JP5177133B2 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5177133B2
JP5177133B2 JP2009507457A JP2009507457A JP5177133B2 JP 5177133 B2 JP5177133 B2 JP 5177133B2 JP 2009507457 A JP2009507457 A JP 2009507457A JP 2009507457 A JP2009507457 A JP 2009507457A JP 5177133 B2 JP5177133 B2 JP 5177133B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic pole
pole position
motor
position estimation
axis
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.)
Active
Application number
JP2009507457A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2008120580A1 (ja
Inventor
淳一 渡辺
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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 Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2009507457A priority Critical patent/JP5177133B2/ja
Publication of JPWO2008120580A1 publication Critical patent/JPWO2008120580A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5177133B2 publication Critical patent/JP5177133B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

本発明は、磁極推定精度が確認できるモータ制御装置と磁極位置推定精度確認方法に関する。
図３は特許文献１に開示された初期磁極位置推定部を備えたモータ制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、１は速度制御部、２は電流制御部、３は２相／３相座標変換部、４はＰＷＭインバータ、５は電流検出器、６は３／２相座標変換器、８は速度信号生成部、２１はモータ、２２はエンコーダ（位置検出器）である。電源投入時に初期磁極位置推定部１０が、モータの磁極位置を推定して初期磁極位置をもとめ、それ以後はエンコーダの位置信号と初期推定磁極位置から推定磁極位置を生成する。速度制御部１は速度指令と速度信号の差をＰＩＤ制御処理をしてトルク指令を生成、さらにｄｑ軸電流指令に変換する。電流制御部２はｄｑ軸電流指令とｄｑ軸電流信号の差をＰＩＤ制御処理をしてｄｑ軸電圧指令を生成する。２／３相座標変換部３はｄｑ軸電圧指令をモータ電気角を使用して３相電圧指令に変換する。ＰＷＭインバータ４は３相電圧指令からＰＷＭ信号を生成し電力増幅してモータを駆動する。電流検出器５は３相のうち２相の電流信号Ｉｕ、Ｉｖを検出する。さらに２相の電流信号Ｉｕ、Ｉｖを加算符号反転し、電流信号Ｉｗを生成する。３／２相座標変換部は３相電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをモータ電気角を使用して２相の電流信号であるｄｑ軸電流信号を生成する。速度信号生成部８は位置信号を制御時間ごとに時間差分し速度信号を生成する。
図４は、図３の初期磁極位置推定部１０の内容を示したブロック図で、詳しくは特許文献１に開示されている。
