する。図8の制御器2Aでは、I0sに対して、フィルタ15を設けており、このフィルタ出力を有効電流Ia としている。I0sにフィルタ15を介することで、有効電流Ia が得られる原理を、以下に示す。 Next, the filter 15 and the ω 1 compensator 16 which are characteristic parts of the present embodiment will be described. In the controller 2A of FIG. 8, a filter 15 is provided for I 0s , and this filter output is an effective current I a . The principle of obtaining the effective current I a by passing the filter 15 through I 0s will be described below.

電動機への印加電圧V、ならびに電流Iを、数3のように定義する。なお電圧Vをu相電圧、電流Iをu相電流とする。   The applied voltage V to the motor and the current I are defined as in Equation 3. The voltage V is a u-phase voltage and the current I is a u-phase current.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

数3において、V0 は電圧振幅であって本実施例ではVqc * に一致、I0 は電流振幅、θv は電圧位相、δは電流位相(力率角)である。ここで、数3のIは、数4のように表すことができる。 In Equation 3, V 0 is a voltage amplitude, and in this embodiment, coincides with V qc * , I 0 is a current amplitude, θ v is a voltage phase, and δ is a current phase (power factor angle). Here, I in Equation 3 can be expressed as in Equation 4.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

数4から、有効電流、ならびに無効電流の大きさIa ,Ir は、数5のように表される。 From Equation 4, the magnitudes I a and I r of the effective current and reactive current are expressed as in Equation 5.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

数4は、u相電流であるので、60度<θv <120度の期間において、I0sとして観測される。フィルタ15により、この期間の電流が平均化されるものとし、数4のこの間の平均値Im を求めてみる。60度〜120度期間の平均値であるので、 Since Equation 4 is a u-phase current, it is observed as I 0s in a period of 60 degrees <θ v <120 degrees. The filter 15, it is assumed that the current of the period is averaged, try seeking during this time mean value I m of the number 4. Because it is the average value of 60 degrees-120 degrees period,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

となる。すなわち、有効電流成分Ia は、平均値Im を用いることで、 It becomes. That is, the effective current component I a, by using the average value I m,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

として演算することが可能になる。よって、フィルタ15を介してI0sを平均化することで、有効電流Ia を検出することができる。 Can be calculated as Therefore, the effective current I a can be detected by averaging I 0s through the filter 15.

有効電流Ia は、電動機の負荷の大きさを直接示すものであるため、制御に有効に使うことで、より安定な電動機の制御装置が実現できる。図8に示す制御器2Aでは、Ia に基づいてω1 *への補償量であるΔω1 を演算している。ω1 補償器16は、Ia に対して不完全微分を実施し、負荷が増えて有効電流が増加した時には、電気角周波数を下げ、逆に負荷が減少した場合には電気角周波数を上げるように動作している。これによって、負荷変動による過渡振動を大幅に低減することが可能になり、より安定な交流電動機の制御装置が実現できる。 Active current I a, since it indicates the magnitude of the load of the motor directly, by effectively used to control the control device of a more stable motor can be realized. In the controller 2A shown in FIG. 8, Δω 1 that is a compensation amount to ω 1 * is calculated based on I a . The ω 1 compensator 16 performs incomplete differentiation on I a , lowers the electrical angular frequency when the load increases and the effective current increases, and conversely increases the electrical angular frequency when the load decreases. Is working. As a result, transient vibration due to load fluctuation can be greatly reduced, and a more stable AC motor control device can be realized.

