JP4766530B2 - Motor controller with magnetic flux angle correction function - Google Patents

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Description

本発明は、モータを制御するモータ制御装置に関し、特に、永久磁石同期モータの磁束角を補正する機能を備えたモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that controls a motor, and more particularly, to a motor control device having a function of correcting a magnetic flux angle of a permanent magnet synchronous motor.

一般に、永久磁石同期モータ(以下、単に「モータ」という)を制御するためには、固定子と回転子の相対的な位置関係(以下、「磁束角」という)を正確に把握することが極めて重要である。このため、モータを制御するモータ制御装置には、電気角を90°ずらして配置したホールセンサ等からなる一対の磁電変換器が備えられており、これらから出力される正弦波信号及び余弦波信号に基づいて磁束角を把握するようになっている。   In general, in order to control a permanent magnet synchronous motor (hereinafter simply referred to as “motor”), it is extremely important to accurately grasp the relative positional relationship between the stator and the rotor (hereinafter referred to as “magnetic flux angle”). is important. For this reason, the motor control device that controls the motor is provided with a pair of magnetoelectric transducers composed of Hall sensors and the like arranged with an electrical angle shifted by 90 °, and a sine wave signal and a cosine wave signal output therefrom. Based on this, the magnetic flux angle is grasped.

しかしながら、モータを構成する部品の加工誤差または部品同士の組立誤差により、磁電変換器によって得られる磁束角には多少の誤差が含まれるので、その情報のみではモータを高精度に制御することはできない。   However, since the magnetic flux angle obtained by the magnetoelectric converter includes some errors due to processing errors of parts constituting the motor or assembly errors between parts, the motor cannot be controlled with high accuracy only by this information. .

そこで、例えば、特許文献1に記載のモータ制御装置では、任意の状態で運転されているモータのd軸電流、q軸電流及びd軸電圧を測定し、これらに基づいて磁束角誤差を推定している。そして、磁電変換器から得られる磁束角を、推定した磁束角誤差で補正することにより、真の磁束角を求めている。
特開2005−269761号公報
Therefore, for example, in the motor control device described in Patent Document 1, the d-axis current, the q-axis current, and the d-axis voltage of a motor operating in an arbitrary state are measured, and the magnetic flux angle error is estimated based on these. ing. And the true magnetic flux angle is calculated | required by correct | amending the magnetic flux angle obtained from a magnetoelectric converter with the estimated magnetic flux angle error.
JP 2005-269761 A

しかしながら、この方式では、上記誤差が大きい場合にモータを回転させ始めることができない。したがって、従来のモータ制御装置では、予め手動で磁束角を回転可能な程度に調整しておく必要があり、非常に手間が掛かっていた。   However, with this method, the motor cannot be started when the error is large. Therefore, in the conventional motor control device, it is necessary to manually adjust the magnetic flux angle to such an extent that it can be rotated in advance, which is very troublesome.

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、磁束角の調整を予め手動で行う必要がなく、しかも高精度に磁束角誤差を補正することができるモータ制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem is that a motor control device that does not require manual adjustment of the magnetic flux angle in advance and can correct the magnetic flux angle error with high accuracy. Is to provide.

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ制御装置は、d軸及びq軸指令電流に基づいて、モータをベクトル制御により制御するモータ制御装置であって、前記モータのd軸及びq軸指令電流とd軸及びq軸電流とに基づいて、前記d軸電流が前記d軸指令電流に等しくなり、かつ前記q軸電流が前記q軸指令電流に等しくなるような前記モータの第1磁束角及び第1磁束角速度を出力する第1検出部と、前記モータの内部または近傍に備えられ、該モータの固定子と回転子との相対的な位置関係に応じた正弦波信号及び余弦波信号を出力する一対の磁電変換器と、前記正弦波信号及び余弦波信号に基づいて、前記d軸電流が前記d軸指令電流に等しくなり、かつ前記q軸電流が前記q軸指令電流に等しくなるような前記モータの第2磁束角及び第2磁束角速度を出力する第2検出部と、外部からの指令を受けて、前記第1磁束角及び前記第1磁束角速度に基づいて無負荷とした前記モータをベクトル制御により等速運転させる補正モードと、前記第2磁束角及び前記第2磁束角速度に基づいて前記モータをベクトル制御により通常運転させる通常モードとを切り替えるモード制御部と、前記補正モード時に、前記第1磁束角に対する前記第2磁束角の位相のずれ量を測定し、該ずれ量を補正角として出力する補正角測定部と、前記補正角を格納する記憶部とを備え、前記通常モード時に前記第2検出部から出力される前記第2磁束角は、前記補正角で補正したものであることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a motor control device according to the present invention is a motor control device that controls a motor by vector control based on a d-axis and q-axis command current, and the d-axis and q-axis of the motor Based on the command current and the d-axis and q-axis currents, the first magnetic flux of the motor such that the d-axis current is equal to the d-axis command current and the q-axis current is equal to the q-axis command current. A sine wave signal and a cosine wave signal that are provided in or near the motor and that output the angular and first magnetic flux angular velocities and correspond to the relative positional relationship between the stator and the rotor of the motor. The d-axis current becomes equal to the d-axis command current, and the q-axis current becomes equal to the q-axis command current based on a pair of magnetoelectric converters that output and the sine wave signal and cosine wave signal Such a second of the motor A second detector for outputting a bundle angle and a second magnetic flux angular velocity, and receiving a command from the outside, the motor made unloaded based on the first magnetic flux angle and the first magnetic flux angular velocity is made constant by vector control. A mode control unit that switches between a correction mode to be operated and a normal mode in which the motor is normally operated by vector control based on the second magnetic flux angle and the second magnetic flux angular velocity; and in the correction mode, A correction angle measuring unit that measures a phase shift amount of the second magnetic flux angle and outputs the shift amount as a correction angle; and a storage unit that stores the correction angle, and the second detection unit in the normal mode. The second magnetic flux angle output from is corrected by the correction angle.