図４の初期磁極位置推定部は、図５に示す２周期Ｓ字型の位置指令パターンを発生する位置指令波形発生部と、波形パターンが第１周期目（ｑ軸制御モード）か第２周期目（ｄ軸制御モード）かを判断するｄｑモード判断部と、ｄｑモードを切替えるｄｑモードスイッチと、ｄｑ軸切替え時に速度制御の積分項の異常を抑止する積分クリア部と、を備える。
さらに、ｑ軸制御モード部と、ｑ軸モードの位置指令パターンが単調増加している部位を判断する位置指令単調増加判断部と、ｑ軸メモリにｑ軸の瞬時初期推定値を記憶するｑ軸メモリ記憶部と、を備える。
さらに、ｄ軸モード制御部と、ｄ軸モードの位置指令パターンが単調増加している部位を判断する位置指令単調増加判断部と、ｑ軸メモリ呼び出し部と、瞬時ｄ軸電流指令とメモリに記憶している瞬時ｑ軸呼出し電流指令から任意推定初期磁極位置を選択する推定初期磁極位置演算部と、を備える。
さらに、デフォルト初期磁極位置と任意推定初期磁極位置を加えて最終的な補正初期磁極位置を求める初期磁極位置補正部と、を備え、初期磁極位置推定を行っている。これは、初期磁極位置推定の一例であり、その他の知られている初期磁極位置推定でもよい。
しかしながら、もとめられた初期推定磁極位置は誤差を含むため、最終的に正しいかどうか確認する必要があった。そのため、従来の磁極位置精度確認方法は、磁極位置推定終了後に磁極位置精度を確認するために、ある位置指令を与えて所定時間以内に位置決めが完了するかどうかを調べてＯＫかＮＧかの判断をしていた。
しかしながら、従来の磁極位置推定精度確認方法は、摩擦や制御ゲインの影響で、精度の良い磁極位置が推定できていてもＮＧと判断したり、磁極位置推定精度が悪くてもＯＫと判断したりする問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、精度の良い磁極位置が推定できていればＮＧと判断せず、磁極位置推定精度が悪い場合はＯＫと判断しない正確な磁極位置推定精度確認ができるモータ制御装置と磁極位置推定精度確認方法を提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、次のように構成した。
本発明の一の観点による発明は、ｄ軸電流指令とｄ軸電流検出信号との偏差からｄ軸電圧指令を生成すると共に、ｑ軸電流指令とｑ軸電流検出信号との偏差からｑ軸電圧指令を生成するｄｑ軸電流制御部と、２／３相座標変換部と、前記３相電圧指令を電力増幅してモータを駆動するインバータ部と、前記モータへの出力電流を検出し３相電流検出信号を生成する電流検出器と、３／２相座標変換部と、電源投入時に、前記モータの磁極位置がｄ軸方向を向くように、前記モータの初期磁極位置推定を行なって、磁極位置信号を生成する初期磁極位置推定部と、前記初期磁極位置推定後、前記モータのｄ軸方向のみに強制的に電流を流した際、前記モータが動いた移動角度が所定角度内にあるかどうかを確認する磁極位置推定精度確認部と、を備えるものである。
本発明によると、初期磁極位置推定後、モータのｄ軸方向に強制的に電流を流して移動角度を調べるので、磁極検出が推定できていればＮＧと判断せず、磁極位置精度が悪い場合はＯＫと判断しない正確な磁極位置推定精度確認ができるモータ制御装置と磁極位置推定精度確認方法を提供できる。
本発明の実施例１の構成を示すブロック図である。 本発明の実施例２の磁極推定精度確認方法を示すフローチャートである。 従来例の構成を示すブロック図である。 従来例の磁極推定部を示すブロック図である。 初期磁極推定部の一例としてのＳ字型位置指令パターンを示す図である。 磁極推定精度確認方法を説明するための説明図である。
符号の説明
１ 速度制御部
２ 電流制御部
３ ２／３相座標変換器
４ ＰＷＭインバータ
５ 電流検出器
６ ３／２相座標変換器
７ 位置信号生成部
８ 速度信号生成部
９ 電気角生成部
１０ 初期磁極位置推定部
１１ 磁極位置推定精度確認部
１２ アラーム生成部
２１ モータ
２２ エンコーダ
１０１ 位置指令波形生成
１０２ ｄｑモード判断
１０３ ｄｑモードスイッチ
１０４ ｑ軸制御モードトルク指令→ｄ軸電流指令
１０５ 位置指令単調増加判断
１０６ ｑ軸記憶
１０７ ｄ軸制御モードトルク指令→ｄ軸電流指令
１０８ 位置指令単調増加判断
１０９ ｑ軸呼出
１１０ 推定初期磁極演算
１１１ 初期磁極補正
１１２ 速度制御積分クリア
１１３ 磁極位置推定精度確認
