JP5045541B2 - 多相回転機の制御装置 - Google Patents
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Description
電気角θ、誘起電圧の振幅値E,電流振幅値I、誘起電圧に対する電流iの位相差β、電動機10の抵抗R,電動機10のインダクタンスLを用いると、ゼロベクトル期間における電圧方程式は、以下の式(c1)となる。
上記の式(c1)において、電流iの変化di/dtを、単一の正弦関数にて表現すると以下となる。
ただし、
A=√{E・E+R・R・I・I+2ERIcosβ}/L …(c3)
Δθ=arctan{RIsinβ/E+RIcosβ} …(c4)
上記の式(c3)において、誘起電圧の振幅値Eは、電動機10の回転速度(電気角速度ω)に依存する。このため、電流変化の振幅は、誘起電圧に対する電流の位相差βと回転速度(電気角速度ω)とが固定されているなら、固定値となる。したがって、本実施形態では位相差βがゼロに固定されていることに鑑みれば、速度指令値ωdが固定されている状況下、ゼロベクトル期間における実際の電流変化の振幅が大きく変動するなら、電動機10の制御性が過度に低下する脱調状態にあると考えられる。
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
以下、第4の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
上記の式(c5)において、相電流iuがゼロとなるときには、下記の式が成立する。
上記の式(c6)によれば、相電流がゼロとなるときの誘起電圧euを、相電流の変化量によって表現することができる。特に、相電流がゼロとなるときの誘起電圧euをゼロとするためには、相電流がゼロとなるときに相電流の変化量もゼロとなるようにすればよい。したがって、位相設定部58では、相電流のゼロクロスタイミングと相電流の変化量のゼロクロスタイミングとの差をゼロにフィードバック制御すべく位相φを操作する。
以下、第5の実施形態について、先の第4の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
上記の式(c5)から上記の式(c6)を減算することで、下記の式(c8)が成立する。
ただし、「Iuv=iu−iv」、「eUV=eu−ev」である。ここで、線間電流Iuvがゼロであるゼロクロスタイミングにおいては、下記の式(c9)が成立する。
よって、相電流のときと同様に、線間電流についても、そのゼロクロスタイミング時には、線間電流の変化量が線間誘起電圧に比例する。そして、線間電流や線間誘起電圧は、相電流が正弦関数にて表現できる場合には、図11に示すように、相電流や相誘起電圧と「30°」ずれたものであるため、これら線間電流のゼロクロスタイミングと線間誘起電圧のゼロクロスタイミングとを一致させることで、最大トルク制御を実現することができる。
以下、第6の実施形態について、先の第5の実施形態との相違点を中心に、図面を参照しつつ説明する。
ここで、互いに近接したタイミングで短絡された2相の線間電流の変化量を検出するなら、この間に電動機10の回転を無視できるため、同一の誘起電圧のもとでの線間電流の変化量であるとみなすことができる。このため、互いに近接したタイミングにて検出された3つの線間電流の変化量から、線間電流の変化量の振幅値を検出することができる。なお、キルヒホッフの法則を用いるなら、3つの線間電流のうちの1つを消去し、α´β´座標系への座標変換の行列を2行2列によって表現することもできる。
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (9)
- 多相回転機の少なくとも2相が短絡されているときの前記短絡された任意の2相の電流差である線間電流及び前記多相回転機の全相が短絡されているときの相電流のいずれかである電流パラメータについて、その変化量を検出する変化量検出手段と、
前記変化量検出手段の検出値に基づき、前記電流パラメータの変化量の振幅値を検出する振幅値検出手段と、
前記振幅値検出手段の検出結果に基づき、前記多相回転機の脱調を検出する脱調検出手段とを備えることを特徴とする多相回転機の制御装置。 - 前記振幅値検出手段は、前記電流パラメータの変化量を低次元のベクトルに変換する場合の当該ベクトルのノルムに基づき前記振幅値を検出することを特徴とする請求項1記載の多相回転機の制御装置。
- 前記多相回転機に生じる逆起電力の位相に対する前記多相回転機を流れる電流の位相のずれを一定にしつつ前記多相回転機の回転速度を一定速度に制御する制御手段を更に備え、
前記脱調検出手段は、前記制御手段による制御時において、前記振幅値検出手段によって検出される振幅値の変化が所定以上である場合に前記脱調を検出することを特徴とする請求項1又は2記載の多相回転機の制御装置。 - 前記脱調検出手段は、前記振幅値検出手段によって互いに異なるタイミングで検出される複数個の検出値間の差に基づき、前記振幅値の変化を定量化することを特徴とする請求項3記載の多相回転機の制御装置。
- 前記脱調検出手段は、所定期間における前記振幅値検出手段による検出値の最大値及び最小値に基づき、前記振幅値の変化を定量化することを特徴とする請求項3記載の多相回転機の制御装置。
- 前記脱調検出手段は、前記所定期間を、前記多相回転機の回転速度に応じて可変設定することを特徴とする請求項5記載の多相回転機の制御装置。
- 前記多相回転機の回転速度の検出値及び指令値の少なくとも一方と、前記多相回転機を流れる電流の検出値及び前記多相回転機に対する電流の指令値の少なくとも一方とを入力として、前記振幅値を推定する振幅値推定手段を更に備え、
前記脱調検出手段は、前記振幅値検出手段によって検出される振幅値と前記振幅値推定手段によって推定される振幅値との乖離度合いに基づき、脱調を検出することを特徴とする請求項1又は2記載の多相回転機の制御装置。 - 前記変化量検出手段は、前記多相回転機の全相が短絡されているときの任意の2相の電流差である線間電流及び前記多相回転機の全相が短絡されているときの相電流のいずれかを前記電流パラメータとして、その変化量を検出することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の多相回転機の制御装置。
- 前記変化量検出手段は、前記多相回転機の一部の相が短絡されているときの前記短絡された任意の2相の電流差である線間電流を前記電流パラメータとして、その変化量を検出することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の多相回転機の制御装置。
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