好ましくは、上記モータ制御装置は、前記補正モード時に前記正弦波信号及び前記余弦波信号の振幅及びオフセットを測定し、該振幅及びオフセットを補正値として出力する補正値測定部を備え、前記記憶部は、さらに前記補正値を格納し、前記第2検出部は、前記正弦波信号及び前記余弦波信号を前記補正値で補正し、該補正後の正弦波信号及び余弦波信号に基づいて、前記モータの第2磁束角及び第2磁束角速度を出力する。   Preferably, the motor control device includes a correction value measuring unit that measures amplitudes and offsets of the sine wave signal and the cosine wave signal in the correction mode and outputs the amplitudes and offsets as correction values, and the storage unit Further stores the correction value, and the second detection unit corrects the sine wave signal and the cosine wave signal with the correction value, and based on the corrected sine wave signal and cosine wave signal, The second magnetic flux angle and the second magnetic flux angular velocity of the motor are output.

さらに好ましくは、上記モータ制御装置において、前記補正角及び前記補正値は、前記モータが等速運転している間の平均値である。   More preferably, in the motor control device, the correction angle and the correction value are average values during the constant speed operation of the motor.

また、上記課題を解決するために、本発明に係るフォークリフトは、上記いずれかのモータ制御装置を備え、該モータ制御装置でEPSモータを制御するフォークリフトであって、前記q軸指令電流がステアリングに加えられたトルクに応じて増減し、前記d軸指令電流が一定であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a forklift according to the present invention includes any one of the motor control devices described above, and the forklift controls the EPS motor with the motor control device, and the q-axis command current is supplied to the steering. The d-axis command current is constant according to the applied torque, and the d-axis command current is constant.

本発明によれば、磁束角の調整を予め手動で行う必要がなく、しかも高精度に磁束角誤差を補正することができるモータ制御装置を提供することができる。   According to the present invention, there is no need to manually adjust the magnetic flux angle in advance, and it is possible to provide a motor control device that can correct the magnetic flux angle error with high accuracy.

以下、添付図面を参照して、本発明に係るモータ制御装置の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a motor control device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

[各ブロックの機能]
図1は、本発明に係るモータ制御装置1のブロック図である。本実施形態におけるモータ制御装置1は、操舵輪角の変更をアシストする6極のEPSモータ(モータ21)を制御するもので、ステアリング3にトルクが加えられると、そのトルクに応じたアシストトルクを発生するようモータ21をベクトル制御する。なお、周知のように、モータ21における固定子と回転子との相対的な位置関係は「機械角」及び「電気角」を用いて表現することができるが、本明細書では、特に断りのない限り「電気角(=磁束角)」で回転位置を表現するものとする。
[Function of each block]
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device 1 according to the present invention. The motor control device 1 according to the present embodiment controls a 6-pole EPS motor (motor 21) that assists in changing the steering wheel angle. The motor 21 is vector-controlled so that it is generated. As is well known, the relative positional relationship between the stator and the rotor in the motor 21 can be expressed using a “mechanical angle” and an “electrical angle”. Unless otherwise specified, the rotational position is expressed by “electrical angle (= magnetic flux angle)”.

図1のブロック図において、速度制御部5は、モード制御部2から出力される角速度指令ωrと、速度・角度切替部13から出力される磁束角速度ω3を機械角に変換して得たω4との偏差Δωを比例・積分して、第1q軸電流指令iq1を出力する。トルクセンサ4は、ステアリング3に加えられたトルクを検知し、該トルクに比例した第2q軸電流指令iq2を出力する。また、電流切替部6は、第1モード切替信号C1(詳細については後述する)に応じて、第1q軸電流指令iq1または第2q軸電流指令iq2のいずれか一方をq軸電流指令iqとして出力する。 In the block diagram of FIG. 1, the speed control unit 5 is obtained by converting the angular velocity command ω r output from the mode control unit 2 and the magnetic flux angular velocity ω 3 output from the speed / angle switching unit 13 into a mechanical angle. A deviation Δω with respect to ω 4 is proportionally / integrated to output a first q-axis current command i q1 . The torque sensor 4 detects the torque applied to the steering 3 and outputs a second q-axis current command i q2 proportional to the torque. In addition, the current switching unit 6 outputs either the first q-axis current command i q1 or the second q-axis current command i q2 in accordance with the first mode switching signal C 1 (details will be described later). Output as i q .

