JP5416183B2 - 永久磁石同期電動機の制御装置 - Google Patents
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Description
IdRef′=IdRefcosΔθComp−IqRefsinΔθComp
の補正式により補正前D軸電流指令値IdRefを補正してD軸電流指令値IdRef′を出力する。
図1ないし図6を参照しながら第1の実施形態を説明する。図1は、永久磁石同期電動機(以下、電動機という)のセンサレス制御装置のブロック構成図である。主回路と座標変換器は図8に示したものと同一構成なので同一符号を付している。制御上用いる電動機2の推定された磁束軸をD軸とし、これに直交するトルク軸をQ軸とする。制御装置21は、誘起電圧のD軸成分を0に収束させることで磁束位置を推定するとともに最大トルク/電流制御を実行する。最大トルク/電流制御は、電動機2に流れる電流(例えば電流実効値)を最小としながら最大の出力トルクを得る制御である。
図7は、第2の実施形態を示す部分的なブロック構成図である。第1の実施形態と同様に不揮発性のメモリ26aには、補正角ΔθCompを含む種々のパラメータが記憶されている。補正角設定手段46は、電動機2の稼動運転前に負荷機等で所定の負荷を印加する試験運転を実行し、補正角ΔθCompを決定する。すなわち、試験運転において上述した(4)式と(5)式、(6)式と(7)式、(8)式と(7)式の何れかの補正式に適用する補正角ΔθCompの値を徐々に変化させ、電動機2に流れる電流の実効値が最小となる時の補正角ΔθCompをメモリ26aに書き込む。
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態の電流位相補正手段26は、オートチューニング等の実施により予めメモリ26aに記憶されている補正角をΔθComp-Adjust、Q軸電流iqのノミナル値例えば定格電流値をIq-nominal、Q軸電流指令値をIqRefとすれば、(25)式により補正角ΔθCompを決定する。この場合、電動機2に定格電流を流した状態でオートチューニングを行い、定格トルク近傍におけるQ軸インダクタンスLqを得て電気的定数として用いることが好ましい。
以上説明した複数の実施形態に加えて以下のような構成を採用してもよい。
第2の実施形態と第3の実施形態とを組み合わせて実施してもよい。
推定手段は、積分制御器32、35の少なくとも一方の出力を用いて速度推定値ωestおよび磁束位置θestを推定する構成であれば一次周波数推定手段41に限られない。
電動機2の電気的定数を得るためのオートチューニングは、実際の稼働負荷を与えた状態で実行してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (4)
- 永久磁石同期電動機の磁束軸方向成分であるD軸電流とこれに直交するトルク軸方向成分であるQ軸電流とを検出する電流検出手段と、
D軸電流指令値とD軸電流検出値との差およびQ軸電流指令値とQ軸電流検出値との差を入力とする比例制御器および積分制御器と、
前記比例制御器と積分制御器の出力の和に予め取得された前記永久磁石同期電動機の電気的定数に基づき非干渉化のためのフィードフォワード項を加算するフィードフォワード制御手段と、
前記積分制御器の出力を用いて回転子速度および回転子位置を推定する推定手段と、
速度指令値から前記推定手段により推定された回転子速度を減算して算出した速度偏差に対する補償演算を実行して前記Q軸電流指令値を出力する速度制御器と、
前記永久磁石同期電動機に流れる電流を最小としながら最大のトルクを得る最大トルク/電流制御の制御式に予め取得された前記永久磁石同期電動機の電気的定数を適用して補正前D軸電流指令値を出力するD軸電流指令手段と、
前記最大トルク/電流制御を実行する場合に、前記永久磁石同期電動機の電気的定数の誤差と前記回転子位置の推定誤差とに基づいて生じる前記補正前D軸電流指令値の設定ずれを補正可能なように決定された補正角ΔθCompと前記Q軸電流指令値IqRefとを用いて、
IdRef′=IdRefcosΔθComp−IqRefsinΔθComp
の補正式により前記補正前D軸電流指令値IdRefを補正して前記D軸電流指令値IdRef′を出力する電流位相補正手段とを備えていることを特徴とする永久磁石同期電動機の制御装置。 - 前記電流位相補正手段は、補正角ΔθCompの値が小さい場合の近似として、
IdRef′=IdRef−IqRefΔθComp
の補正式により前記補正前D軸電流指令値IdRefを補正して前記D軸電流指令値IdRef′を出力することを特徴とする請求項1記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 - 前記電流位相補正手段は、予め設定された補正角をΔθComp-Adjustとし、Q軸電流のノミナル値をIq-nominalとし、前記Q軸電流指令値をIqRefとした場合、
ΔθComp=ΔθComp-Adjust×|IqRef|/Iq-nominal
により前記補正角ΔθCompを決定することを特徴とする請求項1または2記載の永久磁石同期電動機の制御装置。 - 不揮発性メモリと、
前記永久磁石同期電動機の稼動運転前に所定の負荷を印加する試験運転を実行し、前記電流位相補正手段の補正式に適用する補正角ΔθCompの値を徐々に変化させ、前記永久磁石同期電動機に流れる電流が最小となる時の補正角を前記不揮発性メモリに保存する補正角設定手段とを備え、
前記電流位相補正手段は、稼動運転時において、前記不揮発性メモリに保存されている補正角を読み出し、その読み出した補正角に基づいて決定した補正角ΔθCompを前記補正式に適用することを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の永久磁石同期電動機の制御装置。
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