JP5512054B1 - AC rotating machine control device - Google Patents

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Abstract

交流回転機の制御装置は、交流回転機位置情報を用いて、検出電流ベクトルを電流指令ベクトルに一致させるように電圧指令ベクトルを作成する交流回転機制御手段と、前記電圧指令ベクトルに基づき、交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段と、前記交流回転機における2次磁束ベクトルを演算する2次磁束ベクトル演算手段と、前記電圧指令ベクトル、前記検出電流ベクトル、及び前記2次磁束ベクトルに応じて、推定回転位置、及び推定速度を求めて出力する適応観測手段とを備え、前記適応観測手段は、前記2次磁束ベクトルの使用の有無を切換ゲインで切換可能であり、前記適応観測手段は、前記切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償する補償手段を有する。   The AC rotating machine control device uses AC rotating machine position information to generate an AC rotating machine control means for creating a voltage command vector so that the detected current vector matches the current command vector, and based on the voltage command vector, According to voltage application means for applying a voltage to the rotating machine, secondary magnetic flux vector calculating means for calculating a secondary magnetic flux vector in the AC rotating machine, the voltage command vector, the detected current vector, and the secondary magnetic flux vector Adaptive observation means for obtaining and outputting an estimated rotational position and an estimated speed, wherein the adaptive observation means can switch whether or not the secondary magnetic flux vector is used with a switching gain, and the adaptive observation means Compensating means for compensating for the fluctuation of the estimated speed that occurs when the switching gain is switched.

Description

本発明は、交流回転機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an AC rotating machine.

交流回転機の電圧および電流を回転2軸座標(d−q軸)上で扱い、永久磁石同期回転機を初めとする交流回転機の発生トルクを高応答・高精度で制御する手法として、公知であるベクトル制御がある。永久磁石同期回転機をベクトル制御する場合、電圧および電流の座標変換を施す際にロータ回転位置情報を用いるため、交流回転機に位置センサを取り付ける必要がある。しかし、位置センサを取り付けることにより、コストの増加、交流回転機寸法の増大、メンテナンス性の低下等のデメリットがある。そこで、このデメリットを解消するため、制御装置内で回転位置を推定することにより、位置センサレスでベクトル制御を行う手法が開発されている。   Known as a method for handling the voltage and current of an AC rotating machine on the rotating biaxial coordinates (dq axes) and controlling the torque generated by an AC rotating machine such as a permanent magnet synchronous rotating machine with high response and high accuracy. There is a vector control that is When performing vector control of a permanent magnet synchronous rotating machine, it is necessary to attach a position sensor to the AC rotating machine in order to use rotor rotational position information when performing voltage and current coordinate conversion. However, attaching the position sensor has disadvantages such as an increase in cost, an increase in dimensions of the AC rotating machine, and a decrease in maintainability. Therefore, in order to eliminate this disadvantage, a method of performing vector control without a position sensor by estimating a rotational position in a control device has been developed.

特許文献1には、同期電動機の制御装置において、適応オブザーバが、回転軸座標(d−q軸)上のd軸電圧指令、q軸電圧指令、d軸電流、及びq軸電流に基づいて回転子の角周波数を求めて出力し、積分器が回転子の角周波数を積分して回転子の回転位置を求めて出力することが記載されている。これにより、特許文献1によれば、適応オブザーバを回転軸座標上で構成しているので、高い回転速度で運転する時でも適応オブザーバに入力される電圧の周波数成分を直流にでき、安価な計算機を用いる場合であっても、高い回転速度で同期電動機を制御できるとされている。 Patent Document 1 discloses a control system for a synchronous motor, the adaptive observer, the d-axis voltage command on the rotation two-axis coordinate (d-q-axis), the q-axis voltage command, based on the d-axis current and q-axis current It is described that the angular frequency of the rotor is obtained and output, and the integrator obtains and outputs the rotational position of the rotor by integrating the angular frequency of the rotor. Thus, according to Patent Document 1, since the configuration of the adaptive observer on a rotating two-axis coordinates, can the frequency components of the voltage input to the adaptive observer even when operating at high rotational speeds in DC, inexpensive Even when a computer is used, the synchronous motor can be controlled at a high rotational speed.

特許文献2には、交流回転機の制御装置において、適応観測手段が、増幅偏差ベクトル、電流偏差ベクトル、及び電圧指令ベクトルに基づいて、推定磁束位相、推定電流ベクトル、推定磁束ベクトル、及び推定速度を出力することが記載されている。このとき、回転位置検出手段が交流回転機の回転位置を検出し、磁束ベクトル検出手段がその検出された回転位置から磁束ベクトルを検出して検出磁束ベクトルを適応観測手段へ出力する。適応観測手段は、推定速度が小さい速度範囲では、検出磁束ベクトル及び推定磁束ベクトルの磁束偏差ベクトルに乗算する増幅ゲインに所定の大きさを持たせ、それ以外の速度範囲では、磁束偏差ベクトルに乗算する増幅ゲインを零にする。これにより、特許文献1によれば、低速の速度範囲において、確実に発生する磁束偏差ベクトルを介して推定磁束位相の演算を実行して確実に交流回転機を制御でき、高速の速度範囲において、回転位置検出手段の位置検出精度が低下しても検出磁束ベクトルを利用することなく推定磁束位相を演算するので安定して交流回転機を制御できるとされている。   In Patent Document 2, in an AC rotating machine control apparatus, adaptive observation means uses an estimated magnetic flux phase, an estimated current vector, an estimated magnetic flux vector, and an estimated speed based on an amplified deviation vector, a current deviation vector, and a voltage command vector. Is output. At this time, the rotational position detection means detects the rotational position of the AC rotating machine, the magnetic flux vector detection means detects the magnetic flux vector from the detected rotational position, and outputs the detected magnetic flux vector to the adaptive observation means. The adaptive observation means gives a predetermined magnitude to the amplification gain that is multiplied by the detected magnetic flux vector and the magnetic flux deviation vector of the estimated magnetic flux vector in the speed range where the estimated speed is small, and multiplies the magnetic flux deviation vector in the other speed ranges. Set the amplification gain to zero. Thus, according to Patent Document 1, in the low speed range, it is possible to reliably control the AC rotating machine by calculating the estimated magnetic flux phase via the magnetic flux deviation vector that is reliably generated, and in the high speed range, It is said that even if the position detection accuracy of the rotational position detecting means is reduced, the estimated magnetic flux phase is calculated without using the detected magnetic flux vector, so that the AC rotating machine can be controlled stably.