電流−電圧変換部7は、磁束角θ3及び磁束角速度ω3を参照しながら、q軸電流Iqがq軸電流指令iqに等しくなり、かつd軸電流Idがd軸電流指令id(本実施例では、“0”)に等しくなるようなd軸電圧指令Vd及びq軸電圧指令Vqを出力する。 The current-voltage conversion unit 7 refers to the magnetic flux angle θ 3 and the magnetic flux angular velocity ω 3 so that the q-axis current I q is equal to the q-axis current command i q and the d-axis current I d is changed to the d-axis current command i. A d-axis voltage command V d and a q-axis voltage command V q that are equal to d (“0” in this embodiment) are output.

二相−三相座標変換部8は、d軸電圧指令Vd及びq軸電圧指令Vqに基づいて、まず次式により変数Va、Vbを求める。

Figure 0004766530
続いて、二相−三相座標変換部8は、上記変数Va、Vbを用いた次式によってu、v、w各相の電圧Vu、Vv、Vwを求め、該電圧によりモータ21を駆動する。
Figure 0004766530
Based on the d-axis voltage command V d and the q-axis voltage command V q , the two-phase to three-phase coordinate conversion unit 8 first obtains variables V a and V b by the following equations.
Figure 0004766530
Subsequently, the two-phase to three-phase coordinate conversion unit 8 obtains voltages V u , V v , and V w of each phase u, v, and w by the following equation using the variables V a and V b, and uses the voltages. The motor 21 is driven.
Figure 0004766530

図1に示すように、二相−三相座標変換部8とモータ21とを結ぶ各相のラインには電流センサが備えられており、これにより、二相−三相座標変換部8からモータ21に向かって流れるu、v、w各相の実際の電流Iu、Iv、Iwを検出できる。 As shown in FIG. 1, each phase line connecting the two-phase to three-phase coordinate conversion unit 8 and the motor 21 is provided with a current sensor. The actual currents I u , I v , and I w of the u, v, and w phases that flow toward 21 can be detected.

三相−二相座標変換部9は、検出した各相の電流Iu、Iv、Iwに基づいて、まず次式により変数Ia、Ibを求める。

Figure 0004766530
続いて、三相−二相座標変換部9は、上記変数Ia、Ibを用いた次式によってd軸電流Id及びq軸電流Iqを求める。
Figure 0004766530
Based on the detected currents I u , I v , and I w of each phase, the three-phase to two-phase coordinate conversion unit 9 first obtains variables I a and I b by the following equations.
Figure 0004766530
Subsequently, the three-phase to two-phase coordinate conversion unit 9 obtains the d-axis current I d and the q-axis current I q by the following equations using the variables I a and I b .
Figure 0004766530

誤差角検出部10は、d軸電圧Vd、q軸電圧Vq、d軸電流Id、q軸電流Iq及び後述する第1磁束角速度ω1に基づいて、次式により誤差角ΔDを求める。

Figure 0004766530
ここで、定数Raはモータ21の相抵抗、定数Lqはq軸インダクタンスである。 Based on the d-axis voltage V d , the q-axis voltage V q , the d-axis current I d , the q-axis current I q and the first magnetic flux angular velocity ω 1 described later, the error angle detection unit 10 calculates the error angle ΔD by the following equation. Ask.
Figure 0004766530
Here, the constant Ra is the phase resistance of the motor 21, and the constant Lq is the q-axis inductance.

比例・積分制御部11は、誤差角ΔDが0になるような第1磁束角速度ω1を求める。また、角度変換部12は、この第1磁束角速度ω1を積分し、0〜360°の範囲の第1磁束角θ1を求める。第1磁束角速度ω1及び第1磁束角θ1は、速度・角度切替部13に向けて出力される。速度・角度切替部13の動作等については、後述する。なお、本明細書では、誤差角検出部10、比例・積分制御部11及び角度変換部12を第1検出部30と総称する。 The proportional / integral control unit 11 obtains the first magnetic flux angular velocity ω 1 such that the error angle ΔD becomes zero. The angle conversion section 12 integrates the first magnetic flux angular velocity omega 1, obtaining the first magnetic flux angle theta 1 in the range of 0 to 360 °. The first magnetic flux angular velocity ω 1 and the first magnetic flux angle θ 1 are output toward the speed / angle switching unit 13. The operation of the speed / angle switching unit 13 will be described later. In this specification, the error angle detection unit 10, the proportional / integral control unit 11, and the angle conversion unit 12 are collectively referred to as a first detection unit 30.

図1に示すように、モータ21の内部または近傍には、電気角を90°ずらして配置したホールセンサ等からなる一対の磁電変換器15が備えられている。そして、磁電変換器15からは、電気的に90°の位相差をもった余弦波信号HS1(=cosθb)及び正弦波信号HS2(=sinθb)が出力される。モータ21が等速回転している場合、磁電変換器15からは、例えば図2(A)に示すような余弦波信号HS1及び正弦波信号HS2が出力される。 As shown in FIG. 1, a pair of magnetoelectric converters 15 including Hall sensors and the like arranged with an electrical angle shifted by 90 ° are provided in or near the motor 21. The magnetoelectric converter 15 outputs a cosine wave signal HS 1 (= cos θ b ) and a sine wave signal HS 2 (= sin θ b ) having an electrical phase difference of 90 °. When the motor 21 is rotating at a constant speed, the magnetoelectric converter 15 outputs, for example, a cosine wave signal HS 1 and a sine wave signal HS 2 as shown in FIG.