尚、フィルタ15は、電動機を駆動する周波数の6倍の高調波成分を取り除く必要がある。この場合、1次遅れフィルタなどを介するよりも、むしろ移動平均を用いた方が、脈動成分を容易に取り除くことができる。図9は、フィルタ15を移動平均フィルタ15Bとした場合のブロック構成図である。図9において、移動平均フィルタ15Bは、1演算周期分の遅れ要素である信号遅延器151と、加算器11と、フィルタゲイン152から構成されている。この移動平均を取る期間を、電気角の60度に相当するように設定しておけばよい。この結果、I0sに含まれる脈動成分は理想的に削除され、有効電流Ia がより正確に検出できるようになる。 The filter 15 needs to remove a harmonic component that is six times the frequency for driving the electric motor. In this case, the pulsation component can be easily removed by using a moving average rather than through a first-order lag filter. FIG. 9 is a block diagram when the filter 15 is a moving average filter 15B. In FIG. 9, the moving average filter 15 </ b> B includes a signal delay unit 151 that is a delay element for one calculation cycle, an adder 11, and a filter gain 152. The period for taking this moving average may be set so as to correspond to the electrical angle of 60 degrees. As a result, the pulsating component included in I 0s is ideally deleted, and the effective current I a can be detected more accurately.

(実施例3)
次に、図10、ならびに図11を用いて、本発明による実施例3について説明する。図10及び図11は、無効電流の検出方法と、それを用いた制御を具現化した例である。
(Example 3)
Next, Embodiment 3 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIGS. 10 and 11 are examples in which a reactive current detection method and control using the reactive current are embodied.

図10は、制御器2Cのブロック構成を示すものであり、図1における制御器2の代わりに、図10を用いることで、実施例3が実現できる。図10においては、I0sから電動機に流れる有効電流成分Ia と無効電流成分Ir の少なくとも一つを演算するIa・Ir演算器18と、Ia・Ir演算器18の演算開始割込みを発生する割込発生器19と、無効電流Ir に対して、電流指令Ir *を与えるIr *発生器20と、が、これまでの実施例における制御器2,2Aと異なる部分である。 FIG. 10 shows a block configuration of the controller 2C, and the third embodiment can be realized by using FIG. 10 instead of the controller 2 in FIG. In Figure 10, the I a · I r calculator 18 for calculating at least one of the active current component I a and the reactive current component I r flowing from I 0 s to the motor, operation start of I a · I r calculator 18 An interrupt generator 19 that generates an interrupt and an I r * generator 20 that gives a current command I r * to a reactive current I r are different from the controllers 2 and 2A in the above embodiments. It is.

次に、本実施例の動作原理について説明する。Ia・Ir演算器18では、電動機に流れる有効電流と無効電流を演算する。割込発生器19では、交流電圧指令から、θv =0度,60度,120度,180度,240度,300度の60度毎に割込み信号を発生し、Ia・Ir演算器に対してトリガをかけている。 Next, the operation principle of this embodiment will be described. The I a · I r calculator 18 calculates an effective current and a reactive current flowing through the motor. The interrupt generator 19 generates an interrupt signal every 60 degrees of θ v = 0, 60 degrees, 120 degrees, 180 degrees, 240 degrees, and 300 degrees from the AC voltage command, and the I a · I r computing unit Is triggering.

図4に示す電流サンプルを実施すると、I0sとして検出される電流相が、θv の60度毎に変化する。ここで図11のように、観測できる電流相が変化した直後の電流値をI1 とし、変化する直前の値をI2 と定義する。今、θv が60〜120度期間であると仮定する。この期間では、U相電流が観測できるため、I1 、ならびにI2 は、数4を用いて、 When the current sample shown in FIG. 4 is performed, the current phase detected as I 0s changes every 60 degrees of θ v . Here, as shown in FIG. 11, the current value immediately after the change of the observable current phase is defined as I 1, and the value immediately before the change is defined as I 2 . Now, θ v is assumed to be 60 to 120 degrees period. Since U-phase current can be observed during this period, I 1 and I 2 are

Figure 0004663684
Figure 0004663684

と表すことができる。数8より、 It can be expressed as. From Equation 8,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

Figure 0004663684
Figure 0004663684

となる。数5より、Ia ,Ir は、 It becomes. From Equation 5, I a and I r are

Figure 0004663684
Figure 0004663684

Figure 0004663684
Figure 0004663684

となる。よって、検出できる電流相が切り替わる前後の電流サンプル値を用いれば、電動機の有効電流と無効電流を観測できることになる。また、定常状態においては、図11に示すように、I2′=I2 であるので、I1 とI2′を用いて演算することもできる。本方式によれば、演算遅れが伴わずに有効電流と無効電流を演算することができる。 It becomes. Therefore, if the current sample values before and after the detectable current phase is switched are used, the effective current and reactive current of the motor can be observed. Further, in the steady state, as shown in FIG. 11, since I 2 ′ = I 2 , the calculation can be performed using I 1 and I 2 ′. According to this method, the effective current and the reactive current can be calculated without any calculation delay.