国際公開第2002/091558号International Publication No. 2002/091558 国際公開第2010/109528号International Publication No. 2010/109528

特許文献1は、回転2軸座標上で動作する適応観測器により永久磁石同期回転機の回転位置および速度を推定し、位置センサレス制御を実現する手法について述べられている。しかし、零速において適応観測器の推定誤差である電流偏差が発生しないため、回転位置の推定が困難になる可能性がある。また、低速域において電圧誤差もしくは定数誤差の影響により、安定性および駆動性能が低下する可能性がある。   Patent Document 1 describes a method for realizing position sensorless control by estimating the rotational position and speed of a permanent magnet synchronous rotating machine with an adaptive observer operating on rotating biaxial coordinates. However, since there is no current deviation that is an estimation error of the adaptive observer at zero speed, it may be difficult to estimate the rotational position. In addition, stability and drive performance may be reduced due to the influence of voltage error or constant error in the low speed range.

特許文献2では、第2の回転位置検出手段、例えば交流回転機に直接取り付ける回転位置検出器もしくは永久磁石同期回転機の突極性を利用し推定された位置情報により作成した回転機2次磁束ベクトルを適応観測器に与えることにより、零速を含む低速域で安定に適応観測器を動作させる手法について述べられている。本方式は、適応観測器が単独で回転位置を推定可能な中・高速域においては、磁束偏差ベクトルに乗算する増幅ゲインを0とすることで、第2の回転位置検出手段を利用せずに適応観測器のみを動作させるよう切換えることが可能である。   In Patent Document 2, a rotating machine secondary magnetic flux vector created from position information estimated by using the saliency of second rotating position detecting means, for example, a rotating position detector or a permanent magnet synchronous rotating machine directly attached to an AC rotating machine. Describes a method for operating the adaptive observer stably in the low-speed range including zero speed. In this method, in the middle / high speed range where the adaptive observer can estimate the rotational position independently, the amplification gain multiplied by the magnetic flux deviation vector is set to 0, so that the second rotational position detecting means is not used. It is possible to switch to operating only the adaptive observer.

特許文献2に記載の発明は、特許文献1の問題を解決できるが、速度推定器の入力に第2の回転位置検出手段により作成した回転機2次磁束ベクトルが追加されるため、増幅ゲインを0とし、適応観測器単独動作に切換える際に、速度推定器の入力から回転機2次磁束ベクトルを含む項が瞬時に消失し、推定速度の不連続性が増大する可能性がある。   The invention described in Patent Document 2 can solve the problem of Patent Document 1, but since the rotating machine secondary magnetic flux vector created by the second rotational position detecting means is added to the input of the speed estimator, the amplification gain is increased. When it is set to 0 and the adaptive observer is switched to the single operation, the term including the rotating machine secondary magnetic flux vector is instantaneously lost from the input of the speed estimator, and the discontinuity of the estimated speed may increase.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、推定速度の不連続性を抑制できる交流回転機の制御装置を得ることを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the control apparatus of the alternating current rotating machine which can suppress the discontinuity of estimated speed.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面にかかる交流回転機の制御装置は、交流回転機位置情報を用いて、検出電流ベクトルを電流指令ベクトルに一致させるように電圧指令ベクトルを作成する交流回転機制御手段と、前記電圧指令ベクトルに基づき、交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段と、前記交流回転機における2次磁束ベクトルを演算する2次磁束ベクトル演算手段と、前記電圧指令ベクトル、前記検出電流ベクトル、及び前記2次磁束ベクトルに応じて、推定回転位置、及び推定速度を求めて出力する適応観測手段とを備え、前記適応観測手段は、前記2次磁束ベクトルの使用の有無を切換ゲインで切換可能であり、前記適応観測手段は、前記切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償する補償手段を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an AC rotating machine control device according to one aspect of the present invention uses an AC rotating machine position information to match a detected current vector with a current command vector. AC rotating machine control means for generating a voltage command vector, voltage applying means for applying a voltage to the AC rotating machine based on the voltage command vector, and a secondary magnetic flux vector for calculating a secondary magnetic flux vector in the AC rotating machine Computing means; and adaptive observation means for obtaining and outputting an estimated rotational position and an estimated speed according to the voltage command vector, the detected current vector, and the secondary magnetic flux vector, and the adaptive observation means, Whether or not a secondary magnetic flux vector is used can be switched by a switching gain, and the adaptive observation means can calculate a variation in the estimated speed that occurs when the switching gain is switched. It characterized in that it has a compensating means for amortization.