モータを構成する部品の加工誤差または部品同士の組立誤差により、余弦波信号HS1と正弦波信号HS2との間で、振幅及び/またはオフセットにずれが生じる。例えば、図2(A)に示す一例では、余弦波信号HS1の振幅及びオフセットがそれぞれVa1、Vo1であるのに対して、正弦波信号HS2の振幅及びオフセットはそれぞれVa2(<Va1)、Vo2(<Vo1)である。したがって、このままでは、正確な磁束角θを得ることはできない。 Due to processing errors of parts constituting the motor or assembly errors between parts, a deviation occurs in amplitude and / or offset between the cosine wave signal HS 1 and the sine wave signal HS 2 . For example, in the example shown in FIG. 2A, the amplitude and offset of the cosine wave signal HS 1 are V a1 and V o1 , respectively, whereas the amplitude and offset of the sine wave signal HS 2 are V a2 (< V a1 ), V o2 (<V o1 ). Therefore, in this state, it is impossible to obtain accurate flux angle theta b.

そこで、本発明に係るモータ制御装置1では、余弦波信号HS1及び正弦波信号HS2の振幅とオフセットを予め測定して補正値として記憶しておく(図2(A)参照)。そして、この補正値で補正した後の余弦波信号HS1’及び正弦波信号HS2’(図2(B)参照)を用いて磁束角θbを求める(図2(C)参照)。 Therefore, in the motor control device 1 according to the present invention, the amplitude and offset of the cosine wave signal HS 1 and the sine wave signal HS 2 are measured in advance and stored as correction values (see FIG. 2A). Then, the magnetic flux angle θ b is obtained using the cosine wave signal HS 1 ′ and the sine wave signal HS 2 ′ (see FIG. 2B) after being corrected with this correction value (see FIG. 2C).

具体的には、補正値測定部18が、余弦波信号HS1の振幅Va1及びオフセットVo1と正弦波信号HS2の振幅Va2及びオフセットVo2とを測定し、所定のタイミングで記憶部20に格納する。そして、角度検出部16は記憶部20に格納されている各補正値を用いて、余弦波信号HS1及び正弦波信号HS2の補正を行う。補正は、次式により行う。

Figure 0004766530
上式を用いた補正によれば、結局、図2(B)に示す余弦波信号HS1’及び正弦波信号HS2’を得ることができる。そして、角度検出部16は、この余弦波信号HS1’及び正弦波信号HS2’に基づいて、次式により磁束角θbを求める(図2(C)参照)。
Figure 0004766530
Specifically, the correction value measuring unit 18 measures the amplitude V a1 and the offset V o1 of the cosine wave signal HS 1 and the amplitude V a2 and the offset V o2 of the sine wave signal HS 2 , and stores them at a predetermined timing. 20. The angle detection unit 16 corrects the cosine wave signal HS 1 and the sine wave signal HS 2 using each correction value stored in the storage unit 20. Correction is performed by the following equation.
Figure 0004766530
According to the correction using the above equation, the cosine wave signal HS 1 ′ and the sine wave signal HS 2 ′ shown in FIG. Then, the angle detection unit 16, based on this cosine wave signal HS 1 'and a sine wave signal HS 2', (see FIG. 2 (C)) for obtaining the magnetic flux angle theta b by the following equation.
Figure 0004766530

なお、角度検出部16は、予め測定しておいた補正角θaに基づいて磁束角θbを第2磁束角θ2とする補正も行うが、これについては後述する。 Note that the angle detection unit 16 also performs correction to set the magnetic flux angle θ b to the second magnetic flux angle θ 2 based on the correction angle θ a measured in advance, which will be described later.

速度変換部17は、角度検出部16から出力される第2磁束角θ2を微分し、第2磁束角速度ω2を求める。第2磁束角速度ω2及び第2磁束角θ2は、速度・角度切替部13に向けて出力される。 The speed conversion unit 17 differentiates the second magnetic flux angle θ 2 output from the angle detection unit 16 to obtain the second magnetic flux angular velocity ω 2 . The second magnetic flux angular velocity ω 2 and the second magnetic flux angle θ 2 are output toward the speed / angle switching unit 13.

補正角測定部19には第1磁束角θ1及び第2磁束角θ2が入力される。そして、補正角測定部19は、第1磁束角θ1に対する第2磁束角θ2の位相のずれ量を測定し、これを補正角θaとして出力する。第1磁束角θ1及び第2磁束角θ2の位相と、補正角θaとの関係は次式の通りであり、図3に示すように、第1磁束角θ1に対して第2磁束角θ2の位相が遅れている場合、補正角θaは正の値となる。

Figure 0004766530
補正角θaは、所定のタイミングで記憶部20に格納される。 The correction angle measurement unit 19 receives the first magnetic flux angle θ 1 and the second magnetic flux angle θ 2 . Then, the correction angle measurement unit 19 measures the amount of phase shift of the second magnetic flux angle θ 2 with respect to the first magnetic flux angle θ 1 and outputs this as the correction angle θ a . A first magnetic flux angle theta 1 and the second magnetic flux angle theta 2 of the phase relationship between the correction angle theta a are as follows, as shown in FIG. 3, the second to the first magnetic flux angle theta 1 When the phase of the magnetic flux angle θ 2 is delayed, the correction angle θ a is a positive value.
Figure 0004766530
The correction angle θ a is stored in the storage unit 20 at a predetermined timing.