このように、有効電流と無効電流が観測できると、電動機電流の位相情報が得られることになり、より高度な電動機制御が実現できるようになる。図10では、無効電流Irに対して、電流指令Ir *を与え、無効電流が所定値になるように制御を行っている。無効電流を制御することで、電動機の効率最適化運転や、界磁弱め制御等の実現が可能になり、より高性能な交流電動機の制御装置が提供できる。 Thus, if the effective current and the reactive current can be observed, the phase information of the motor current can be obtained, and more advanced motor control can be realized. In Figure 10, relative to the reactive current I r, giving a current command I r *, reactive current control is performed to a predetermined value. By controlling the reactive current, it becomes possible to realize an efficiency optimization operation of the electric motor, a field weakening control, and the like, and a higher-performance AC motor control device can be provided.

(実施例4)
次に、図12、ならびに図13を用いて、本発明による実施例4について説明する。
Example 4
Next, Embodiment 4 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

電動機に流れる有効電流、ならびに無効電流の検出方法に関する実施例3では、演算できるタイミングは、60°に一回しかなかった。従って、ノイズなどの影響を受けることがある。   In Example 3 relating to the detection method of the effective current flowing through the electric motor and the reactive current, the timing that can be calculated was only once at 60 °. Therefore, it may be affected by noise and the like.

実施例4は、ノイズの影響を受け難くするために、電流サンプル値I0sを積分することにより有効電流,無効電流を演算する手法を提供するものである。 The fourth embodiment provides a method for calculating the effective current and the reactive current by integrating the current sample value I 0s in order to make it less susceptible to noise.

図12は、制御器2Dのブロック構成を示すものである。図12においては、I0sから電動機に流れる有効電流成分Ia と、無効電流成分Ir を演算するIa・Ir演算器18Dと、Ia・Ir演算器18Dで用いる周期関数Fc 、ならびにFs を発生する関数発生器21と、無効電流Ir に対して、指令電流Ir *を与えるIr *発生器20と、が、これまでの実施例における制御器2,2A,2Cと異なる部分である。 FIG. 12 shows a block configuration of the controller 2D. In FIG. 12, an active current component I a that flows from I 0s to the electric motor, an I a · I r calculator 18D that calculates a reactive current component I r , and a periodic function F c that is used by the I a · I r calculator 18D. , And a function generator 21 that generates F s and an I r * generator 20 that gives a command current I r * to a reactive current I r , are the controllers 2, 2A, It is a part different from 2C.

次に、本実施例の動作原理について説明する。図12に示す制御器2Dは、動作としては、基本的に図10のものと同等であるが、Ia,Irの求め方が大きく異なっている。 Next, the operation principle of this embodiment will be described. The operation of the controller 2D shown in FIG. 12 is basically the same as that shown in FIG. 10, but the method for obtaining I a and I r is greatly different.

関数発生器21は、図13に示す波形(Fcv),Fsv))を発生する。関数Fs は、sinθvの60度〜120度期間の波形を繰り返し出力する関数であり、関数Fc は、cosθvの60〜120度期間の波形を繰り返すものである。 The function generator 21 generates the waveforms (F cv ), F sv )) shown in FIG. Function F s is a function of repeatedly outputting the waveform of 60 to 120 degrees duration of sin [theta v, the function F c is one repeated waveform of 60-120 degree period of cos [theta] v.

a・Ir演算器18Dでは、下記に示す積分演算を行う。 The I a / I r calculator 18D performs the following integral calculation.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

Figure 0004663684
Figure 0004663684

上式において、θv0は任意の電圧指令位相である。 In the above equation, θ v0 is an arbitrary voltage command phase.

