JP4720636B2 - Motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、モータの動作をベクトル制御するモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that performs vector control of motor operation.

モータの動作をベクトル制御するモータ制御装置として、下記数1及び数2に示す各電圧方程式のそれぞれの右辺の第1項について電流指令値と実際にモータに流れる実電流とを用いてPI制御を実施することにより、下記数1及び数2のそれぞれの左辺の電圧指令値Vd、Vqを求め、それら電圧指令値Vd、Vqに基づいてモータを駆動させるためのインバータの各スイッチング素子をオン、オフさせるものがある。(例えば、特許文献1参照)   As a motor control device that performs vector control of motor operation, PI control is performed using the current command value and the actual current actually flowing to the motor for the first term on the right side of each voltage equation shown in the following equations 1 and 2. By carrying out, the voltage command values Vd and Vq on the left side of the following equations 1 and 2 are obtained, and each switching element of the inverter for driving the motor is turned on and off based on the voltage command values Vd and Vq. There is something to make. (For example, see Patent Document 1)

Figure 0004720636
Figure 0004720636

Figure 0004720636
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なお、Rは電気子巻き線抵抗、pは微分演算子、ωは角速度、Idはd軸電流、Iqはq軸電流、Ldはd軸インダクタンス、Lqはq軸インダクタンス、Keは誘起電圧定数を示している。   R is the resistance of the electric winding, p is the differential operator, ω is the angular velocity, Id is the d-axis current, Iq is the q-axis current, Ld is the d-axis inductance, Lq is the q-axis inductance, and Ke is the induced voltage constant. Show.

このようなモータ制御装置において、力行時の弱め界磁領域やインバータへの入力電圧を最大値以上利用する領域では、インバータの出力電圧に制限がかかってしまう。このときトルクを増やすために、上記数2の右辺の第1項、すなわち、q軸の電流指令値を増加させて上記数2の左辺の電圧指令値Vqを増加させると、相対的に上記数1の左辺の電圧指令値Vdが減少しd軸に流れる電流が減少する。そのため、q軸に流すことが可能な電流も減少してトルクに制限がかかりトルクを所望な値まで増やすことができなくなるおそれがある。   In such a motor control device, the output voltage of the inverter is limited in the field-weakening region during power running or the region where the input voltage to the inverter is used more than the maximum value. At this time, in order to increase the torque, if the first term on the right side of Formula 2 above, that is, the voltage command value Vq on the left side of Formula 2 is increased by increasing the current command value of the q axis, the above number is relatively increased. The voltage command value Vd on the left side of 1 decreases, and the current flowing through the d-axis decreases. For this reason, the current that can be passed through the q-axis also decreases, and the torque is limited, which may prevent the torque from being increased to a desired value.

そこで、力行時の弱め界磁領域やインバータへの入力電圧を最大値以上利用する領域において電流指令値の設定時にトルクに制限がかかることを防ぐために、上記数1及び数2において、d軸の電流指令値をq軸の電流指令値よりも優先して設定するモータ制御装置がある。(例えば、特許文献2参照)
特開2003−88193号公報 特開平9−74800号公報
Therefore, in order to prevent the torque from being limited when setting the current command value in the field-weakening field region during power running or the region where the input voltage to the inverter is used more than the maximum value, There is a motor control device that sets a current command value in preference to a q-axis current command value. (For example, see Patent Document 2)
JP 2003-88193 A JP-A-9-74800

しかしながら、上述のように、d軸の電流指令値を優先して設定するモータ制御装置では、検出したインバータの入力電圧によって求められる電圧ベクトル長から、d軸の電流指令値を設定し、その後q軸の電流指令値を設定する構成であるため、例えばd軸の電流指令値の増減に応じたq軸の電流指令値の変動量を求めるための構成が必要でありその分モータ制御が複雑になるという問題がある。   However, as described above, in the motor control device that preferentially sets the d-axis current command value, the d-axis current command value is set from the detected voltage vector length based on the detected input voltage of the inverter, and then q Since the configuration is such that the current command value for the axis is set, for example, a configuration for determining the fluctuation amount of the current command value for the q-axis in accordance with the increase or decrease of the current command value for the d-axis is required. There is a problem of becoming.

そこで、本発明では、d軸の電流指令値を優先して設定してもモータ制御が複雑にならないモータ制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor control device that does not complicate motor control even if the d-axis current command value is set with priority.

上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のモータ制御装置は、入力される要求値に対して第1電流指令値を設定する第1電流指令値設定手段と、第1電流指令値に追従する様に第2電流指令値を設定する第2電流指令値設定手段と、その第2電流指令値設定手段内に配置され、第1電流指令値と前回の前記第2電流指令値とを比較し、その増減からd軸を優先するか否かを判断し、d軸を優先する場合、前回のd軸の第2電流指令値に対して、d軸の第1電流指令値に近づけるようにd軸の第2電流指令値を設定する優先判断手段と、第2電流指令値に応じて電圧指令値を設定する電圧指令値設定手段と、電圧指令値に応じてモータを駆動させるためのインバータの各スイッチング素子のオン、オフを制御するスイッチング制御手段とを備える。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the motor control device of the present invention includes a first current command value setting means for setting a first current command value with respect to an input requested value, and a second current command value so as to follow the first current command value. A second current command value setting means for setting the second current command value setting means, the first current command value is compared with the previous second current command value, and the d-axis is increased or decreased. If priority is given to the d-axis, the d-axis second current command value is set closer to the d-axis first current command value than the previous d-axis second current command value. ON / OFF of each switching element of the inverter for driving the motor in accordance with the voltage command value, the priority determination unit for setting the voltage, the voltage command value setting unit for setting the voltage command value in accordance with the second current command value Switching control means for controlling