前述の、角度検出部16における磁束角θbの補正は、この補正角θaを用いて次式により行う。

Figure 0004766530
この補正によれば、第1磁束角θ1と同位相の第2磁束角θ2を得ることができる。なお、本明細書では、角度検出部16及び速度変換部17を第2検出部31と総称する。 The above-described correction of the magnetic flux angle θ b in the angle detection unit 16 is performed using the correction angle θ a according to the following equation.
Figure 0004766530
According to this correction, the second magnetic flux angle θ 2 having the same phase as the first magnetic flux angle θ 1 can be obtained. In the present specification, the angle detection unit 16 and the speed conversion unit 17 are collectively referred to as a second detection unit 31.

続いて、本発明に係るモータ制御装置1が有する2つのモード、すなわち「補正モード」と「通常モード」について説明する。   Next, two modes of the motor control device 1 according to the present invention, that is, “correction mode” and “normal mode” will be described.

[補正モード]
補正モードとは、図4に示すブロックのみを使用し、モータ21を等速回転させながら補正角θaや余弦波信号HS1及び正弦波信号HS2の振幅等に関する補正値を測定し、記憶部20に格納するモードをいう。
[Correction mode]
And the correction mode uses only the blocks shown in FIG. 4, to measure the correction value regarding the amplitude or the like of the correction angle theta a and the cosine wave signal HS 1 and sine wave signal HS 2 is rotated at a constant speed motor 21, storage The mode stored in the unit 20 is referred to.

図5に示すように、工場出荷時やモータ21の交換時等のモータ21を無負荷にできる状況で、オペレータがモード切替スイッチをONにすると補正モードとなり、モード制御部2は第1モード指令信号C1を“H”に変更する。第1モード指令信号C1が“H”の場合、速度・角度切替部13は第1磁束角θ1及び第1磁束角速度ω1を選択し、これらを磁束角θ3及び磁束角速度ω3として出力する。また、電流切替部6は速度制御部5からの第1q軸電流指令iq1を選択し、これをq軸電流指令iqとして出力する。つまり、補正モードでは、ステアリング3ではなくモード制御部2からの角速度指令ωrによってモータ21の動作が指示される。 As shown in FIG. 5, when the motor 21 can be unloaded at the time of factory shipment or when the motor 21 is replaced, when the operator turns on the mode switch, the correction mode is set, and the mode control unit 2 performs the first mode command. The signal C 1 is changed to “H”. When the first mode command signal C 1 is “H”, the speed / angle switching unit 13 selects the first magnetic flux angle θ 1 and the first magnetic flux angular speed ω 1 , which are set as the magnetic flux angle θ 3 and the magnetic flux angular speed ω 3. Output. The current switching unit 6 selects the first q-axis current command i q1 from the speed control unit 5 and outputs this as the q-axis current command i q . That is, in the correction mode, the operation of the motor 21 is instructed not by the steering 3 but by the angular velocity command ω r from the mode control unit 2.

補正モードとした後に、オペレータがモータ駆動スイッチをONにすると、図5に示すように、モード制御部2は時間T1をかけて角速度指令ωrを緩やかに増加させる。このとき、電流−電圧変換部7は、速度・角度切替部13から出力される磁束角θ3(=第1磁束角θ1)及び磁束角速度ω3(=第1磁束角速度ω1)を参照しながら、q軸電流Iqがq軸電流指令iqに等しくなり、かつd軸電流Idがd軸電流指令idに等しくなるようなq軸電圧指令Vq及びd軸電圧指令Vdを出力して、モータ21をベクトル制御する。 When the operator turns on the motor drive switch after entering the correction mode, the mode control unit 2 gradually increases the angular velocity command ω r over time T 1 as shown in FIG. At this time, the current-voltage conversion unit 7 refers to the magnetic flux angle θ 3 (= first magnetic flux angle θ 1 ) and magnetic flux angular velocity ω 3 (= first magnetic flux angular velocity ω 1 ) output from the speed / angle switching unit 13. while, q-axis current I q is equal to the q-axis current command i q, and d-axis current I d is the d-axis current command i d equal such q-axis voltage command V q and the d-axis voltage command V d And the motor 21 is vector-controlled.

なお、モード切替スイッチとは別にモータ駆動スイッチを設けたのは、オペレータが誤って記憶部20に格納されている補正値等を更新しないようにするためである。このような心配がない場合は、モータ駆動スイッチを省略し、補正モードに設定された後一定時間が経過すると角速度指令ωrが増加し始めるようにしてもよい。 The reason why the motor drive switch is provided separately from the mode change switch is to prevent the operator from updating the correction value stored in the storage unit 20 by mistake. If such concern is not to omit the motor drive switch, after a certain period of time after being set to the correction mode angular velocity instruction omega r may also be begins to increase.

時間T1が経過してモータ21が等速運転状態になると、モード制御部2は第2モード指令信号C2を“H”に変更する。そして、これをきっかけとして、補正値測定部18及び補正角測定部19が動作を開始する。 When the time T 1 elapses and the motor 21 enters the constant speed operation state, the mode control unit 2 changes the second mode command signal C 2 to “H”. Then, using this as a trigger, the correction value measuring unit 18 and the correction angle measuring unit 19 start operating.