本発明によれば、補償手段は、切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償する。例えば、積分加算量演算器は、切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償するように補償量を演算し、その補償量を用いて加算量を生成して速度推定器へ供給する。これにより、速度推定器が、比例積分制御を行い比例積分制御の結果における積分項にその加算量を加算して推定速度を求めることができる。すなわち、切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償しながら推定速度をもとめることができるので、推定速度の不連続性を抑制できる。   According to the present invention, the compensation means compensates for the fluctuation in the estimated speed that occurs when the switching gain is switched. For example, the integral addition amount calculator calculates a compensation amount so as to compensate for a fluctuation in estimated speed that occurs when the switching gain is switched, generates an addition amount using the compensation amount, and supplies it to the speed estimator. To do. As a result, the speed estimator can perform proportional integral control and add the added amount to the integral term in the result of the proportional integral control to obtain the estimated speed. That is, since the estimated speed can be obtained while compensating for the fluctuation of the estimated speed that occurs when the switching gain is switched, the discontinuity of the estimated speed can be suppressed.

図1は、実施の形態1にかかる交流回転機の制御装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a control device for an AC rotating machine according to a first embodiment. 図2は、実施の形態1における適応観測器の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the adaptive observer in the first embodiment. 図3は、実施の形態1における2次磁束ベクトルを示したベクトル図である。FIG. 3 is a vector diagram showing the secondary magnetic flux vector in the first embodiment. 図4は、実施の形態1における切換ゲインKwと推定速度ωr^の関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the switching gain Kw and the estimated speed ωr ^ in the first embodiment. 図5は、実施の形態1における動作を、横軸を時間として示した図である。FIG. 5 is a diagram showing the operation in the first embodiment with time on the horizontal axis. 図6は、実施の形態2における適応観測器の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the adaptive observer in the second embodiment. 図7は、実施の形態2において減衰器を1次遅れ要素とした場合の加算量α’を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the addition amount α ′ when the attenuator is a first-order lag element in the second embodiment. 図8は、実施の形態2において減衰器を直線減衰とした場合の加算量α’を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the addition amount α ′ when the attenuator is linear attenuation in the second embodiment. 図9は、実施の形態3における適応観測器の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an adaptive observer in the third embodiment. 図10は、実施の形態3におけるKwfilの動作を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of Kwfil in the third embodiment.

以下に、本発明にかかる交流回転機の制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a control device for an AC rotating machine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
実施の形態1にかかる交流回転機の制御装置100について説明する。
Embodiment 1 FIG.
A control device 100 for an AC rotating machine according to a first embodiment will be described.

制御装置100は、交流回転機(例えば、永久磁石同期回転機)Mを可変速駆動する制御装置である。例えば、制御装置100は、適応観測手段(例えば、適応観測手段33)による推定回転位置および異なる第2の手段(例えば、回転位置検出手段34)により検出された交流回転機Mの検出回転位置を併用し、ベクトル制御を行う機能を有する。   The control device 100 is a control device that drives an AC rotating machine (for example, a permanent magnet synchronous rotating machine) M at a variable speed. For example, the control device 100 uses the estimated rotation position by the adaptive observation means (for example, the adaptive observation means 33) and the detected rotation position of the AC rotating machine M detected by a different second means (for example, the rotation position detection means 34). It has the function of performing vector control in combination.

具体的には、制御装置100は、図1に示す構成を有する。図1は、交流回転機の制御装置100の全体構成を示す図である。以下の説明において、適応観測器11が推定する回転機2次磁束ベクトルの方向をd軸とし、それに直交する方向をq軸とする。また、例えば、任意の固定2軸直交座標系としてα軸―β軸座標系を考え、例えばα軸を0[rad]とし、位相はα軸からd軸までの角度とする。このとき、固定3軸直交座標系(u軸−v軸−w軸座標系)のu軸とα軸とが一致していてもよい。   Specifically, the control device 100 has the configuration shown in FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a control device 100 for an AC rotating machine. In the following description, the direction of the rotating machine secondary magnetic flux vector estimated by the adaptive observer 11 is defined as the d axis, and the direction orthogonal thereto is defined as the q axis. Further, for example, an α axis-β axis coordinate system is considered as an arbitrary fixed two-axis orthogonal coordinate system, for example, the α axis is set to 0 [rad], and the phase is an angle from the α axis to the d axis. At this time, the u axis of the fixed three-axis orthogonal coordinate system (u-axis-v-axis-w-axis coordinate system) may coincide with the α-axis.

制御装置100は、交流回転機制御手段31、電圧印加手段5、電流検出手段6、回転位置検出手段34、2次磁束ベクトル演算手段32、及び適応観測手段33を備える。   The control device 100 includes an AC rotating machine control means 31, a voltage application means 5, a current detection means 6, a rotational position detection means 34, a secondary magnetic flux vector calculation means 32, and an adaptive observation means 33.

交流回転機制御手段31は、交流回転機位置情報を用いて、検出電流ベクトルを電流指令ベクトルに一致させるように電圧指令ベクトルを作成する。例えば、交流回転機制御手段31は、id指令演算器1、速度制御器2、3相/2相変換器8、電流制御器3、及び2相/3相変換器4を有する。   The AC rotating machine control means 31 uses the AC rotating machine position information to create a voltage command vector so that the detected current vector matches the current command vector. For example, the AC rotating machine control means 31 includes an id command calculator 1, a speed controller 2, a 3-phase / 2-phase converter 8, a current controller 3, and a 2-phase / 3-phase converter 4.

id指令演算器1は、idを常に0に制御するid=0制御等によりd軸電流指令id*を作成する。id指令演算器1は、作成されたd軸電流指令id*を電流制御器3へ供給する。   The id command calculator 1 creates a d-axis current command id * by id = 0 control or the like that always controls id to 0. The id command calculator 1 supplies the created d-axis current command id * to the current controller 3.