今、θv が60〜120度である場合について、動作原理を説明する。この期間では、Fs=sinθv,Fc=cosθvであり、また、I0sも、数4で表すことが可能である。数13を展開すると、下記のようになる。 Now, the case theta v is 60 to 120 degrees, illustrating the operation principle. In this period, F s = sin θ v and F c = cos θ v , and I 0s can also be expressed by Equation 4. When Expression 13 is expanded, it becomes as follows.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

よって、数15より、   Therefore, from Equation 15,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

となり、Iamから、有効電流Ia が演算できる。 Thus, the effective current I a can be calculated from I am .

同様に、数14を展開すると、   Similarly, when the number 14 is expanded,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

となる。 It becomes.

よって、数15より、   Therefore, from Equation 15,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

となり、Irmから、無効電流Ir が演算できる。 Thus, the reactive current I r can be calculated from I rm .

実施例4では、積分演算により、60度以内で、有効電流Ia と無効電流Ir を演算することができる。積分演算のため、ノイズなどの外的要因に対する影響を受け難くなり、より、精度が高く、安定度の増した交流電動機の制御装置が実現できる。
(実施例5)
次に、図14、ならびに図15を用いて、実施例5について説明する。
In the fourth embodiment, the effective current I a and the reactive current I r can be calculated within 60 degrees by integral calculation. Because of the integral calculation, it is difficult to be influenced by external factors such as noise, and it is possible to realize a control device for an AC motor with higher accuracy and increased stability.
(Example 5)
Next, Example 5 will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

実際の電動機制御では、電動機電流を電動機の磁束軸成分(d軸成分)と、それに直交する成分(q軸成分)に分離して、電動機電流を制御する「ベクトル制御」が用いられることが多い。本実施例は、このベクトル制御を実現するものである。   In actual motor control, “vector control” is often used to control the motor current by separating the motor current into a magnetic flux axis component (d-axis component) and a component (q-axis component) orthogonal thereto. . In the present embodiment, this vector control is realized.

図14は、制御器2Eのブロック構成を示すものである。図14においては、有効電流成分Ia 、ならびに無効電流成分Ir から、電動機の磁束軸を基準にしたIdc,Iqc軸の電流を演算するar−dq変換器22と、d軸上の電流指令Id *を発生するId *発生器23と、回転速度指令ωr *と速度推定値ωr の差を演算しq軸上の電流指令Iq *を出力する速度制御器24と、電動機のd軸位置(位相)と制御上の位相(θdc)との軸誤差Δθを演算する軸誤差推定器25と、軸誤差Δθが零になるように回転速度を修正するPLL制御器26とが、これまでの実施例における制御器2,2A,2C,2Dと異なる部分である。また、Idc、ならびにIqcが、それぞれId *,Iq *に一致するように、電流制御器12を備えている。 FIG. 14 shows a block configuration of the controller 2E. In FIG. 14, an ar-dq converter 22 for calculating currents of I dc and I qc axes with reference to the magnetic flux axis of the motor from the active current component I a and the reactive current component I r , and on the d axis An I d * generator 23 that generates a current command I d *, and a speed controller 24 that calculates a difference between the rotational speed command ω r * and the estimated speed value ω r and outputs a current command I q * on the q-axis. , An axis error estimator 25 for calculating an axis error Δθ between the d-axis position (phase) of the motor and a control phase (θ dc ), and a PLL controller for correcting the rotational speed so that the axis error Δθ becomes zero. 26 is a portion different from the controllers 2, 2A, 2C, and 2D in the above embodiments. In addition, the current controller 12 is provided so that I dc and I qc coincide with I d * and I q * , respectively.