前記の通り、補正値測定部18は、磁電変換器15から出力される余弦波信号HS1の振幅Va1及びオフセットVo1と制限波信号HS2の振幅Va2及びオフセットVo2を測定する。また、補正角測定部19は、第1磁束角θ1に対する第2磁束角θ2の位相のずれ量を測定し、これを補正角θaとして出力する。 As described above, the correction value measurement unit 18 measures the amplitude V a1 and offset V o1 of the cosine wave signal HS 1 output from the magnetoelectric converter 15 and the amplitude V a2 and offset V o2 of the limit wave signal HS 2 . The correction angle measurement unit 19 measures the amount of phase shift of the second magnetic flux angle θ 2 with respect to the first magnetic flux angle θ 1 and outputs this as the correction angle θ a .

モータ21が無負荷・等速運転されている間、第1検出部30は真の磁束角を検出することができるので、第1磁束角θ1は真の磁束角である。一方、正しく補正が行われる前の第2磁束角θ2は誤差を含んでいる。また、補正角測定部19が出力する補正角θaは、前記の通り、第1磁束角θ1に対する第2磁束角θ2の位相のずれ量である。したがって、補正角θaによれば、第2磁束角θ2の位相誤差をキャンセルする補正をすることができる。なお、補正精度を向上させるという観点から、オフセットVo1、Vo2、振幅Va1、Va2及び補正角θaは、モータ21が等速回転している間(図5の時間T2の間)の平均値であることが好ましい。 Since the first detection unit 30 can detect the true magnetic flux angle while the motor 21 is operating at no load and at a constant speed, the first magnetic flux angle θ 1 is the true magnetic flux angle. On the other hand, the second magnetic flux angle θ 2 before correct correction includes an error. The correction angle θ a output from the correction angle measurement unit 19 is the phase shift amount of the second magnetic flux angle θ 2 with respect to the first magnetic flux angle θ 1 as described above. Therefore, according to the correction angle theta a, it can be corrected to cancel the second flux angle theta 2 of the phase error. From the viewpoint of improving the correction accuracy, the offsets V o1 , V o2 , amplitudes V a1 , V a2, and correction angle θ a are determined while the motor 21 is rotating at a constant speed (during time T 2 in FIG. 5). ) Is preferable.

第2モード指令信号C2が“H”になってから時間T2が経過すると、モード制御部2は角速度指令ωrを緩やかに減少させ始めるとともに、第2モード指令信号C2を“L”に変更する。これにより、補正値測定部18及び補正角測定部19の動作は停止する。補正値測定部18及び補正角測定部19は、動作が停止した後においても、第2モード指令信号C2が“L”になった時点の補正値等を出力し続ける。 When the time T 2 elapses after the second mode command signal C 2 becomes “H”, the mode control unit 2 starts to gradually decrease the angular velocity command ω r and sets the second mode command signal C 2 to “L”. Change to As a result, the operations of the correction value measuring unit 18 and the correction angle measuring unit 19 are stopped. The correction value measurement unit 18 and the correction angle measurement unit 19 continue to output the correction value and the like when the second mode command signal C 2 becomes “L” even after the operation is stopped.

その後、時間T3が経過すると、モード制御部2は第3モード指令信号C3を“H”とし、これをきっかけとして、オフセットVo1、Vo2及び振幅Va1、Va2に関する補正値と補正角θaとが記憶部20に格納される。記憶部20に、前回の補正値等が既に格納されている場合は、最新のものにそれぞれ更新される。そして、最新の補正値及び補正角θaは、角度検出部16によって参照可能な状態となる。 Thereafter, when the time T 3 elapses, the mode control unit 2 sets the third mode command signal C 3 to “H”, and as a trigger, correction values and corrections regarding the offsets V o1 and V o2 and the amplitudes V a1 and V a2. The angle θ a is stored in the storage unit 20. When the previous correction value or the like is already stored in the storage unit 20, it is updated to the latest one. Then, the latest correction value and the correction angle θ a can be referred to by the angle detector 16.

[通常モード]
通常モードとは、図6に示すブロックのみを使用し、記憶部20に格納されている補正角θa及び補正値を用いて補正を行いながら、ステアリング3の操作に応じてモータ21を通常運転させるモードをいう。つまり、通常モードは記憶部20に補正値等が格納されていることを前提としているので、通常モードの前に、少なくとも1度補正モードで動作させておくことが必要である。
[Normal mode]
In the normal mode, only the block shown in FIG. 6 is used, and the motor 21 is normally operated in accordance with the operation of the steering wheel 3 while performing correction using the correction angle θ a and the correction value stored in the storage unit 20. This is the mode to be used. That is, since the normal mode is based on the assumption that correction values and the like are stored in the storage unit 20, it is necessary to operate at least once in the correction mode before the normal mode.

