JP5176406B2 - 交流電動機の回転子位相速度推定装置 - Google Patents
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Description
(1)藍原隆司、「電動機の磁極位置検出装置」、特開平7−245981
(2)T.Aihara、A.Toba、T.Yanase、A.Mashimo、and K.Endo、“Sensorless Torque Control of Salient−Pole Synchronous Motor at Zero−Speed Operation”、IEEE Trans.on Power Electronics、Vol.14、No.1、pp.202−208(1999−1)
(3)セウン−キスル、ジョン−イクハ、「交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム」、特開2002−58294
(4)D.W.Chung、 J.I.Ha、 S.K.Sul、井出耕三、室北幾磨、沢俊裕、「誘導電動機の高周波電圧重畳による速度センサレスベクトル制御」、電気学会論文誌D、Vol.120、No.11、pp.1257−1264(2000−11)
(5)井手耕三、「同期電動機の磁極位置推定方法および制御装置」、特開2002−291283
(6)山本康弘、「PMモータの制御方法、および制御装置」、特開2003−153582
(7)J.H.Jang、S.K.Sul、J.I.Ha、K.Ide、and M.Sawamura:“Sensorless Drive of SMPM Motor by High−Frequency Signal Injection Based on Magnet Saliency”、Proc.of 17th IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition(APEC 2002)、Vol.1、pp.279−285(2002−3)
(8)山本康弘、「PMモータの制御装置」、特開2003−348896
(9)新中新二、「交流電動機の回転子位相速度推定装置」、特願2006−27662
(10)新中新二、「突極形永久磁石同期モータセンサレス駆動のための速応楕円形高周波電圧印加法の提案、高周波電流相関信号を入力とする一般化積分形PLL法による位相推定」、電気学会論文誌D、Vol.126、No.11、pp.1572−1584(2006−11)
(11)鷲尾宏、富樫仁夫、岸本圭司、「高周波電流相関信号を利用した突極形永久磁石同期モータの軸誤差推定法」、平成19年電気学会全国大会講演論文集、4、pp.195−196(2007−3)
(19)式は、応答高周波電流の長軸位相θγeは、回転子位相θγとは同一ではないが、回転子位相と相関を有していることを示している。図2(a)は、(19)、(20)式に基づき、周波数比|Kω|=|ω/ωh|=0.2を条件に、回転子位相と楕円長軸位相の関係を描画したものである。
同図より、回転子位相が約0.7(rad)以内であれば、回転子位相と長軸位相との間には正の相関が存在することが確認される。図3は、回転子位相が約0.7(rad)であることを条件に、応答高周波電流の楕円軌跡の様子を、概略的に示したものである。同図では、γδ座標系の基軸であるγ軸から位相を評価している。また、d軸位相が回転子位相を示している。応答高周波電流に対応した非真円形高周波電圧(すなわち、(9)式)は、これまでの説明と整合性が維持されるように、γδ座標系上で印加されているものとしている。
(a) γδ座標系上での応答高周波電流楕円長軸位相θγeを検出する。
軸から評価したγδ座標系の位相(γ軸位相と同義)を調整する(図1参照)。
回転子位相(d軸)に収斂したことを意味し(すなわち、γδ座標系が準同期座標系となったことを意味し)、α軸から評価したγδ座標系位相が、α軸から評価した回転子位相推定値となる(図1参照)。
(12)新中新二、「同期電動機のベクトル制御方法」、特開2002−051597
(13)新中新二、「交流電動機のベクトル制御方法及び同装置」、特開2002−171799
(14)新中新二、「同期リラクタンス電動機のベクトル制御方法及び同装置」、特開2002−199799
(15)新中新二、「交流電動機のベクトル制御方法及び同装置」、特開2003−274700
2 電力変換器
3 電流検出器
4a 3相2相変換器
4b 2相3相変換器
5a ベクトル回転器
5b ベクトル回転器
6 電流制御器
7 指令変換器
8 速度制御器
9 バンドストップフィルタ
10 位相速度推定器
10−1 非真円形高周波電圧指令器
10−2 正逆相成分抽出器
10−3 位相速度生成器
10−3a 長軸位相検出器
10−3b 位相同期器
11 係数器
12 余弦正弦信号発生器
Claims (3)
- 駆動基本周波数より高い周波数ωhの高周波信号の印加に対し回転子が突極特性を示す交流電動機のための駆動制御装置に使用される回転子位相速度推定装置であって、
回転子の位相に、ゼロ位相差で代表される一定位相差で同期を目指した準同期座標系上で、非真円形軌跡をもつ高周波数ωhの高周波信号を該交流電動機へ印加するようにした高周波信号印加手段と、
印加高周波信号に対応した応答高周波信号を検出処理して、高周波数ωhで回転する座標系上で直流となる空間的に高周波数ωhで正回転する応答高周波信号正相成分相当値と高周波−ωhで回転する座標系上で直流となる空間的に高周波−ωhで逆回転する応答高周波信号逆相成分相当値の少なくとも何れかを抽出する正逆相成分抽出手段と、
抽出した応答高周波信号正相成分相当値と応答高周波信号逆相成分相当値の少なくとも1つを用いて、該準同期座標系の位相と、準同期座標系位相と該一定位相差をもつ回転子位相の推定値あるいはこれと基本的に微積分関係にある回転子速度推定値の少なくとも1つとを、生成する回転子位相速度生成手段と、
を備えることを特徴とする回転子位相速度推定装置。 - 応答高周波信号正相成分相当値と応答高周波信号逆相成分相当値との両者を抽出するように該正逆相成分抽出手段を構成し、
かつ、抽出した応答高周波信号正相成分相当値と応答高周波信号逆相成分相当値との両者を用いて、先ず、該準同期座標系上で応答高周波信号が描く回転子位相自体と異なるが回転子位相と正相関をもつ楕円軌跡の長軸位相を検出し、次に、検出した長軸位相がゼロなどの予め決めた値に収斂するように、該準同期座標系の位相と、準同期座標系位相と該一定位相差をもつ回転子位相の推定値あるいはこれと基本的に微積分関係にある回転子速度推定値の少なくとも1つとを、生成するように該回転子位相速度生成手段を構成した、
ことを特徴とする請求項1記載の回転子位相速度推定装置。 - 該印加高周波信号を高周波電圧とし該応答高周波信号を高周波電流とすることを、または、該印加高周波信号を高周波電流とし該応答高周波信号を高周波電圧とすることを、特徴とする請求項1または請求項2記載の回転子位相速度推定装置。
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