これにより、上述の従来のモータ制御装置のようにd軸の電流指令値の増減に応じたq軸の電流指令値の変動量を求めるための構成などが必要ないので、d軸の電流指令値を優先して設定してもモータ制御が複雑にならないようにすることができる。   This eliminates the need for a configuration for determining the fluctuation amount of the q-axis current command value according to the increase / decrease of the d-axis current command value as in the conventional motor control device described above. Even if priority is set, motor control can be prevented from becoming complicated.

また、上記優先判断手段は、d軸を優先する場合、前回のq軸の第2電流指令値をq軸の第2電流指令値として設定するように構成してもよい。
d軸を優先して設定する場合に、q軸の第2電流指令値を変更しないことで、簡単な制御で確実d軸が優先制御される。
The priority determination means may be configured to set the previous q-axis second current command value as the q-axis second current command value when giving priority to the d-axis.
When setting the d-axis with priority, by not changing the second current command value for the q-axis, the d-axis is reliably controlled with simple control.

また、上記優先判断手段は、d軸を優先する場合、d軸のモータ電流値と前回のd軸の第2電流指令値に応じて、d軸の第1電流指令値に近づけるようにd軸の第2電流指令値を設定するように構成してもよい。   In addition, when the priority is given to the d-axis, the priority determination unit is configured to approach the d-axis first current command value according to the d-axis motor current value and the previous d-axis second current command value. The second current command value may be set.

また、上記優先判断手段は、d軸を優先する場合、d軸のモータ電流値と前回のd軸の第2電流指令値に応じて、変動値を決定し、その変動値に前回のd軸の第2電流指令値を加えた値をd軸の第2電流指令値として設定するように構成してもよい。   In addition, when the priority is given to the d-axis, the priority determination unit determines a fluctuation value according to the d-axis motor current value and the second d-axis current command value of the previous d-axis, and sets the fluctuation value to the previous d-axis. A value obtained by adding the second current command value may be set as the d-axis second current command value.

また、上記優先判断手段は、d軸の第2電流指令値及びq軸の第2電流指令値のうちどちらか一方が増加し他方が減少する場合、d軸を優先するように構成してもよい。   The priority determination means may be configured to give priority to the d-axis when either the second current command value for the d-axis or the second current command value for the q-axis increases and the other decreases. Good.

本発明によれば、ベクトル制御を行うモータ制御装置において、d軸の電流指令値を優先して設定してもモータ制御が複雑にならないようにすることができる。   According to the present invention, in a motor control device that performs vector control, motor control can be prevented from becoming complicated even if the d-axis current command value is set with priority.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態のモータ制御装置を示す図である。
図1に示すモータ制御装置1は、ロータ電気角計算部2と、回転速度計算部3と、角速度計算部4と、3相/2相変換部5と、減算部6と、PI制御部7と、マップ8(第1電流指令値設定手段)と、電流指令値設定部9(第2電流指令値設定手段)と、インバータ制御部10とを備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a motor control device according to an embodiment of the present invention.
A motor control device 1 shown in FIG. 1 includes a rotor electrical angle calculation unit 2, a rotation speed calculation unit 3, an angular velocity calculation unit 4, a three-phase / two-phase conversion unit 5, a subtraction unit 6, and a PI control unit 7. And a map 8 (first current command value setting means), a current command value setting unit 9 (second current command value setting means), and an inverter control unit 10.

上記ロータ電気角計算部2は、モータ11に設けられる電気角検出部12から出力される信号に基づいてモータ11のある位置(例えば、U相軸)を基準とするロータの電気角θを計算する。なお、上記電気角検出部12は、例えば、レゾルバやロータリーエンコーダなどが考えられる。モータ11はPMモータ(Permanet Magnet Motor)などが考えられる。   The rotor electrical angle calculation unit 2 calculates the electrical angle θ of the rotor based on a position (for example, the U-phase axis) of the motor 11 based on a signal output from the electrical angle detection unit 12 provided in the motor 11. To do. The electrical angle detector 12 may be, for example, a resolver or a rotary encoder. The motor 11 may be a PM motor (Permanet Magnet Motor).

上記回転速度計算部3は、上記電気角θとロータの回転時間に基づいてモータ11のロータの回転速度V(r/min)を計算する。
上記角速度計算部4は、上記回転速度Vに基づいて角速度ω(rad/s)を計算する。
The rotational speed calculator 3 calculates the rotational speed V (r / min) of the rotor of the motor 11 based on the electrical angle θ and the rotational time of the rotor.
The angular velocity calculation unit 4 calculates the angular velocity ω (rad / s) based on the rotational speed V.