このモードでは、角度検出部16が、磁電変換器15から出力される余弦波信号HS1及び正弦波信号HS2を補正し、補正後の余弦波信号HS1’及び正弦波信号HS2’から磁束角θbを求め((6)(7)式参照)、さらにこの磁束角θbを(9)式で補正する。これにより、真の第2磁束角θ2及び第2磁束角速度ω2を得ることができる。 In this mode, the angle detector 16 corrects the cosine wave signal HS 1 and the sine wave signal HS 2 output from the magnetoelectric converter 15, and uses the corrected cosine wave signal HS 1 ′ and sine wave signal HS 2 ′. The magnetic flux angle θ b is obtained (see equations (6) and (7)), and the magnetic flux angle θ b is corrected by equation (9). Thereby, the true second magnetic flux angle θ 2 and the second magnetic flux angular velocity ω 2 can be obtained.

速度・角度切替部13は、第2検出部31で得られた真の第2磁束角θ2及び第2磁束角速度ω2を選択し、これらを磁束角θ3及び磁束角速度ω3として出力する。また、電流切替部6はトルクセンサ4からの第2q軸電流指令iq2を選択し、これをq軸電流指令iqとして出力する。 The speed / angle switching unit 13 selects the true second magnetic flux angle θ 2 and the second magnetic flux angular velocity ω 2 obtained by the second detection unit 31 and outputs them as the magnetic flux angle θ 3 and the magnetic flux angular velocity ω 3 . . Further, the current switching unit 6 selects the second q-axis current command i q2 from the torque sensor 4 and outputs this as the q-axis current command i q .

そして、電流−電圧変換部7は、速度・角度切替部13から出力される磁束角θ3(=第2磁束角θ2)及び磁束角速度ω3(=第2磁束角速度ω2)を参照しながら、q軸電流Iqがq軸電流指令iqに等しくなり、かつd軸電流Idがd軸電流指令idに等しくなるようなd軸電圧指令Vd及びq軸電圧指令Vqを出力して、モータ21をベクトル制御する。 The current-voltage conversion unit 7 refers to the magnetic flux angle θ 3 (= second magnetic flux angle θ 2 ) and magnetic flux angular velocity ω 3 (= second magnetic flux angular velocity ω 2 ) output from the speed / angle switching unit 13. However, the d-axis voltage command V d and the q-axis voltage command V q are set such that the q-axis current I q becomes equal to the q-axis current command i q and the d-axis current I d becomes equal to the d-axis current command i d. The motor 21 is output and vector controlled.

以上のように、本発明に係るモータ制御装置1によれば、磁電変換器15から出力される余弦波信号HS1及び正弦波信号HS2を、補正モード時に測定しておいた補正値及び補正角θaで補正することにより、無負荷といった特殊な条件下でなくても、モータの真の磁束角(第2磁束角θ2)及び磁束角速度(第2磁束角速度ω2)を得ることができる。そして、この磁束角及び磁束角速度を参照することにより、ステアリング3の操作に応じてモータ21を高精度に制御することができる。 As described above, according to the motor control device 1 of the present invention, the cosine wave signal HS 1 and the sine wave signal HS 2 output from the magnetoelectric converter 15 are corrected and corrected in the correction mode. by correcting in square theta a, without a special conditions such as no load, the true flux angle of the motor is possible to obtain the (second flux angle theta 2) and the magnetic flux angular velocity (second magnetic flux angular velocity omega 2) it can. The motor 21 can be controlled with high accuracy in accordance with the operation of the steering 3 by referring to the magnetic flux angle and the magnetic flux angular velocity.

本発明に係るモータ制御装置のブロック図である。It is a block diagram of a motor control device concerning the present invention. 補正モードにおける信号波形のグラフであって、(A)は補正前の正弦/余弦波信号、(B)は補正後の正弦/余弦波信号、(C)は(B)から求めた磁束角である。It is a graph of a signal waveform in the correction mode, where (A) is a sine / cosine wave signal before correction, (B) is a sine / cosine wave signal after correction, and (C) is a magnetic flux angle obtained from (B). is there. 補正モードにおける補正角測定部の動作を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating operation | movement of the correction angle measurement part in correction | amendment mode. 図1から、補正モードで使用する部分のみを抜き出したブロック図である。It is the block diagram which extracted only the part used in correction | amendment mode from FIG. 補正モードのタイミングチャートである。It is a timing chart of correction mode. 図1から、通常モードで使用する部分のみを抜き出したブロック図である。It is the block diagram which extracted only the part used in normal mode from FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 モータ制御装置
2 モード制御部
3 ステアリング
4 トルクセンサ
5 速度制御部
6 電流切替部
7 電流−電圧変換部
8 二相−三相座標変換部
9 三相−二相座標変換部
10 誤差角検出部
11 比例・積分制御部
12 角度変換部
13 速度・角度切替部
14 除算器
15 磁電変換器
16 角度検出部
17 速度変換部
18 補正値測定部
19 補正角測定部
20 記憶部
30 第1検出部
31 第2検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor control apparatus 2 Mode control part 3 Steering 4 Torque sensor 5 Speed control part 6 Current switching part 7 Current-voltage conversion part 8 Two-phase-three-phase coordinate conversion part 9 Three-phase-two-phase coordinate conversion part 10 Error angle detection part 11 Proportional / Integral Control Unit 12 Angle Conversion Unit 13 Speed / Angle Switching Unit 14 Divider 15 Magnetoelectric Converter 16 Angle Detection Unit 17 Speed Conversion Unit 18 Correction Value Measurement Unit 19 Correction Angle Measurement Unit 20 Storage Unit 30 First Detection Unit 31 Second detection unit