次に、本実施例の動作について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

a・Ir演算器18Dにおいて得られたIa 、ならびにIr に基づいて、ar−dq変換器22において、Idc,Iqcが演算される。ここでは、数19に従って、Idc,Iqcを求める。 I a · I r I a obtained in the computing unit 18D, and based on the I r, the ar-dq converter 22, I dc, I qc is calculated. Here, I dc and I qc are obtained according to Equation 19.

Figure 0004663684
Figure 0004663684

尚、数19におけるψは、電圧位相とq軸の相差角であり、   In Equation 19, ψ is the phase difference angle between the voltage phase and the q axis,

Figure 0004663684
Figure 0004663684

と求めることができる。これらの電動機の電圧と、電流の位相関係を、図15に示す。 It can be asked. The phase relationship between the voltage and current of these motors is shown in FIG.

dcとIqcは、それぞれ電動機の励磁電流,トルク電流に相当する成分であり、各々の指令値Id *,Iq *に一致するように、電流制御器12により制御される。 I dc and I qc are components corresponding to the excitation current and torque current of the motor, respectively, and are controlled by the current controller 12 so as to coincide with the command values I d * and I q * , respectively.

また、軸誤差演算器25では、制御上で仮定しているd軸位相(θdc)と、実際の電動機内のd軸位相との誤差角Δθを推定演算する。Δθは、電圧指令、ならびに電流検出値を用いることで、演算することが可能である。PLL制御器26では、軸誤差Δθが零になるように、電動機速度ωr を出力する。定常的には、Δθは零となり、磁極軸を直接検出することなく、電動機のdq軸と制御上の軸とを一致させることができる。また、ωr は、電動機の回転速度推定値でもあり、回転速度指令ωr *との偏差が零になるように、速度制御器24において、トルク電流指令Iq *が演算される。Iq *は、Iqcと比較され、両者が一致するように電流制御12を介して制御される。また、d軸電流に関しても、Idcが所定値になるように電流制御が行われる。非突極型の磁石モータでは、通常Id *=0である。 The axis error calculator 25 estimates and calculates an error angle Δθ between the d-axis phase (θ dc ) assumed in the control and the d-axis phase in the actual motor. Δθ can be calculated by using a voltage command and a current detection value. The PLL controller 26 outputs the motor speed ω r so that the axis error Δθ becomes zero. In a steady state, Δθ becomes zero, and the dq axis of the motor can be matched with the control axis without directly detecting the magnetic pole axis. Further, ω r is an estimated rotational speed value of the electric motor, and the torque current command I q * is calculated in the speed controller 24 so that the deviation from the rotational speed command ω r * becomes zero. I q * is compared with I qc, and is controlled via the current control 12 so that they match. In addition, current control is also performed for the d-axis current so that I dc becomes a predetermined value. In a non-salient magnetic motor, I d * = 0 is usually set.

以上のように、本実施例によれば、電動機のトルク電流と励磁電流の個別制御が可能となり、ベクトル制御が実現可能となる。   As described above, according to the present embodiment, individual control of the torque current and excitation current of the electric motor is possible, and vector control can be realized.

(実施例6)
次に、図16を用いて、本発明の実施例6について説明する。
(Example 6)
Next, Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例では、中高速以上において高速応答が可能な制御装置を提供する。   In this embodiment, a control device capable of high-speed response at medium and high speeds is provided.

図16は、制御器2Fのブロック構成を示すものである。図16においては、I0 を三角波キャリアの半周期内で2ケ所サンプリングするための電流サンプラー9を2個追加しており、相電流再現器27において、電動機の三相電流を再現する。この相電流再現方法に関しては、特開平2−197295号に記載されている従来技術を用いてもよい。三相電流をdq変換器28において座標変換し、スイッチ29により、Idc,Iqcの演算値を切り替えている。 FIG. 16 shows a block configuration of the controller 2F. In FIG. 16, two current samplers 9 for sampling I 0 at two locations within a half cycle of the triangular wave carrier are added, and the phase current reproducer 27 reproduces the three-phase current of the motor. For this phase current reproduction method, the conventional technique described in JP-A-2-197295 may be used. The three-phase current is coordinate-converted by the dq converter 28, and the calculated values of I dc and I qc are switched by the switch 29.