上記3相/2相変換部5は、モータ11とモータ11を駆動するためのインバータ13との間に設けられる電流検出部14から出力されるU相電流Iu及びW相電流Iwから、電気角θに基づいて、モータ11の各相に流れるU相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwをモータ11のd軸方向に流れる実電流Id1(d軸のモータ電流値)及びモータ11のq軸方向に流れる実電流Iq1に変換する。なお、上記電流検出部14は、例えば、ホール素子などが考えられる。   The three-phase / two-phase conversion unit 5 calculates an electrical angle from a U-phase current Iu and a W-phase current Iw output from a current detection unit 14 provided between the motor 11 and an inverter 13 for driving the motor 11. Based on θ, the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw that flow in each phase of the motor 11 are the actual current Id1 (d-axis motor current value) that flows in the d-axis direction of the motor 11 and the motor 11. To the actual current Iq1 flowing in the q-axis direction. In addition, the said current detection part 14 can consider a Hall element etc., for example.

上記減算部6は、インバータ13とバッテリ15との間に設けられる電圧検出部16により検出される電圧Vdc1と、外部から入力される要求値Vdc2との差分値Vdc3を計算する。なお、上記電圧検出部16は、例えば、シャント抵抗などが考えられる。   The subtraction unit 6 calculates a difference value Vdc3 between the voltage Vdc1 detected by the voltage detection unit 16 provided between the inverter 13 and the battery 15 and the required value Vdc2 input from the outside. Note that the voltage detector 16 may be a shunt resistor, for example.

上記PI制御部7は、上記差分値Vdc3に対してPI制御を実施しトルク指令値Tを出力する。
上記マップ8は、入力されるトルク指令値T、要求値Vdc2、及び回転速度Vに対応するマップ指令値Id2(d軸の第1電流指令値)、マップ指令値Iq2(q軸の第1電流指令値)、及び弱め界磁電流指令値Id3(トルクがゼロのときのd軸の電流指令値)を出力する。
The PI control unit 7 performs PI control on the difference value Vdc3 and outputs a torque command value T.
The map 8 includes a map command value Id2 (d-axis first current command value) and map command value Iq2 (q-axis first current) corresponding to the input torque command value T, the requested value Vdc2, and the rotation speed V. Command value) and field weakening current command value Id3 (d-axis current command value when torque is zero).

上記電流指令値設定部9は、実電流Id1、実電流Iq1、マップ指令値Id2、マップ指令値Iq2、及び弱め界磁電流指令値Id3に基づいて、電流指令値Id4(d軸の第2電流指令値)及び電流指令値Iq4(q軸の第2電流指令値)を設定する。   The current command value setting unit 9 generates a current command value Id4 (a second current of the d-axis) based on the actual current Id1, the actual current Iq1, the map command value Id2, the map command value Iq2, and the field weakening current command value Id3. Command value) and current command value Iq4 (second current command value of q-axis) are set.

上記インバータ制御部10は、電圧指令値設定部17(電圧指令値設定手段)と、PWM制御部18(スイッチング制御手段)とを備えて構成されている。
上記電圧指令値設定部17は、実電流Id1、実電流Iq1、電流指令値Id4、電流指令値Iq4、及び角速度ωに基づいて、電圧指令値Vd及び電圧指令値Vqを設定する。
The inverter control unit 10 includes a voltage command value setting unit 17 (voltage command value setting unit) and a PWM control unit 18 (switching control unit).
The voltage command value setting unit 17 sets the voltage command value Vd and the voltage command value Vq based on the actual current Id1, the actual current Iq1, the current command value Id4, the current command value Iq4, and the angular velocity ω.

例えば、電圧指令値設定部17は、実電流Id1と電流指令値Id4との差分値にPI制御演算のp(Proportional)項の定数Kpを乗算した値と、実電流Id1と電流指令値Id4との差分値にPI制御演算のI(Integral)項の定数Kiを乗算した値とを加算することにより上記数1の右辺の第1項に相当する値を求め、その値から上記数1の右辺の第2項のωLqIqを減算して電圧指令値Vdを設定する。   For example, the voltage command value setting unit 17 multiplies the difference value between the actual current Id1 and the current command value Id4 by a constant Kp in the p (Proportional) term of the PI control calculation, and the actual current Id1 and the current command value Id4. A value corresponding to the first term of the right side of Equation 1 is obtained by adding the value obtained by multiplying the difference value of I by the constant Ki of the I (Integral) term of the PI control calculation, and the right side of Equation 1 is obtained from that value. The voltage command value Vd is set by subtracting the second term ωLqIq.

また、例えば、電圧指令値設定部17は、実電流Iq1と電流指令値Iq4との差分値に定数Kpを乗算した値と、実電流Iq1と電流指令値Iq4との差分値に定数Kiを乗算した値とを加算することにより上記数2の右辺の第1項に相当する値を求め、その値に上記数2の右辺の第2項のωLdId及び第3項のωKeを加算して電圧指令値Vqを設定する。   For example, the voltage command value setting unit 17 multiplies the difference value between the actual current Iq1 and the current command value Iq4 by a constant Kp, and the difference value between the actual current Iq1 and the current command value Iq4 by a constant Ki. The value corresponding to the first term on the right side of the equation (2) is obtained by adding the calculated value to the value, and the second term ωLdId on the right side of the equation (2) and ωKe of the third term are added to the value. Set the value Vq.