以下に本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明によるモータ制御装置の実施例１の構成を示すブロック図である。図１において、１は速度制御部、２は電流制御部、３は２／３相座標変換器、４はＰＷＭインバータ、５は電流検出器、６は３／２相座標変換器、７は位置信号生成部、８は速度信号生成部、９は電気角生成部、１０は初期磁極位置推定部、１１は磁極位置推定精度確認部、１２はアラーム生成部である。
電源投入時に初期磁極位置推定部１０が、モータの磁極位置を推定して初期磁極位置をもとめ、それ以後はエンコーダの位置信号と初期磁極位置から推定磁極位置を生成する。
速度制御部１は速度指令と速度信号の差をＰＩＤ制御処理をしてトルク指令を生成、さらにｄｑ軸電流指令に変換する。
電流制御部２はｄｑ軸電流指令とｄｑ軸電流信号の差をＰＩＤ制御処理をしてｄｑ軸電圧指令を生成する。
２／３相座標変換部３はｄｑ軸電圧指令をモータ電気角を使用して３相電圧指令に変換する。
ＰＷＭインバータ４は３相電圧指令からＰＷＭ信号を生成し電力増幅してモータを駆動する。
電流検出器５は３相の電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。
３／２相座標変換部６は３相電流信号Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをモータ電気角を使用して２相の電流信号であるｄｑ軸電流信号を生成する。
速度信号生成部８は位置信号を制御時間ごとに時間差分し速度信号を生成する。
磁極位置推定精度確認部１１は初期磁極位置推定後にモータにｄ軸方向に電流を流してロックし移動角度から磁極位置推定精度が所定角度内かどうか判断する。
アラーム生成部１２は磁極位置推定精度確認のトライ回数が所定回数に達したらアラームを生成し上位システムに出力する。
次に、磁極位置推定精度確認部の動作について説明する。推定精度確認は、初期磁極推定部がモータの磁極位置がｄ軸方向を向くように推定するのと、モータの磁極位置が電流を流した方向を向くという性質とを利用している。すなわち、初期磁極位置推定結果、磁極がｄ軸方向を向いていれば、次にｄ軸方向に強制的に電流を流しても回転することはなく、ロックした後移動角度を測定しても移動角度φ＝０になる。しかし、実際には正確な磁極位置推定ができるとは限らず図６のようにｄ軸が一点鎖線の方向に向いて推定することがある。本発明の磁極位置推定精度確認部は、モータのｄ軸方向に電流を強制的に流すことでモータを図５のｄ軸まで移動させ、移動角度φを推定誤差とする。また、移動角度φが所定角度未満であればＯＫ、以上であればＮＧとする。
移動角度φを判定する所定角度αは、例えば、モータの回転角度で±１０度が実用上問題のない値である。
図２は、磁極位置推定精度確認方法のフローチャートである。ステップＳＴ１で初期磁極位置を推定し、ステップＳＴ２でｄ軸方向に電流を流しモータをロックさせ、ステップＳＴ３で移動角を求め、ステップＳＴ４で移動角度φを所定角度αと比較し所定角度α以下なら精度ＯＫとし、移動角度を新たな補正角度として磁極位置を決定し電気角を補正する。
精度ＮＧの場合は、実施例２を実行する。移動角が所定角よりも大きい場合はステップＳＴ６でトライ回数をカウントアップし、ステップＳＴ７でトライ回数と所定回数ｎを比較し、所定回数未満なら初期磁極推定ステップにもどる。
トライ回数が所定回数ｎに達したらトライを断念しステップＳＴ８でアラームを出力する。
このように、本発明では、磁極位置確定後、モータのｄ軸方向に強制的に電流を流してロックし、移動角度を測定し、移動角度が所定角度α度以内にあるかどうかで精度確認を行い、精度が出ていない場合はＮＧ、精度が出ている場合はＯＫとするので安全で効率のよい運転ができるようになる。
なお、本発明の説明を回転型のモータで説明したが、リニア型のモータについても適用できる。また、本発明の初期磁極位置推定の説明は特許文献１の例で説明したが、一例であり、その他の知られている初期磁極位置推定でもよい。
本発明のモータ制御装置は、初期磁極位置推定後、正確な磁極位置推定精度確認ができるので、高効率化が必要なあらゆる産業分野への適用が期待できる。