速度制御器2は、速度指令ω*を外部(例えば、図示しない上位のコントローラ)から受け、推定速度ωr^を適応観測手段33から受ける。速度制御器2は、推定速度ωr^を速度指令ω*に追従させるようにq軸電流指令iq*を作成する。速度制御器2は、作成されたq軸電流指令iq*を電流制御器3へ供給する。   The speed controller 2 receives the speed command ω * from the outside (for example, a host controller (not shown)) and receives the estimated speed ωr ^ from the adaptive observation means 33. The speed controller 2 creates a q-axis current command iq * so that the estimated speed ωr ^ follows the speed command ω *. The speed controller 2 supplies the created q-axis current command iq * to the current controller 3.

3相/2相変換器8は、検出された電流iu,iv,iwを電流検出手段6から受け、交流回転機位置情報として推定回転位置θ1を適応観測手段33から受ける。2相/3相変換器4は、推定回転位置θ1に基づいて、u軸−v軸−w軸座標系(固定座標系)の検出電流ベクトル(iu,iv,iw)をd軸−q軸座標系(回転座標系)の検出電流ベクトル(id,iq)に座標変換する。3相/2相変換器8は、変換された検出電流ベクトル(id,iq)を電流制御器3及び適応観測手段33へ供給する。   The three-phase / two-phase converter 8 receives the detected currents iu, iv, iw from the current detection means 6 and receives the estimated rotational position θ1 from the adaptive observation means 33 as AC rotating machine position information. The two-phase / three-phase converter 4 converts the detected current vector (iu, iv, iw) of the u-axis-v-axis-w-axis coordinate system (fixed coordinate system) based on the estimated rotational position θ1 to the d-axis-q-axis. Coordinates are converted to a detected current vector (id, iq) in the coordinate system (rotating coordinate system). The three-phase / two-phase converter 8 supplies the converted detected current vector (id, iq) to the current controller 3 and the adaptive observation means 33.

電流制御器3は、d軸電流指令id*をid指令演算器1から受け、q軸電流指令iq*を速度制御器2から受け、d軸検出電流id及びq軸検出電流iqを3相/2相変換器8から受ける。電流制御器3は、d軸検出電流idをd軸電流指令id*に追従させるようにd軸電圧指令vd*を作成するとともに、q軸検出電流iqをq軸電流指令iq*に追従させるようにq軸電圧指令vq*を作成する。   The current controller 3 receives the d-axis current command id * from the id command computing unit 1, receives the q-axis current command iq * from the speed controller 2, and receives the d-axis detection current id and the q-axis detection current iq in three phases / Received from the two-phase converter 8. The current controller 3 creates the d-axis voltage command vd * so that the d-axis detection current id follows the d-axis current command id *, and causes the q-axis detection current iq to follow the q-axis current command iq *. Q-axis voltage command vq * is created.

すなわち、電流制御器3は、検出電流ベクトル(id,iq)を電流指令ベクトル(id*,iq*)に一致させるように、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)を作成する。電流制御器3は、作成された電圧指令ベクトル(vd*,vq*)を、2相/3相変換器4及び適応観測手段33に出力する。   That is, the current controller 3 creates the voltage command vector (vd *, vq *) so that the detected current vector (id, iq) matches the current command vector (id *, iq *). The current controller 3 outputs the created voltage command vector (vd *, vq *) to the 2-phase / 3-phase converter 4 and the adaptive observation means 33.

2相/3相変換器4は、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)を電流制御器3から受け、交流回転機位置情報として推定回転位置θ1を適応観測手段33から受ける。2相/3相変換器4は、推定回転位置θ1に基づいて、d軸−q軸座標系(回転座標系)の電圧指令ベクトル(vd*,vq*)をu軸−v軸−w軸座標系(固定座標系)の電圧指令ベクトル(vu*,vv*,vw*)に座標変換する。2相/3相変換器4は、変換された電圧指令ベクトル(vu*,vv*,vw*)を電圧印加手段5へ供給する。   The two-phase / three-phase converter 4 receives the voltage command vector (vd *, vq *) from the current controller 3 and receives the estimated rotational position θ1 from the adaptive observation means 33 as AC rotating machine position information. The 2-phase / 3-phase converter 4 converts the voltage command vector (vd *, vq *) of the d-axis-q-axis coordinate system (rotation coordinate system) based on the estimated rotation position θ1 into the u-axis-v-axis-w-axis. Coordinates are converted to voltage command vectors (vu *, vv *, vw *) in the coordinate system (fixed coordinate system). The two-phase / three-phase converter 4 supplies the converted voltage command vector (vu *, vv *, vw *) to the voltage applying means 5.

電圧印加手段5は、電圧指令ベクトル(vu*,vv*,vw*)を2相/3相変換器4から受ける。電圧印加手段5は、電圧指令ベクトル(vu*,vv*,vw*)に基づいて、交流回転機Mに電圧を印加する。これに応じて、電圧印加手段5から交流回転機Mに電力が供給され、交流回転機Mが駆動される。   The voltage application means 5 receives voltage command vectors (vu *, vv *, vw *) from the two-phase / three-phase converter 4. The voltage applying means 5 applies a voltage to the AC rotating machine M based on voltage command vectors (vu *, vv *, vw *). In response to this, power is supplied from the voltage application means 5 to the AC rotating machine M, and the AC rotating machine M is driven.