上記PWM制御部18は、電気角θ、電圧指令値Vd、及び電圧指令値Vqに基づいて、インバータ13の各スイッチング素子(例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)など)をそれぞれPWM(Pulse Width Modulation)制御によりオン、オフさせるための駆動信号S1〜S6を出力する。   Based on the electrical angle θ, the voltage command value Vd, and the voltage command value Vq, the PWM control unit 18 applies PWM (Pulse Width Modulation) to each switching element of the inverter 13 (for example, IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)). ) Drive signals S1 to S6 for turning on / off by control are output.

例えば、PWM制御部18は、電気角θとtan-1(電圧指令値Vq/電圧指令値Vd)とを加算することによりモータ11のある位置(例えば、U相軸)を基準とするロータの制御位相を求め、その制御位相に対応するPWM制御用の基本波と基準波とを比較して駆動信号S1〜S6を出力する。 For example, the PWM control unit 18 adds the electrical angle θ and tan −1 (voltage command value Vq / voltage command value Vd) to thereby adjust the rotor position based on a certain position (for example, the U-phase axis) of the motor 11. The control phase is obtained, the fundamental wave for PWM control corresponding to the control phase is compared with the reference wave, and the drive signals S1 to S6 are output.

なお、インバータ制御部10は、PWM制御以外の制御(例えば、過変調制御や180度矩形波制御など)によりインバータ13の各スイッチング素子をオン、オフさせてもよい。   Note that the inverter control unit 10 may turn on and off each switching element of the inverter 13 by control other than PWM control (for example, overmodulation control, 180-degree rectangular wave control, or the like).

図2は、電流指令値設定部9を示す図である。
図2に示す電流指令値設定部9は、減算部19、20と、Id変動値決定部21と、Iq変動値決定部22と、減算部23、24と、優先フラグ判断部25と、新電流指令値決定部26と、指令値格納部27、28とを備えて構成されている。なお、特許請求の範囲に記載される優先判断手段は、例えば、優先フラグ判断部25及び新電流指令値決定部26により構成されるものとする。
FIG. 2 is a diagram showing the current command value setting unit 9.
The current command value setting unit 9 shown in FIG. 2 includes subtraction units 19 and 20, an Id variation value determination unit 21, an Iq variation value determination unit 22, subtraction units 23 and 24, a priority flag determination unit 25, a new A current command value determination unit 26 and command value storage units 27 and 28 are provided. Note that the priority determination means described in the claims is configured by, for example, a priority flag determination unit 25 and a new current command value determination unit 26.

上記減算部19は、実電流Id1と前回電流指令値Id5(前回のd軸の第2電流指令値)との差分値ΔId1を計算する。
上記減算部20は、実電流Iq1と前回電流指令値Iq5(前回のq軸の第2電流指令値)との差分値ΔIq1を計算する。
The subtractor 19 calculates a difference value ΔId1 between the actual current Id1 and the previous current command value Id5 (previous d-axis second current command value).
The subtracting unit 20 calculates a difference value ΔIq1 between the actual current Iq1 and the previous current command value Iq5 (previous q-axis second current command value).

上記Id変動値決定部21は、上記差分値ΔId1に基づいて、電流指令値Id4の変動値Id6を決定する。なお、変動値Id6は任意に設定可能とする。例えば、差分値ΔId1が0〜3Aのとき変動値Id6を1Aとし、差分値ΔId1が4〜6Aのとき変動値Id6を2Aとなるように変動値Id6を設定してもよい。   The Id fluctuation value determining unit 21 determines a fluctuation value Id6 of the current command value Id4 based on the difference value ΔId1. The fluctuation value Id6 can be set arbitrarily. For example, the fluctuation value Id6 may be set so that the fluctuation value Id6 is 1A when the difference value ΔId1 is 0 to 3A, and the fluctuation value Id6 is 2A when the difference value ΔId1 is 4 to 6A.

上記Iq変動値決定部22は、上記差分値ΔIq1に基づいて、電流指令値Iq4の変動値Iq6を決定する。なお、変動値Iq6は予め設定される上限値以下において任意に設定可能とする。このように、変動値Iq6に上限値を設けることにより、電流指令値Iq4の急変を防止される。その結果、電圧指令値設定部17でPI制御演算時にゲイン(上記Kp、Kiなど)によりインバータ13の出力電圧が飽和することを防止し、電流指令値Iq4に対して応答性のよいモータ制御を行うことができる。   The Iq fluctuation value determining unit 22 determines the fluctuation value Iq6 of the current command value Iq4 based on the difference value ΔIq1. The variation value Iq6 can be arbitrarily set within a preset upper limit value. Thus, by providing the upper limit value for the fluctuation value Iq6, a sudden change in the current command value Iq4 is prevented. As a result, the voltage command value setting unit 17 prevents the output voltage of the inverter 13 from being saturated due to the gain (Kp, Ki, etc.) during the PI control calculation, and performs motor control with good response to the current command value Iq4. It can be carried out.

上記減算部23は、マップ指令値Id2の絶対値から前回電流指令値Id5の絶対値を減算した差分値ΔId2を計算する。
上記減算部24は、マップ指令値Iq2の絶対値から前回電流指令値Iq5の絶対値を減算した差分値ΔIq2を計算する。
The subtracting unit 23 calculates a difference value ΔId2 obtained by subtracting the absolute value of the previous current command value Id5 from the absolute value of the map command value Id2.
The subtracting unit 24 calculates a difference value ΔIq2 obtained by subtracting the absolute value of the previous current command value Iq5 from the absolute value of the map command value Iq2.