Claims (3)

  1. ｄ軸電流指令とｄ軸電流検出信号との偏差からｄ軸電圧指令を生成すると共に、ｑ軸電流指令とｑ軸電流検出信号との偏差からｑ軸電圧指令を生成するｄｑ軸電流制御部と、
    ２／３相座標変換部と、
    前記３相電圧指令を電力増幅してモータを駆動するインバータ部と、
    前記モータへの出力電流を検出し３相電流検出信号を生成する電流検出器と、 ３／２相座標変換部と、
    電源投入時に、前記モータの磁極位置がｄ軸方向を向くように、前記モータの初期磁極位置推定を行なって、磁極位置信号を生成する初期磁極位置推定部と、
    前記初期磁極位置推定後、前記モータのｄ軸方向のみに強制的に電流を流した際、前記モータが動いた移動角度が所定角度内にあるかどうかを確認する磁極位置推定精度確認部と、を備えることを特徴とするモータ制御装置。
  2. 前記所定角度は任意に設定できるものであって、
    前記移動角度が前記所定角度以上である場合、前記磁極位置推定精度確認部が前記初期磁極位置推定を精度不良と判定し、前記初期磁極位置推定部が前記初期磁極位置推定を再度行ない、
    前記移動角度が前記所定角度未満である場合、前記磁極位置推定精度確認部が前記初期磁極位置推定を精度良と判定し、前記磁極位置信号を前記移動角度で補正することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
  3. 前記初期磁極位置推定部が、前記初期磁極位置推定を再度行なう回数が所定回数に達した場合、アラーム信号を出力することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
JP2009507457A 2007-03-28 2008-03-19 モータ制御装置 Active JP5177133B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009507457A JP5177133B2 (ja) 2007-03-28 2008-03-19 モータ制御装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007085683 2007-03-28
JP2007085683 2007-03-28
PCT/JP2008/055034 WO2008120580A1 (ja) 2007-03-28 2008-03-19 モータ制御装置と磁極位置推定精度確認方法
JP2009507457A JP5177133B2 (ja) 2007-03-28 2008-03-19 モータ制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008120580A1 JPWO2008120580A1 (ja) 2010-07-15
JP5177133B2 true JP5177133B2 (ja) 2013-04-03

Family

ID=39808162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009507457A Active JP5177133B2 (ja) 2007-03-28 2008-03-19 モータ制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8049446B2 (ja)
JP (1) JP5177133B2 (ja)
TW (1) TW200908537A (ja)
WO (1) WO2008120580A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5711493B2 (ja) * 2010-09-30 2015-04-30 Thk株式会社 リニアモータの制御装置、及びリニアモータ装置
US8552672B2 (en) * 2010-10-19 2013-10-08 Teknic, Inc. Method and apparatus to drive two-phase motors from a three-phase bridge
JP5174205B2 (ja) 2011-04-01 2013-04-03 ファナック株式会社 同期モータの磁極位置を検出する検出装置およびこれを備える制御装置
CN103944474B (zh) * 2013-12-23 2018-07-13 上海大郡动力控制技术有限公司 快速求解永磁同步电机转子初始角位置的方法
DE102014226967A1 (de) * 2014-12-23 2016-06-23 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Bestimmen eines Statorstromvektors zum Starten einer Synchronmaschine eines Antriebs einer Personenbeförderungsvorrichtung
CN105486209A (zh) * 2015-11-27 2016-04-13 苏州朗高电机有限公司 一种磁阻旋变精度测量仪
CN107329101B (zh) * 2017-07-12 2020-06-16 日立电梯（中国）有限公司 永磁同步曳引机磁极码的校正方法和系统
CN110112981A (zh) * 2019-05-16 2019-08-09 珠海格力电器股份有限公司 电机控制系统、方法及电器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303090A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Oki Electric Ind Co Ltd モータの駆動方法
JP2003088166A (ja) * 2001-09-17 2003-03-20 Yaskawa Electric Corp Ａｃ同期モータの初期磁極推定装置
JP2005151752A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Fanuc Ltd 磁極位置検出装置
JP2006141123A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Toshiba Corp 回転機制御装置、回転機制御方法および洗濯機