電流検出手段6は、交流回転機に流れる電流iu,iv,iwを検出する。電流検出手段6は、例えば複数の電流検出器(例えば、複数のカレントトランス)6u〜6wを有し、複数の電流検出器6u〜6wを用いて、交流回転機に流れる電流iu,iv,iwを検出する。電流検出手段6は、検出された電流iu,iv,iwを3相/2相変換器8に供給する。   The current detection means 6 detects currents iu, iv, iw flowing through the AC rotating machine. The current detection means 6 includes, for example, a plurality of current detectors (for example, a plurality of current transformers) 6u to 6w, and the currents iu, iv, iw flowing through the AC rotating machine using the plurality of current detectors 6u to 6w. Is detected. The current detection means 6 supplies the detected currents iu, iv, iw to the three-phase / two-phase converter 8.

回転位置検出手段34は、交流回転機の回転位置θrを検出する。回転位置検出手段34は、例えば回転位置検出器(例えば、エンコーダ)9を有し、回転位置検出器9を用いて、交流回転機の回転位置θrを検出する。回転位置検出手段34は、検出回転位置θrを2次磁束ベクトル演算手段32へ供給する。   The rotational position detector 34 detects the rotational position θr of the AC rotating machine. The rotational position detector 34 includes, for example, a rotational position detector (for example, an encoder) 9 and detects the rotational position θr of the AC rotating machine using the rotational position detector 9. The rotational position detector 34 supplies the detected rotational position θr to the secondary magnetic flux vector calculator 32.

2次磁束ベクトル演算手段32は、検出回転位置θr及び推定回転位置θ1に応じて、例えば検出回転位置θr及び推定回転位置θ1の偏差に応じて、交流回転機Mにおける2次磁束ベクトルを演算する。例えば、2次磁束ベクトル演算手段32は、減算器22及び2次磁束演算器10を有する。   The secondary magnetic flux vector calculating means 32 calculates the secondary magnetic flux vector in the AC rotating machine M according to the detected rotational position θr and the estimated rotational position θ1, for example, according to the deviation between the detected rotational position θr and the estimated rotational position θ1. . For example, the secondary magnetic flux vector calculation means 32 includes a subtractor 22 and a secondary magnetic flux calculator 10.

減算器22は、検出回転位置θrを回転位置検出手段34から受け、推定回転位置θ1を適応観測手段33から受ける。減算器22は、検出回転位置θrから推定回転位置θ1を減算して位置偏差Δθを求めて2次磁束演算器10へ供給する。   The subtractor 22 receives the detected rotation position θr from the rotation position detection unit 34 and receives the estimated rotation position θ1 from the adaptive observation unit 33. The subtractor 22 subtracts the estimated rotational position θ1 from the detected rotational position θr to obtain a position deviation Δθ and supplies it to the secondary magnetic flux calculator 10.

2次磁束演算器10は、位置偏差Δθを減算器22から受ける。2次磁束演算器10は、位置偏差Δθから、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を作成する。2次磁束演算器10は、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を適応観測手段33に供給する。   Secondary magnetic flux calculator 10 receives position deviation Δθ from subtractor 22. The secondary magnetic flux calculator 10 creates a dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ from the position deviation Δθ. The secondary magnetic flux calculator 10 supplies the dq axis secondary magnetic flux vector φrL ^ to the adaptive observation means 33.

適応観測手段33は、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)、検出電流ベクトル(id,iq)、及びdq軸2次磁束ベクトルφrL^に応じて、推定回転位置θ1、及び推定速度ωr^を求めて出力する。例えば、適応観測手段33は、適応観測器11及び積分器7を有する。   The adaptive observation means 33 determines the estimated rotational position θ1 and the estimated speed ωr ^ according to the voltage command vector (vd *, vq *), the detected current vector (id, iq), and the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^. Find and output. For example, the adaptive observation unit 33 includes the adaptive observer 11 and the integrator 7.

適応観測器11は、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)を交流回転機制御手段31の電流制御器3から受け、検出電流ベクトル(id,iq)を交流回転機制御手段31の3相/2相変換器8から受け、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を2次磁束ベクトル演算手段32の2次磁束演算器10から受ける。適応観測器11は、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)、検出電流ベクトル(id,iq)、及びdq軸2次磁束ベクトルφrL^から、推定速度ωr^及び推定1次角周波数ω1を求める。適応観測器11は、推定速度ωr^を交流回転機制御手段31の速度制御器2へ供給し、推定1次角周波数ω1を積分器7へ供給する。   The adaptive observer 11 receives the voltage command vector (vd *, vq *) from the current controller 3 of the AC rotating machine control means 31 and receives the detected current vector (id, iq) from the three phases / phases of the AC rotating machine control means 31. The dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ is received from the secondary magnetic flux calculator 10 of the secondary magnetic flux vector calculator 32. The adaptive observer 11 obtains the estimated speed ωr ^ and the estimated primary angular frequency ω1 from the voltage command vector (vd *, vq *), the detected current vector (id, iq), and the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^. . The adaptive observer 11 supplies the estimated speed ωr ^ to the speed controller 2 of the AC rotating machine control means 31 and supplies the estimated primary angular frequency ω1 to the integrator 7.