上記優先フラグ判断部25は、差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号に基づいて、優先フラグF1または優先フラグF2を出力する。
すなわち、優先フラグ判断部25は、差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号が共にプラスまたはマイナスのとき、優先フラグF1を出力する。また、優先フラグ判断部25は、差分値ΔId2の符号がプラスで、かつ、差分値ΔIq2の符号がマイナスのとき、または、差分値ΔId2の符号がマイナスで、かつ、差分値ΔIq2の符号がプラスのとき、優先フラグF2を出力する。
The priority flag determination unit 25 outputs the priority flag F1 or the priority flag F2 based on the respective signs of the difference value ΔId2 and the difference value ΔIq2.
That is, the priority flag determination unit 25 outputs the priority flag F1 when the signs of the difference value ΔId2 and the difference value ΔIq2 are both positive or negative. The priority flag determination unit 25 also determines that the sign of the difference value ΔId2 is positive and the sign of the difference value ΔIq2 is negative, or the sign of the difference value ΔId2 is negative and the sign of the difference value ΔIq2 is positive. At this time, the priority flag F2 is output.

上記新電流指令値決定部26は、弱め界磁電流Id3、前回電流指令値Id5、前回電流指令値Iq5、変動値Id6、変動値Iq6、及び優先フラグF1またはF2に基づいて、d軸の電流指令値Id4及びq軸の電流指令値Iq4を決定する。   The new current command value determination unit 26 determines the d-axis current based on the field weakening current Id3, the previous current command value Id5, the previous current command value Iq5, the fluctuation value Id6, the fluctuation value Iq6, and the priority flag F1 or F2. The command value Id4 and the q-axis current command value Iq4 are determined.

すなわち、新電流指令値決定部26は、優先フラグF1が入力されると、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に近づくように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算した後、弱め界磁電流Id3を下限値として電流指令値Id4がマップ指令値Id2に近づくように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算する。   That is, when the priority flag F1 is input, the new current command value determination unit 26 adds the previous current command value Iq5 and the fluctuation value Iq6 so that the current command value Iq4 approaches the map command value Iq2, and then the weakening field. The previous current command value Id5 and the fluctuation value Id6 are added so that the current command value Id4 approaches the map command value Id2 with the magnetic current Id3 as a lower limit value.

また、新電流指令値決定部26は、優先フラグF2が入力されると、弱め界磁電流Id3を下限値として電流指令値Id4がマップ指令値Id2に近づくように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算した後、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に近づくように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算する。   Further, when the priority flag F2 is input, the new current command value determination unit 26 sets the field weakening current Id3 as a lower limit value and the current command value Id5 and the fluctuation value so that the current command value Id4 approaches the map command value Id2. After adding Id6, the previous current command value Iq5 and the fluctuation value Iq6 are added so that the current command value Iq4 approaches the map command value Iq2.

なお、前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算する際、変動値Id6の符号がプラスのとき電流指令値Id4は前回設定時よりも増加し、変動値Id6の符号がマイナスのとき電流指令値Id4は前回設定時よりも減少する。   When adding the previous current command value Id5 and the fluctuation value Id6, the current command value Id4 increases from the previous setting when the sign of the fluctuation value Id6 is positive, and when the sign of the fluctuation value Id6 is negative, the current command The value Id4 decreases from the previous setting.

また、前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算する際、変動値Iq6の符号がプラスのとき電流指令値Iq4は前回設定時よりも増加し、変動値Iq6の符号がマイナスのとき電流指令値Iq4は前回設定時よりも減少する。   Further, when adding the previous current command value Iq5 and the fluctuation value Iq6, the current command value Iq4 increases from the previous setting when the sign of the fluctuation value Iq6 is positive, and when the sign of the fluctuation value Iq6 is negative, the current command The value Iq4 decreases from the previous setting.

上記指令値格納部27は、電流指令値Id4を格納し、その格納した電流指令値Id4を次回の電流指令値Id4の設定時に前回電流指令値Id5として出力する。
上記指令値格納部28は、電流指令値Iq4を格納し、その格納した電流指令値Iq4を次回の電流指令値Iq4の設定時に前回電流指令値Iq5として出力する。
The command value storage unit 27 stores the current command value Id4 and outputs the stored current command value Id4 as the previous current command value Id5 when the next current command value Id4 is set.
The command value storage unit 28 stores the current command value Iq4, and outputs the stored current command value Iq4 as the previous current command value Iq5 when the next current command value Iq4 is set.