Claims (4)

d軸及びq軸指令電流に基づいて、モータをベクトル制御により制御するモータ制御装置であって、
前記モータのd軸及びq軸指令電流とd軸及びq軸電流とに基づいて、前記d軸電流が前記d軸指令電流に等しくなり、かつ前記q軸電流が前記q軸指令電流に等しくなるような前記モータの第1磁束角及び第1磁束角速度を出力する第1検出部と、
前記モータの内部または近傍に備えられ、該モータの固定子と回転子との相対的な位置関係に応じた正弦波信号及び余弦波信号を出力する一対の磁電変換器と、
前記正弦波信号及び余弦波信号に基づいて、前記d軸電流が前記d軸指令電流に等しくなり、かつ前記q軸電流が前記q軸指令電流に等しくなるような前記モータの第2磁束角及び第2磁束角速度を出力する第2検出部と、
外部からの指令を受けて、前記第1磁束角及び前記第1磁束角速度に基づいて無負荷とした前記モータをベクトル制御により等速運転させる補正モードと、前記第2磁束角及び前記第2磁束角速度に基づいて前記モータをベクトル制御により通常運転させる通常モードとを切り替えるモード制御部と、
前記補正モード時に、前記第1磁束角に対する前記第2磁束角の位相のずれ量を測定し、該ずれ量を補正角として出力する補正角測定部と、
前記補正角を格納する記憶部と、
を備え、前記通常モード時に前記第2検出部から出力される前記第2磁束角は、前記補正角で補正したものであることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that controls a motor by vector control based on d-axis and q-axis command currents,
Based on the d-axis and q-axis command current and the d-axis and q-axis current of the motor, the d-axis current becomes equal to the d-axis command current, and the q-axis current becomes equal to the q-axis command current. A first detector for outputting the first magnetic flux angle and the first magnetic flux angular velocity of the motor;
A pair of magnetoelectric transducers provided in or near the motor and outputting a sine wave signal and a cosine wave signal according to the relative positional relationship between the stator and rotor of the motor;
Based on the sine wave signal and the cosine wave signal, the second magnetic flux angle of the motor such that the d-axis current is equal to the d-axis command current and the q-axis current is equal to the q-axis command current; A second detector for outputting a second magnetic flux angular velocity;
In response to a command from the outside, a correction mode in which the motor that is unloaded based on the first magnetic flux angle and the first magnetic flux angular velocity is operated at a constant speed by vector control, the second magnetic flux angle, and the second magnetic flux A mode control unit that switches between a normal mode in which the motor is normally operated by vector control based on an angular velocity;
A correction angle measurement unit that measures a phase shift amount of the second magnetic flux angle with respect to the first magnetic flux angle and outputs the shift amount as a correction angle during the correction mode;
A storage unit for storing the correction angle;
And the second magnetic flux angle output from the second detector in the normal mode is corrected by the correction angle.
前記補正モード時に、前記正弦波信号及び前記余弦波信号の振幅及びオフセットを測定し、該振幅及びオフセットを補正値として出力する補正値測定部を備え、
前記記憶部は、さらに前記補正値を格納し、
前記第2検出部は、前記正弦波信号及び前記余弦波信号を前記補正値で補正し、該補正後の正弦波信号及び余弦波信号に基づいて、前記モータの第2磁束角及び第2磁束角速度を出力することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
A correction value measuring unit that measures the amplitude and offset of the sine wave signal and the cosine wave signal during the correction mode, and outputs the amplitude and offset as a correction value;
The storage unit further stores the correction value,
The second detector corrects the sine wave signal and the cosine wave signal with the correction value, and based on the corrected sine wave signal and cosine wave signal, the second magnetic flux angle and the second magnetic flux of the motor. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device outputs an angular velocity.
前記補正角及び前記補正値は、前記モータが等速運転している間の平均値であることを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置。   The motor control device according to claim 2, wherein the correction angle and the correction value are average values during the constant speed operation of the motor. 請求項1〜3のいずれかに記載のモータ制御装置を備え、該モータ制御装置でEPSモータを制御するフォークリフトであって、
前記q軸指令電流がステアリングに加えられたトルクに応じて増減し、前記d軸指令電流が一定であることを特徴とするフォークリフト。
A forklift that includes the motor control device according to any one of claims 1 to 3 and controls an EPS motor by the motor control device,
The forklift characterized in that the q-axis command current increases or decreases in accordance with a torque applied to the steering, and the d-axis command current is constant.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5916343B2 (en) * 2011-10-21 2016-05-11 三菱重工業株式会社 Motor control device and motor control method
JP6189028B2 (en) 2012-10-22 2017-08-30 株式会社東芝 Power switchgear and its operating mechanism
JP2019050684A (en) * 2017-09-11 2019-03-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 Controller of power steering device
JP2024008517A (en) * 2022-07-08 2024-01-19 株式会社日立製作所 Motor control device, motor control method, and elevator device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2629714C2 (en) * 2016-02-24 2017-08-31 Акционерное общество "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" (АО "ОНИИП") Multilayer multifunction gis board and method of its manufacture

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