JP5502925B2 - 推定したモータ温度によりモータの過熱保護を行うモータ制御装置 - Google Patents
推定したモータ温度によりモータの過熱保護を行うモータ制御装置 Download PDFInfo
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Description
Tup(今回) = K×I2×{1-exp(-t/τ)}+ Tup(前回)×exp(-t/τ) (1)
Tup1 = I2 × (Kcon1 + Kfreq(F))×{1-exp(-t/τ)}+ Tup1’×exp(-t/τ) (2)
ここで、FはPWM周波数、Tup1は温度上昇量を算出する計算ループの今回の温度上昇量、tは時間を表し、Tup1’は温度上昇量を算出する計算ループの今回の1回前の温度上昇量を表す。
K = Kcon1 + Kfreq(F) (3)
ここで、上述のように、Kcon1はPWM周波数で変化しない発熱係数、Kfreq(F)はPWM周波数によって変化する補正係数、FはPWM周波数である。
Kfreq(F) = Kfreq0 × F0 / F (4)
Tm1=ΣTup1+Tm0 (5)
ここで、ΣTup1は、温度上昇量を算出する計算ループにおける積算値を表し、Tm0は、温度上昇量を算出する計算ループを開始する直前のモータ温度であって、通常は外部の環境の温度である。
Tup2=Icmd 2×(Kcon1+ Kfreq(F))×{1-exp(-t/τ)}+Tup2’×exp(-t/τ) (6)
ここで、FはPWM周波数、Tup2は温度上昇量を算出する計算ループの今回の温度上昇量、tは時間を表し、Tup2’は温度上昇量を算出する計算ループの今回の1回前の温度上昇量を表す。
Tm2=ΣTup2+Tm0 (7)
ここで、ΣTup2は、温度上昇量を算出する計算ループにおける積算値を表し、Tm0は、温度上昇量を算出する計算ループを開始する直前のモータ温度であって、通常は外部の環境の温度である。
Kmod(M) = MAX (0, G(M)) (8)
即ち、
(M≦1の場合) Kmod(M) = 0 (9)
(M>1の場合) Kmod(M) = G(M) (G(M)>0) (10)
と書き換えられる。ここで、Kmod(M)はPWM指令の変調度Mの関数、G(M)はPWM指令の変調度Mの多項式、MはPWM指令の変調度である。後述するように、温度推定部7は、関数Kmod(M)を使用し、該関数から計算される高調波成分によりモータ電流指令値Icmdを補正する。
Tup3=(Icmd 2+Kmod(M))×(Kcon1+Kfreq(F))×{1-exp(-t/τ)}+Tup3’×exp(-t/τ) (11)
ここで、FはPWM周波数、Tup3は温度上昇量を算出する計算ループの今回の温度上昇量、tは時間を表し、Tup3’は温度上昇量を算出する計算ループの今回の1回前の温度上昇量を表す。
Tm3=ΣTup3+Tm0 (12)
ここで、ΣTup3は、温度上昇量を算出する計算ループにおける積算値を表し、Tm0は、温度上昇量を算出する計算ループを開始する直前のモータ温度であって、通常は外部の環境の温度である。
1 電力変換装置
2 モータ電流制御部
3 PWM周波数設定部
4 発熱係数算出部
5 実電流値検出部
6 記憶部
7 温度推定部
7a 一次ローパスフィルタ
8 速度制御部
9 第1加算部
10 第2加算部
11 モータ電流指令値検出部
12 モータ電流指令値補正部
13 PWM指令変調度検出部
20 モータ
Claims (5)
- PWM制御を行うために直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換し、モータに印加する電力変換装置と、
モータに流れる電流を制御するモータ電流制御部と、
PWM周波数を設定するPWM周波数設定部と、
前記PWM周波数に基づいて発熱係数を算出する発熱係数算出部と、
モータに流れる実電流値を検出する実電流値検出部と、
モータの熱時定数を記憶する記憶部と、
前記発熱係数、前記実電流値、及び前記モータの熱時定数に基づいて、モータの温度を推定する温度推定部と、を有し、
前記モータ電流制御部は、前記温度推定部が推定した温度が所定の閾値を超えた場合に、モータに流れる電流を所定の値以下となるように減少させる、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - PWM制御を行うために直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換し、モータに印加する電力変換装置と、
モータに流れる電流を制御するモータ電流制御部と、
PWM周波数を設定するPWM周波数設定部と、
前記PWM周波数に基づいて発熱係数を算出する発熱係数算出部と、
モータに流れる電流を決定するためのモータ電流指令値を検出するモータ電流指令値検出部と、
モータの熱時定数を記憶する記憶部と、
前記発熱係数、前記モータ電流指令値、及びモータの熱時定数に基づいて、モータの温度を推定する温度推定部と、を有し、
前記モータ電流制御部は、前記温度推定部が推定した温度が所定の閾値を超えた場合に、モータに流れる電流を所定の値以下となるように減少させる、
ことを特徴とするモータ制御装置。 - PWM指令の変調度を検出するPWM指令変調度検出部と、前記PWM指令の変調度とモータ実電流の高調波成分との関係を示す関数を使用し、該関数から計算される高調波成分により前記モータ電流指令値を補正するモータ電流指令値補正部と、をさらに有する、請求項2に記載のモータ制御装置。
- 前記発熱係数算出部が算出する発熱係数は、PWM周波数によって変化しない発熱係数と、PWM周波数に対して反比例するように変化する補正係数との和であって、以下の式を用いて算出される、請求項1または2に記載のモータ制御装置。
K = Kcon1 + Kfreq(F)
Kcon1 :PWM周波数で変化しない発熱係数
Kfreq(F):PWM周波数に対して反比例するように変化する補正係数
F:PWM周波数 - 前記のモータ実電流の高調波成分を算出するための関数は、PWM指令の変調度が1以下の場合は値0をとり、変調度が1を超える場合は0より大きい値をとる関数であって、以下の式で表される、請求項3に記載のモータ制御装置。
(M≦1の場合) Kmod(M) = 0
(M>1の場合) Kmod(M) = G(M) (G(M)>0)
Kmod(M) :PWM指令の変調度の関数
G(M):PWM指令の変調度の多項式
M:PWM指令の変調度
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