積分器7は、推定1次角周波数ω1を適応観測器11から受ける。積分器7は、推定1次角周波数ω1を積分して推定回転位置θ1を求める。積分器7は、推定回転位置θ1を、交流回転機制御手段31の3相/2相変換器8、2相/3相変換器4、及び2次磁束ベクトル演算手段32の減算器22へそれぞれ供給する。 The integrator 7 receives the estimated primary angular frequency ω <b> 1 from the adaptive observer 11. The integrator 7 integrates the estimated primary angular frequency ω1 to obtain the estimated rotational position θ1. The integrator 7 sends the estimated rotational position θ1 to the 3-phase / 2-phase converter 8, the 2-phase / 3-phase converter 4 of the AC rotating machine control means 31, and the subtractor 22 of the secondary magnetic flux vector calculation means 32, respectively. Supply.

次に、適応観測器11の内部構成について図2を用いて説明する。図2は、適応観測器11の内部構成を示す図である。   Next, the internal configuration of the adaptive observer 11 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration of the adaptive observer 11.

適応観測器11は、図2に示すように、磁束・電流推定器12、速度推定器13、Kw演算器14、及び積分加算量演算器15を有する。   As shown in FIG. 2, the adaptive observer 11 includes a magnetic flux / current estimator 12, a speed estimator 13, a Kw calculator 14, and an integral addition calculator 15.

磁束・電流推定器12は、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)を交流回転機制御手段31の電流制御器3から受け、検出電流ベクトル(id,iq)を交流回転機制御手段31の3相/2相変換器8から受け、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を2次磁束ベクトル演算手段32の2次磁束演算器10から受ける。また、磁束・電流推定器12は、速度推定器13から推定速度ωr^を受ける。   The magnetic flux / current estimator 12 receives the voltage command vector (vd *, vq *) from the current controller 3 of the AC rotating machine control means 31, and receives the detected current vector (id, iq) of 3 of the AC rotating machine control means 31. The dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ is received from the secondary magnetic flux calculator 10 of the secondary magnetic flux vector calculation means 32. Further, the magnetic flux / current estimator 12 receives the estimated speed ωr ^ from the speed estimator 13.

磁束・電流推定器12は、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)、検出電流ベクトル(id,iq)、dq軸2次磁束ベクトルφrL^、及び推定速度ωr^から、推定1次磁束ベクトルφs^、推定2次磁束ベクトルφr^及び推定1次電流ベクトルis^を演算する。そして、磁束・電流推定器12は、検出1次電流ベクトルis=(id,iq)と推定1次電流ベクトルis^との電流偏差esを演算する。磁束・電流推定器12は、電流偏差esを速度推定器13へ供給するとともに、推定2次磁束ベクトルφr^を速度推定器13及び積分加算量演算器15へ供給する。   The magnetic flux / current estimator 12 calculates the estimated primary magnetic flux vector φs from the voltage command vector (vd *, vq *), the detected current vector (id, iq), the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^, and the estimated speed ωr ^. ^, The estimated secondary magnetic flux vector φr ^ and the estimated primary current vector is ^ are calculated. Then, the magnetic flux / current estimator 12 calculates a current deviation es between the detected primary current vector is = (id, iq) and the estimated primary current vector is ^. The magnetic flux / current estimator 12 supplies the current deviation es to the speed estimator 13 and also supplies the estimated secondary magnetic flux vector φr ^ to the speed estimator 13 and the integral addition amount calculator 15.

速度推定器(比例積分制御器)13は、電流偏差es及び推定2次磁束ベクトルφr^を磁束・電流推定器12から受け、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を2次磁束ベクトル演算手段32の2次磁束演算器10から受ける。また、速度推定器13は、加算量αを積分加算量演算器15から受け、切換ゲインKwをKw演算器14から受ける。   The speed estimator (proportional integral controller) 13 receives the current deviation es and the estimated secondary magnetic flux vector φr ^ from the magnetic flux / current estimator 12, and receives the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ of the secondary magnetic flux vector calculation means 32. Received from the secondary magnetic flux calculator 10. Speed estimator 13 receives addition amount α from integral addition amount calculator 15 and switching gain Kw from Kw calculator 14.

速度推定器13は、電流偏差es、推定2次磁束ベクトルφr^、dq軸2次磁束ベクトルφrL^、及び切換ゲインKwから比例積分制御を行い、比例積分制御の結果における積分項に加算量αを加算して、推定速度ωr^を求める。速度推定器13は、推定速度ωr^を、磁束・電流推定器12及びKw演算器14に供給するとともに、交流回転機制御手段31の速度制御器2に出力する。   The speed estimator 13 performs proportional integral control from the current deviation es, the estimated secondary magnetic flux vector φr ^, the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^, and the switching gain Kw, and adds an amount α to the integral term in the result of the proportional integral control. Are added to obtain the estimated speed ωr ^. The speed estimator 13 supplies the estimated speed ωr ^ to the magnetic flux / current estimator 12 and the Kw calculator 14 and outputs it to the speed controller 2 of the AC rotating machine control means 31.

Kw演算器14は、推定速度ωr^を速度推定器13から受ける。Kw演算器14は、推定速度ωr^に基づき、切換ゲインKwを作成する。例えば、Kw演算器14は、推定速度ωr^に基づき、切換ゲインKwを2値的に切り換える。   The Kw calculator 14 receives the estimated speed ωr ^ from the speed estimator 13. The Kw calculator 14 creates a switching gain Kw based on the estimated speed ωr ^. For example, the Kw calculator 14 switches the switching gain Kw in a binary manner based on the estimated speed ωr ^.