図3(a)は、回生時の電流指令値設定部9における電流指令値設定動作の一例を説明するための図であり、図3(b)は、力行時の電流指令値設定部9における電流指令値設定動作の一例を説明するための図である。なお、図3(a)及び図3(b)において、横軸は電流指令値Iq4、縦軸は電流指令値Id4を示している。また、点Aは前回設定時の電流指令値Id4、Iq4(すなわち、前回電流指令値Id5、Iq5)を示し、太い矢印のそれぞれの先端はマップ指令値Id2、Iq2を示している。また、太い矢印のうち白抜きの矢印はトルクの変動方向、ハッチングの矢印はモータ11の回転数の変動方向を示している。また、細い矢印は電流指令値Id4、Iq4の設定順序を示している。また、電流指令値設定部9における指令値設定動作は、力行時及び回生時どちらも同じ動作とする。   FIG. 3A is a diagram for explaining an example of a current command value setting operation in the current command value setting unit 9 at the time of regeneration, and FIG. 3B is a diagram in the current command value setting unit 9 at the time of power running. It is a figure for demonstrating an example of electric current command value setting operation | movement. 3A and 3B, the horizontal axis indicates the current command value Iq4, and the vertical axis indicates the current command value Id4. Point A indicates current command values Id4 and Iq4 (that is, previous current command values Id5 and Iq5) at the previous setting, and the tips of the thick arrows indicate map command values Id2 and Iq2. Of the thick arrows, the white arrow indicates the direction of torque fluctuation, and the hatched arrow indicates the direction of fluctuation of the rotational speed of the motor 11. The thin arrows indicate the setting order of the current command values Id4 and Iq4. Further, the command value setting operation in the current command value setting unit 9 is the same in both power running and regeneration.

(優先フラグ判断部25から優先フラグF1が出力されたとき)
まず、電流指令値設定部9は、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に等しくなるように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算しその加算値を電流指令値Iq4として出力すると共に、前回電流指令値Id5を電流指令値Id4としてそのまま出力する。次に、電流指令値設定部9は、前回電流指令値Iq5を電流指令値Iq4としてそのまま出力すると共に、電流指令値Id4がマップ指令値Id2に等しくなるように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算しその加算値を電流指令値Id4として出力する。
(When the priority flag F1 is output from the priority flag determination unit 25)
First, the current command value setting unit 9 adds the previous current command value Iq5 and the fluctuation value Iq6 so that the current command value Iq4 becomes equal to the map command value Iq2, and outputs the added value as the current command value Iq4. The previous current command value Id5 is output as it is as the current command value Id4. Next, the current command value setting unit 9 outputs the previous current command value Iq5 as the current command value Iq4 as it is, and the previous current command value Id5 and the fluctuation value Id6 so that the current command value Id4 becomes equal to the map command value Id2. And the added value is output as a current command value Id4.

すなわち、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(1)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号が共にプラスの場合)、電流指令値Iq4を増やした後(1−1)、電流指令値Id4を増やしている(1−2)。これにより、モータ11のトルクが増加しつつ、電圧Vdcが上昇する。なお、ここで電流指令値を「増やす」「減らす」とは符号を変えずに電流量を増やす・減らす事であり、電流値の絶対値を増やす・減らすということである。(以下もおなじ)
また、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(2)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号が共にマイナスの場合)、電流指令値Iq4を減らした後(2−1)、電流指令値Id4を減らしている(2−2)。これにより、モータ11のトルクが減少しつつ、電圧Vdcが下降する。
That is, the current command value setting unit 9 changes the current command value Id4 and the current command value Iq4 in the direction (1) shown in FIG. 3A or 3B (the difference value ΔId2 and the difference value ΔIq2). When both signs are positive), after increasing the current command value Iq4 (1-1), the current command value Id4 is increased (1-2). Thereby, the voltage Vdc rises while the torque of the motor 11 increases. Here, “increase” and “decrease” the current command value means to increase / decrease the current amount without changing the sign, and to increase / decrease the absolute value of the current value. (The same applies to the following)
Further, the current command value setting unit 9 changes the current command value Id4 and the current command value Iq4 in the direction (2) shown in FIG. 3A or 3B (the difference value ΔId2 and the difference value ΔIq2). When both signs are negative), the current command value Iq4 is decreased (2-1), and then the current command value Id4 is decreased (2-2). As a result, the voltage Vdc decreases while the torque of the motor 11 decreases.

(優先フラグ判断部25から優先フラグF2が出力されたとき)
まず、電流指令値設定部9は、電流指令値Id4がマップ指令値Id2に等しくなるように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算しその加算値を電流指令値Id4として出力すると共に、前回電流指令値Iq5を電流指令値Iq4としてそのまま出力する。次に、電流指令値設定部9は、前回電流指令値Id5を電流指令値Id4としてそのまま出力すると共に、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に等しくなるように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算しその加算値を電流指令値Iq4として出力する。
(When the priority flag F2 is output from the priority flag determination unit 25)
First, the current command value setting unit 9 adds the previous current command value Id5 and the fluctuation value Id6 so that the current command value Id4 becomes equal to the map command value Id2, and outputs the added value as the current command value Id4. The previous current command value Iq5 is output as it is as the current command value Iq4. Next, the current command value setting unit 9 outputs the previous current command value Id5 as it is as the current command value Id4, and also the previous current command value Iq5 and the fluctuation value Iq6 so that the current command value Iq4 becomes equal to the map command value Iq2. And the added value is output as a current command value Iq4.