インバータで電動機を駆動する場合、速度が低いほど、ならびに、キャリア周波数が高いほど、インバータのゲートパルス信号は狭くなり、相電流再現器27の動作が困難になる。しかしながら、そのような条件の場合には、2つのスイッチ29をそれぞれ上側に切り替え、Ia・Irから演算する電流検出へ切り替える。逆に、パルス幅が十分に大きな場合には、電流再現器27による電動機電流の検出を行い、高応答な電流制御を実現する。 When driving an electric motor with an inverter, the lower the speed and the higher the carrier frequency, the narrower the gate pulse signal of the inverter becomes, and the operation of the phase current reproducer 27 becomes difficult. However, in such a condition, the two switches 29 are respectively switched to the upper side to switch to current detection calculated from I a · I r . On the other hand, when the pulse width is sufficiently large, the motor current is detected by the current reproducer 27 to realize current control with high response.

以上のように、本実施例によれば、条件によって、電流検出方式を切り替えることで、より高性能な電動機の制御装置が実現できるようになる。   As described above, according to the present embodiment, a higher-performance motor control device can be realized by switching the current detection method depending on conditions.

(実施例7)
図17は、本発明による交流電動機制御装置の模式図である。図に示す部品番号1〜3,5,6,41,42,43は、図1における同じ番号のものと同一のものである。
(Example 7)
FIG. 17 is a schematic diagram of an AC motor control device according to the present invention. The part numbers 1 to 3, 5, 6, 41, 42, and 43 shown in the figure are the same as those having the same numbers in FIG.

本実施例では、制御器2と、インバータ3と、電流検出器6と、ダイオード・ブリッジ42を一体化し、モジュール化した点に特徴がある。モジュールには、回転数指令発生器1からの回転数指令信号と、電源41の入力端子,平滑コンデンサ43の接続端子,交流電動機5の接続端子が設けられており、その他の部品はすべてモジュール内に収められている。なお本実施例では、回転数指令発生器1は、マイコンを用いている。モジュール内では、マイコンを用いた制御器2と、スイッチングデバイスで構成されたインバータ3,シャント抵抗からなる電流検出器6,ダイオード・ブリッジ42が収められている。   This embodiment is characterized in that the controller 2, the inverter 3, the current detector 6, and the diode bridge 42 are integrated and modularized. The module is provided with a rotational speed command signal from the rotational speed command generator 1, an input terminal of the power supply 41, a connection terminal of the smoothing capacitor 43, and a connection terminal of the AC motor 5, all other components being in the module. It is contained in. In this embodiment, the rotational speed command generator 1 uses a microcomputer. In the module, a controller 2 using a microcomputer, an inverter 3 constituted by a switching device 3, a current detector 6 comprising a shunt resistor 6, and a diode bridge 42 are housed.

これまで説明した実施例によれば、位置センサレス・電流センサレスによる交流電動機の高性能な制御装置が、安価なマイコンで実現できるため、このような制御装置のモジュール化が実現できる。   According to the embodiments described so far, a high-performance control device for an AC motor without a position sensor and a current sensor can be realized by an inexpensive microcomputer, and thus such a control device can be modularized.

この結果、パワーモジュールを一つの部品のように扱うことができ、組み立てが容易になると同時に、装置全体の小形化が可能になる。   As a result, the power module can be handled like a single component, and assembling becomes easy, and at the same time, the entire apparatus can be miniaturized.