例えば、Kw演算器14は、推定速度ωr^が閾値ωk2を超えて大きくなったら、切換ゲインKwを第1の値から第2の値に切り換える。第1の値は、0より大きい値であって、例えば、1である。第2の値は、第1の値より0に近い値であって、例えば、0である。例えば、Kw演算器14は、推定速度ωr^が閾値ωk1を超えて小さくなったら、切換ゲインKwを第2の値から第1の値に切り換える。   For example, when the estimated speed ωr ^ increases beyond the threshold ωk2, the Kw calculator 14 switches the switching gain Kw from the first value to the second value. The first value is a value larger than 0, for example, 1. The second value is closer to 0 than the first value, and is 0, for example. For example, the Kw calculator 14 switches the switching gain Kw from the second value to the first value when the estimated speed ωr ^ becomes smaller than the threshold value ωk1.

なお、上り方向の閾値ωk2と下り方向の閾値ωk1とは、例えば、互いにことなる値であってもよい。例えば、図4に示すように、閾値ωk2は、閾値ωk1より大きな値であってもよい。   Note that the upward threshold ωk2 and the downward threshold ωk1 may be different from each other, for example. For example, as shown in FIG. 4, the threshold value ωk2 may be a value larger than the threshold value ωk1.

Kw演算器14は、切換ゲインKwを積分加算量演算器15及び速度推定器13へ供給する。   The Kw calculator 14 supplies the switching gain Kw to the integral addition amount calculator 15 and the speed estimator 13.

積分加算量演算器15は、推定2次磁束ベクトルφr^を磁束・電流推定器12から受け、切換ゲインKwをKw演算器14から受け、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を2次磁束ベクトル演算手段32の2次磁束演算器10から受ける。積分加算量演算器15は、切換ゲインKwの変化に応じて、速度推定器(比例積分制御器)13の積分項に加算する加算量αを演算する。積分加算量演算器15は、加算量αを速度推定器13へ供給する。   The integral addition amount calculator 15 receives the estimated secondary magnetic flux vector φr ^ from the magnetic flux / current estimator 12, receives the switching gain Kw from the Kw calculator 14, and calculates the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ as a secondary magnetic flux vector. Received from the secondary magnetic flux calculator 10 of the means 32. The integral addition amount calculator 15 calculates an addition amount α to be added to the integral term of the speed estimator (proportional integral controller) 13 according to the change of the switching gain Kw. The integral addition amount calculator 15 supplies the addition amount α to the speed estimator 13.

以下に、本発明の動作について説明する。ただし、id指令演算器1、速度制御器2、電流制御器3、2相/3相変換器4、電圧印加手段5、電流検出手段6、交流回転機M、3相/2相変換器8、回転位置検出器9は、本発明の本質ではないため、動作の詳細説明を省略する。   The operation of the present invention will be described below. However, id command calculator 1, speed controller 2, current controller 3, 2-phase / 3-phase converter 4, voltage application means 5, current detection means 6, AC rotating machine M, 3-phase / 2-phase converter 8 Since the rotational position detector 9 is not the essence of the present invention, detailed description of the operation is omitted.

2次磁束演算器10は、図3に示すように、回転位置検出器9により取得された検出回転位置θrと適応観測器11で推定された推定回転位置θ1との偏差である位置偏差Δθから、下記の数式2,3に示す演算を行い、下記の数式1に示すdq軸2次磁束ベクトルφrL^を作成する。   As shown in FIG. 3, the secondary magnetic flux calculator 10 uses a position deviation Δθ that is a deviation between the detected rotational position θr acquired by the rotational position detector 9 and the estimated rotational position θ1 estimated by the adaptive observer 11. Then, calculations shown in the following formulas 2 and 3 are performed to create a dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ shown in the following formula 1.

例えば、任意の固定2軸直交座標系としてα軸―β軸座標系を考えると、数式2に示すd軸2次磁束φdrL^、数式3に示すq軸2次磁束φqrL^、数式1に示すdq軸2次磁束ベクトルφrL^は、ぞれぞれ、図3に示すように表される。   For example, when an α-axis-β-axis coordinate system is considered as an arbitrary fixed two-axis orthogonal coordinate system, a d-axis secondary magnetic flux φdrL ^ shown in Formula 2, a q-axis secondary magnetic flux φqrL ^ shown in Formula 3, and a formula 1 Each of the dq-axis secondary magnetic flux vectors φrL ^ is expressed as shown in FIG.

なお、数式2,3において、φfは予め制御装置100に設定された誘起電圧定数である。また、適応観測手段33による推定回転位置θ1と回転位置検出手段34による検出回転位置θrとがあれば位置偏差Δθおよび2次磁束ベクトルを求めることができるため、θrを得る手段は本発明の本質ではない。検出回転位置θrを得る他の手段として、例えば交流回転機Mが永久磁石同期回転機である場合に交流回転機Mの突極性を利用した位置推定手段がある。すなわち、回転位置検出手段34は、回転位置検出器9に代えて交流回転機Mの突極性を利用した位置推定手段を有していてもよい。また、その突極性を利用する場合、位置偏差Δθを直接求める方式とすることも可能であるが、その場合にも本発明は適用可能である。   In Equations 2 and 3, φf is an induced voltage constant set in the control device 100 in advance. Further, if there is an estimated rotational position θ1 by the adaptive observation means 33 and a detected rotational position θr by the rotational position detection means 34, the position deviation Δθ and the secondary magnetic flux vector can be obtained, so that means for obtaining θr is the essence of the present invention. is not. As another means for obtaining the detected rotational position θr, for example, there is a position estimation means that uses the saliency of the AC rotating machine M when the AC rotating machine M is a permanent magnet synchronous rotating machine. That is, the rotational position detection means 34 may have a position estimation means that uses the saliency of the AC rotating machine M instead of the rotational position detector 9. Further, when the saliency is used, it is possible to directly obtain the position deviation Δθ. However, the present invention is also applicable to such a case.