すなわち、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(3)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2の符号がプラス、差分値ΔIq2の符号がマイナスの場合)、電流指令値Id4を増やした後(3−1)、電流指令値Iq4を減らしている(3−2)。これにより、モータ11の回転数が上昇しつつ、電圧Vdcが下降する。   That is, the current command value setting unit 9 changes the current command value Id4 and the current command value Iq4 in the direction (3) shown in FIG. 3A or 3B (the sign of the difference value ΔId2 is plus, When the sign of the difference value ΔIq2 is negative), after increasing the current command value Id4 (3-1), the current command value Iq4 is decreased (3-2). As a result, the voltage Vdc decreases while the rotational speed of the motor 11 increases.

また、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(4)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2の符号がマイナス、差分値ΔIq2の符号がプラスの場合)、電流指令値Id4を減らした後(4−1)、電流指令値Iq4を増やしている(4−2)。これにより、モータ11の回転数が減少しつつ、電圧Vdcが上昇する。   Further, the current command value setting unit 9 changes the current command value Id4 and the current command value Iq4 in the direction (4) shown in FIG. 3A or 3B (the sign of the difference value ΔId2 is minus, When the sign of the difference value ΔIq2 is positive), after decreasing the current command value Id4 (4-1), the current command value Iq4 is increased (4-2). As a result, the voltage Vdc increases while the rotational speed of the motor 11 decreases.

なお、電流指令値Id4、Iq4をマップ指令値Id2、Iq2に近づける際、上述のように、電流指令値Id4、Iq4をマップ指令値Id2、Iq2に1回で近づけてもよいし、電流指令値Id4、Iq4をマップ指令値Id2、Iq2に複数回で近づけてもよい。   When the current command values Id4 and Iq4 are brought closer to the map command values Id2 and Iq2, as described above, the current command values Id4 and Iq4 may be brought closer to the map command values Id2 and Iq2 at one time, or the current command values Id4 and Iq4 may be approximated to map command values Id2 and Iq2 by a plurality of times.

上述のように、電流指令値Id4及び電流指令値Iq4のうちどちらか一方が増加し他方が減少する場合では、予め決められたマップ指令値Id2、Iq2を使い電流指令値Id4優先で電流指令値Id4、Iq4を設定しても、マップ指令値Id2、Iq2を適当な値に設定しておくことにより、電流指令値Id4を設定した後に電流指令値Iq4の調整を行わなくてもよくすることができる。従って、本実施形態のモータ制御装置1は、上述の従来のモータ制御装置のようにd軸の電流指令値の増減に応じたq軸の電流指令値の変動量を求めるための構成などが必要ないので、電流指令値Id4を優先して設定してもモータ制御が複雑にならないようにすることができる。   As described above, when one of the current command value Id4 and the current command value Iq4 increases and the other decreases, the current command value Id4 is given priority using the predetermined map command values Id2 and Iq2. Even if Id4 and Iq4 are set, by setting the map command values Id2 and Iq2 to appropriate values, it is not necessary to adjust the current command value Iq4 after setting the current command value Id4. it can. Therefore, the motor control device 1 of the present embodiment requires a configuration for obtaining the variation amount of the q-axis current command value according to the increase / decrease of the d-axis current command value, as in the above-described conventional motor control device. Therefore, even if the current command value Id4 is set with priority, the motor control can be prevented from becoming complicated.

また、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時モータ11の回転数が上昇する際、電流指令値Id4を増加させた後、電流指令値Iq4を減少させている。これにより、モータ11の回転数が上昇しても電圧Vdc1の上限値を先に設定することができるので、電圧Vdcがバッテリ15の電圧より高くなり過ぎることを防止することができる。   Further, the motor control device 1 of the present embodiment decreases the current command value Iq4 after increasing the current command value Id4 when the rotation speed of the motor 11 during regeneration increases. Thereby, even if the rotation speed of the motor 11 is increased, the upper limit value of the voltage Vdc1 can be set first, so that the voltage Vdc can be prevented from becoming too higher than the voltage of the battery 15.

また、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時モータ11の回転数が減少する際、電流指令値Id4を減少させた後、電流指令値Iq4を増加させている。これにより、モータ11の回転数が減少しても電圧Vdc1の下限値を先に設定することができるので、電圧Vdc1がバッテリ15の電圧より低くなることを防止することができる。   Further, the motor control device 1 of the present embodiment increases the current command value Iq4 after decreasing the current command value Id4 when the rotation speed of the regenerative motor 11 decreases. Thereby, even if the rotation speed of the motor 11 decreases, the lower limit value of the voltage Vdc1 can be set first, so that the voltage Vdc1 can be prevented from becoming lower than the voltage of the battery 15.

また、本実施形態はIq変動値決定部22は、変動値Iq6の大きさは予め設定される上限値以内としたが、Id変動値決定部21についても同様に変動値Id6の大きさを予め設定される上限値以内としても良い。この場合、電流指令値Id4の急変が防止される。その結果、電圧指令値設定部17のPI制御演算時に出力電圧の飽和を防止することができる。   In this embodiment, the Iq fluctuation value determining unit 22 sets the magnitude of the fluctuation value Iq6 within the preset upper limit value. However, the Id fluctuation value determining unit 21 similarly sets the magnitude of the fluctuation value Id6 in advance. It may be within the upper limit set. In this case, a sudden change in the current command value Id4 is prevented. As a result, it is possible to prevent the output voltage from being saturated during the PI control calculation of the voltage command value setting unit 17.