本発明の一実施例である電動機制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the motor control apparatus which is one Example of this invention. 本発明の実施例におけるPWM変調の原理と、電流サンプルの関係を示す波形例である。It is an example of a waveform which shows the principle of the PWM modulation | alteration in the Example of this invention, and the relationship of a current sample. 本発明の実施例におけるPWM変調の原理と、電流サンプルの関係を示す波形例である。It is an example of a waveform which shows the principle of the PWM modulation | alteration in the Example of this invention, and the relationship of a current sample. 本発明の実施例における電圧指令,相電流,電流サンプル値の関係を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the relationship between the voltage command in the Example of this invention, a phase current, and an electric current sample value. 本発明の実施例における電流サンプルのタイミングを示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the timing of the current sample in the Example of this invention. 従来技術の二相変調時の電圧指令と、三角波キャリアの関係を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the voltage command at the time of the two-phase modulation of a prior art, and the relationship of a triangular wave carrier. 本発明の実施例において、二相変調方式を用いた時の電流サンプルのタイミングを示す波形図である。In the Example of this invention, it is a wave form diagram which shows the timing of the current sample at the time of using a two-phase modulation system. 本発明の他の実施例による電動機制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the motor control apparatus by the other Example of this invention. 本発明の他の実施例における移動平均フィルタを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the moving average filter in the other Example of this invention. 本発明の他の実施例における電動機制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric motor control apparatus in the other Example of this invention. 本発明の他の実施例における電動機制御装置の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the electric motor control apparatus in the other Example of this invention. 本発明の他の実施例における電動機制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric motor control apparatus in the other Example of this invention. 本発明の他の実施例における電動機制御装置の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the electric motor control apparatus in the other Example of this invention. 本発明の他の実施例における電動機制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric motor control apparatus in the other Example of this invention. 電動機の磁束軸を基準としたd−q座標軸と、電圧,電流の関係を示すベクトル図である。It is a vector diagram which shows the dq coordinate axis on the basis of the magnetic flux axis of an electric motor, and the relationship between a voltage and an electric current. 本発明の他の実施例における電動機制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electric motor control apparatus in the other Example of this invention. 本発明の電動機制御装置の模式図である。It is a schematic diagram of the electric motor control apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…回転数指令発生器、2…制御器、3…インバータ、4…直流電源、5…交流電動機、6…電流検出器、7…変換ゲイン、8…積分器、9…電流サンプラー、10…I0s * 発生器、11…加算器、12…電流制御器、13…dq逆変換器、14…PWM発生器、31…インバータ主回路部、32…ゲート・ドライバ、41…交流電源、42…ダイオード・ブリッジ、43…平滑コンデンサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Speed command generator, 2 ... Controller, 3 ... Inverter, 4 ... DC power supply, 5 ... AC motor, 6 ... Current detector, 7 ... Conversion gain, 8 ... Integrator, 9 ... Current sampler, 10 ... I 0s * Generator, 11 ... Adder, 12 ... Current controller, 13 ... dq inverse converter, 14 ... PWM generator, 31 ... Inverter main circuit part, 32 ... Gate driver, 41 ... AC power supply, 42 ... Diode bridge, 43 ... smoothing capacitor.

Claims (2)

正弦波状の連続した電流を用いて交流電動機を駆動するインバータを制御する交流電動機の制御方法において、
直流電源がインバータへ供給する電流を検出する電流検出手段によって検出されたインバータ電流をPWMの搬送波信号の半周期に一度サンプルするサンプル手段を設け、
前記搬送波信号の正のピーク値と負のピーク値の中間時刻をトリガとし、
前記サンプル手段は、前記トリガを用いて前記インバータ電流値をサンプルすることを特徴とする交流電動機の制御方法。
In the control method of the AC motor that controls the inverter that drives the AC motor using a sinusoidal continuous current,
Sample means for sampling the inverter current detected by the current detection means for detecting the current supplied to the inverter by the DC power supply once in a half cycle of the PWM carrier signal ,
Triggered by an intermediate time between the positive peak value and the negative peak value of the carrier signal,
The AC motor control method according to claim 1, wherein the sampling means samples the inverter current value using the trigger.
正弦波状の連続した電流を用いて交流電動機を駆動するインバータを制御する交流電動機の制御装置において、
直流電源がインバータへ供給する電流を検出する電流検出手段によって検出されたインバータ電流をPWMの搬送波信号の半周期に一度サンプルするサンプル手段を設け、
前記搬送波信号の正のピーク値と負のピーク値の中間時刻をトリガとし、
前記サンプル手段は、前記トリガを用いて前記インバータ電流値をサンプルすることを特徴とする交流電動機の制御装置。
In an AC motor control device that controls an inverter that drives an AC motor using a sinusoidal continuous current,
Sample means for sampling the inverter current detected by the current detection means for detecting the current supplied to the inverter by the DC power supply once in a half cycle of the PWM carrier signal ,
Triggered by an intermediate time between the positive peak value and the negative peak value of the carrier signal,
The said sample means samples the said inverter electric current value using the said trigger, The control apparatus of the AC motor characterized by the above-mentioned.
JP2007147609A 2007-06-04 2007-06-04 AC motor control device and control method Expired - Lifetime JP4663684B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007147609A JP4663684B2 (en) 2007-06-04 2007-06-04 AC motor control device and control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007147609A JP4663684B2 (en) 2007-06-04 2007-06-04 AC motor control device and control method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003074750A Division JP2004282969A (en) 2003-03-19 2003-03-19 Control apparatus and method for ac motor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2007221999A JP2007221999A (en) 2007-08-30
JP2007221999A5 JP2007221999A5 (en) 2009-02-12
JP4663684B2 true JP4663684B2 (en) 2011-04-06