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4814677A (en) * 1987-12-14 1989-03-21 General Electric Company Field orientation control of a permanent magnet motor
JP3401155B2 (ja) * 1997-02-14 2003-04-28 株式会社日立製作所 同期電動機制御装置および電気車
US6320349B1 (en) * 1997-02-14 2001-11-20 Satoru Kaneko Method of estimating field pole position of synchronous motor, motor controller, and electric vehicle
US6281656B1 (en) * 1998-09-30 2001-08-28 Hitachi, Ltd. Synchronous motor control device electric motor vehicle control device and method of controlling synchronous motor
JP4239372B2 (ja) * 1999-09-17 2009-03-18 株式会社安川電機 Ａｃ同期モータの初期磁極推定装置
JP3661572B2 (ja) * 2000-07-18 2005-06-15 日産自動車株式会社 インバーターの電流センサー診断装置
JP3529752B2 (ja) * 2001-02-16 2004-05-24 本田技研工業株式会社 Ｄｃブラシレスモータのロータ角度検出装置
JP3695342B2 (ja) * 2001-04-11 2005-09-14 株式会社日立製作所 電動機の制御装置
JP3914108B2 (ja) * 2002-07-15 2007-05-16 本田技研工業株式会社 Ｄｃブラシレスモータの制御装置
GB2428144B (en) * 2004-01-07 2007-09-19 Mitsubishi Electric Corp Motor Controller
JP4589093B2 (ja) * 2004-12-10 2010-12-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 同期モータ駆動装置及び方法
JP4085112B2 (ja) * 2006-01-31 2008-05-14 ファナック株式会社 モータ制御方法およびモータ制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01303090A (ja) * 1988-05-30 1989-12-06 Oki Electric Ind Co Ltd モータの駆動方法
JP2003088166A (ja) * 2001-09-17 2003-03-20 Yaskawa Electric Corp Ａｃ同期モータの初期磁極推定装置
JP2005151752A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Fanuc Ltd 磁極位置検出装置
JP2006141123A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Toshiba Corp 回転機制御装置、回転機制御方法および洗濯機

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008120580A1 (ja) 2008-10-09
JPWO2008120580A1 (ja) 2010-07-15
TW200908537A (en) 2009-02-16
US8049446B2 (en) 2011-11-01
US20090267547A1 (en) 2009-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5177133B2 (ja) モータ制御装置
JP3419725B2 (ja) 位置センサレスモータ制御装置
US7800336B2 (en) Control system for synchronous electric motor
CN106788045B (zh) 一种永磁同步电机模型预测pi动态权重并行控制方法
JP6488626B2 (ja) モータ制御装置、モータシステム、モータ制御プログラム
JP4926492B2 (ja) モータ制御装置
US20140225540A1 (en) Control apparatus for ac motor
JP6091446B2 (ja) 電動機制御装置
JP2010029030A (ja) モータ制御装置
KR20070094488A (ko) 스테핑 모터의 제어장치
JP2004112942A (ja) 電動機械制御装置、電動機械制御方法及びそのプログラム
JPH08308286A (ja) 同期電動機の回転角速度検出装置、回転角度検出装置ならびに同期電動機の制御装置及び制御方法
JP5370677B2 (ja) モータ制御装置
JP2009254112A (ja) 回転機の角度推定装置
JP4367279B2 (ja) 同期モータの制御装置
JP5493546B2 (ja) リニア型永久磁石同期モータの制御装置
JP4735439B2 (ja) 永久磁石式同期電動機の初期磁極位置推定装置
JP4281316B2 (ja) 電動機械制御装置、電動機械制御方法及びプログラム
JP4026427B2 (ja) モーター制御装置
WO2021200389A1 (ja) モータ制御装置、モータシステム及びモータ制御方法
JP2010226827A (ja) モータ制御駆動装置及びモータ始動位置決め方法
JP2023048833A (ja) モータユニットの状態推定方法及び状態推定装置
JP4061446B2 (ja) 同期電動機の抵抗値同定方法とその制御装置
JP2009100544A (ja) モータ制御装置
WO2022168340A1 (ja) モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101019

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120814

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120920

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: 20121211

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5177133

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150