本発明の実施形態のモータ制御装置を示す図である。It is a figure which shows the motor control apparatus of embodiment of this invention. 電流指令値設定部を示す図である。It is a figure which shows an electric current command value setting part. (a)は、回生時の電流指令値設定動作を説明するための図である。(b)は、力行時の電流指令値設定動作を説明するための図である。(A) is a figure for demonstrating the electric current command value setting operation | movement at the time of regeneration. (B) is a figure for demonstrating the electric current command value setting operation | movement at the time of power running.

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ制御装置
2 ロータ電気角計算部
3 回転速度計算部
4 角速度計算部
5 3相/2相変換部
6 減算部
7 PI制御部
8 マップ
9 電流指令値設定部
10 インバータ制御部
11 モータ
12 電気角検出部
13 インバータ
14 電流検出部
15 バッテリ
16 電圧検出部
17 電圧指令値設定部
18 PWM制御部
19 減算部
20 減算部
21 Id変動値決定部
22 Iq変動値決定部
23 減算部
24 減算部
25 優先フラグ判断部
26 新電流指令値決定部
27 指令値格納部
28 指令値格納部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor controller 2 Rotor electrical angle calculation part 3 Rotational speed calculation part 4 Angular speed calculation part 5 3 phase / 2 phase conversion part 6 Subtraction part 7 PI control part 8 Map 9 Current command value setting part 10 Inverter control part 11 Motor 12 Electricity Angle detection unit 13 Inverter 14 Current detection unit 15 Battery 16 Voltage detection unit 17 Voltage command value setting unit 18 PWM control unit 19 Subtraction unit 20 Subtraction unit 21 Id fluctuation value determination unit 22 Iq fluctuation value determination unit 23 Subtraction unit 24 Subtraction unit 25 Priority flag determination unit 26 New current command value determination unit 27 Command value storage unit 28 Command value storage unit

Claims (5)

入力される要求値に対して第1電流指令値を設定する第1電流指令値設定手段と、
前記第1電流指令値に追従する様に第2電流指令値を設定する第2電流指令値設定手段と、
前記第2電流指令値設定手段内に配置され、前記第1電流指令値と前回の第2電流指令値とを比較し、その増減からq軸の電流指令値の設定よりd軸の電流指令値の設定を優先するか否かを判断し、d軸の電流指令値の設定を優先する場合、前回のd軸の第2電流指令値に対して、d軸の第1電流指令値に近づけるようにd軸の第2電流指令値を設定し、d軸の電流指令値の設定を優先しない場合、前回のq軸の第2電流指令値に対して、q軸の第1電流指令値に近づけるようにq軸の第2電流指令値を設定する優先判断手段と、
前記第2電流指令値に応じて電圧指令値を設定する電圧指令値設定手段と、
前記電圧指令値に応じてモータを駆動させるためのインバータの各スイッチング素子のオン、オフを制御するスイッチング制御手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
First current command value setting means for setting a first current command value for the input requested value;
Second current command value setting means for setting a second current command value so as to follow the first current command value;
It is arranged in the second current command value setting means, compares the first current command value with the previous second current command value, and determines the d-axis current command value from the setting of the q-axis current command value based on the increase / decrease. In the case where priority is given to setting of the d-axis current command value, the d-axis first current command value is brought closer to the previous d-axis second current command value. When the d-axis second current command value is set in the above and the setting of the d-axis current command value is not prioritized, the q-axis first current command value is brought closer to the previous q-axis second current command value. Priority determination means for setting the second current command value of the q-axis ,
Voltage command value setting means for setting a voltage command value according to the second current command value;
Switching control means for controlling on / off of each switching element of the inverter for driving the motor in accordance with the voltage command value;
A motor control device comprising:
請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記優先判断手段は、d軸の電流指令値の設定を優先する場合、前回のq軸の第2電流指令値をq軸の第2電流指令値として設定する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The priority determination means sets the previous second current command value of the q-axis as the second current command value of the q-axis when giving priority to the setting of the d-axis current command value .
The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記優先判断手段は、d軸の電流指令値の設定を優先する場合、d軸のモータ電流値と前記前回のd軸の第2電流指令値に応じて、前記d軸の第1電流指令値に近づけるように前記d軸の第2電流指令値を設定する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
When the priority determination means prioritizes the setting of the d-axis current command value, the d-axis first current command value depends on the d-axis motor current value and the previous d-axis second current command value. A second current command value for the d-axis is set so as to approach
The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記優先判断手段は、d軸の電流指令値の設定を優先する場合、d軸のモータ電流値と前記前回のd軸の第2電流指令値に応じて、変動値を決定し、その変動値に前記前回のd軸の第2電流指令値を加えた値を前記d軸の第2電流指令値として設定する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The priority determination means determines a fluctuation value according to the d-axis motor current value and the previous d-axis second current command value when priority is given to the setting of the d-axis current command value. A value obtained by adding the previous d-axis second current command value to the d-axis second current command value.
The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記優先判断手段は、前記d軸の第2電流指令値及びq軸の第2電流指令値のうちどちらか一方が増加し他方が減少する場合、d軸の電流指令値の設定を優先する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
The priority determination means gives priority to the setting of the d-axis current command value when one of the second current command value for the d-axis and the second current command value for the q-axis increases and the other decreases.
The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
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