Family

ID=38498614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007147609A Expired - Lifetime JP4663684B2 (en) 2007-06-04 2007-06-04 AC motor control device and control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4663684B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5178335B2 (en) * 2008-06-17 2013-04-10 株式会社日立製作所 AC motor control device
JP4926145B2 (en) * 2008-09-16 2012-05-09 三菱電機株式会社 AC / DC converter, compressor drive, air conditioner, and abnormality detector
JP5278091B2 (en) * 2009-03-26 2013-09-04 株式会社明電舎 Induction motor rotation speed estimation apparatus and estimation method
JP5292363B2 (en) 2010-06-30 2013-09-18 株式会社日立製作所 AC motor control device and control method
JP5492826B2 (en) * 2011-06-16 2014-05-14 日立アプライアンス株式会社 AC motor control device and refrigeration air conditioner using the same
JP5351246B2 (en) * 2011-12-12 2013-11-27 山洋電気株式会社 Motor control device
JP7464513B2 (en) 2020-12-11 2024-04-09 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 AC motor control device and vacuum cleaner using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007221999A (en) 2007-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004282969A (en) Control apparatus and method for ac motor
JP3681318B2 (en) Synchronous motor control device and vehicle using the same
JP3972124B2 (en) Synchronous motor speed control device
JP3979561B2 (en) AC motor drive system
US7482777B2 (en) Motor control device
EP1107448B1 (en) Motor control device
JP3668870B2 (en) Synchronous motor drive system
JP4022630B2 (en) Power conversion control device, power conversion control method, and program for power conversion control
JP4663684B2 (en) AC motor control device and control method
US8461796B2 (en) Motor drive circuit for driving a synchronous motor
JP3783159B2 (en) Synchronous motor drive control device
US20070296371A1 (en) Position sensorless control apparatus for synchronous motor
JP3843391B2 (en) Synchronous motor drive
JP5358081B2 (en) Motor control device and motor device
KR20120002477A (en) Control device and control method of ac motor
WO2020013084A1 (en) Permanent magnet synchronous machine control device, electric vehicle, and method of determining magnetic pole polarity of permanent magnet synchronous machine
JP4632157B2 (en) Permanent magnet motor drive system
JP5278723B2 (en) Motor control device and motor control method
CN109525161B (en) Integrated circuit for motor control
JP2005237172A (en) Control device for synchronous machine
JP2004289898A (en) Drive device for stepping motor
JP4535082B2 (en) Sensorless control device and control method for synchronous generator
JP7154987B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor, microcomputer, motor system, and method of operating permanent magnet synchronous motor
Kennel et al. " Sensorless" control of 4-quadrant-rectifiers for voltage source inverters (VSI)
JP3797484B2 (en) Stepping motor drive device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081222

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100727

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20101221

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4663684

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140114

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term