Figure 0005512054
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磁束・電流推定器12は、例えば数式4、数式5、数式8、数式9により、電圧指令ベクトル(vd*,vq*)、検出電流ベクトル(id,iq)、dq軸2次磁束ベクトルφrL^、及び推定速度ωr^から、推定1次磁束ベクトルφs^、推定2次磁束ベクトルφr^及び推定1次電流ベクトルis^を演算する。そして、磁束・電流推定器12は、例えば数式6により、検出1次電流ベクトルis=(id,iq)と推定1次電流ベクトルis^との電流偏差esを演算する。このとき、磁束・電流推定器12は、例えば数式7により、推定2次磁束ベクトルφr^とdq軸2次磁束ベクトルφrL^との磁束偏差erをさらに演算してもよい。   The magnetic flux / current estimator 12 calculates the voltage command vector (vd *, vq *), the detected current vector (id, iq), the dq axis secondary magnetic flux vector φrL ^ by, for example, Formula 4, Formula 5, Formula 8, and Formula 9. And an estimated primary magnetic flux vector φs ^, an estimated secondary magnetic flux vector φr ^, and an estimated primary current vector is ^. Then, the magnetic flux / current estimator 12 calculates the current deviation es between the detected primary current vector is = (id, iq) and the estimated primary current vector is ^ using, for example, Equation 6. At this time, the magnetic flux / current estimator 12 may further calculate the magnetic flux deviation er between the estimated secondary magnetic flux vector φr ^ and the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ by using Equation 7, for example.

Figure 0005512054
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ここで、φs^は推定1次磁束ベクトル、φr^は推定2次磁束ベクトル、vsは1次電圧ベクトル、is^は推定1次電流ベクトル、isは検出1次電流ベクトル、Rは1次抵抗、Lは1次巻線インダクタンス、h1、h2、h3、h4は適応観測器ゲインである。   Where φs ^ is the estimated primary magnetic flux vector, φr ^ is the estimated secondary magnetic flux vector, vs is the primary voltage vector, is ^ is the estimated primary current vector, is is the detected primary current vector, and R is the primary resistance. , L is the primary winding inductance, and h1, h2, h3, and h4 are adaptive observer gains.

速度推定器3は、数式10に示すPI制御(比例積分制御)を行い、比例積分制御の結果における積分項(数式10における1/sに関連した項)に数式11に示す加算量αを加算して、推定速度ωr^を求める。 The speed estimator 13 performs the PI control (proportional integral control) shown in Equation 10, and adds the addition amount α shown in Equation 11 to the integral term (term related to 1 / s in Equation 10) in the result of the proportional integral control. The estimated speed ωr ^ is obtained by addition.

Figure 0005512054
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ここで、KapはPI制御器比例ゲイン、ωapiはPI制御器折れ点角周波数、sはラプラス演算子、Kwは切換ゲインであり、ωr^’は、加算量αが加算される前の推定速度である。   Here, Kap is a PI controller proportional gain, ωapi is a PI controller breakpoint angular frequency, s is a Laplace operator, Kw is a switching gain, and ωr ^ ′ is an estimated speed before the addition amount α is added. It is.

Kw演算器14は、推定速度ωr^に基づき、切換ゲインKwを作成する。図4に、切換ゲインKwと推定速度ωr^との関係を示す。閾値ωk1は、推定速度ωr^が小さくなっていく際の下り方向において切換を行う速度である。閾値ωk2は、推定速度ωr^が大きくなっていく際の上り方向において切換を行う速度である。図4に示すように、閾値ωk1及び閾値ωk2の間にヒステリシス特性を持たせることで、推定速度ωr^の振動成分により切換ゲインKwが高速に変化を繰り返さないようにすることができ、切換ゲインKwの切り換え動作を安定化できる。   The Kw calculator 14 creates a switching gain Kw based on the estimated speed ωr ^. FIG. 4 shows the relationship between the switching gain Kw and the estimated speed ωr ^. The threshold value ωk1 is a speed at which switching is performed in the downward direction when the estimated speed ωr ^ decreases. The threshold value ωk2 is a speed at which switching is performed in the upward direction when the estimated speed ωr ^ increases. As shown in FIG. 4, by providing a hysteresis characteristic between the threshold value ωk1 and the threshold value ωk2, the switching gain Kw can be prevented from repeatedly changing at high speed due to the vibration component of the estimated speed ωr ^. The switching operation of Kw can be stabilized.

積分加算量演算器15は、切換ゲインKwの値を参照し、加速度推定器のPI制御器積分項に加算する加算量αを演算する。数式11に加算量αに用いるべき補償量Δωrの演算式を示す。補償量Δωrは、数式11において、切換ゲインKwが切換わった際に変化する量に対応している。すなわち、積分加算量演算器15は、切換ゲインKwが切換わる際に生じる推定速度ωr^’の変動分を補償するように補償量Δωrを演算し、補償量Δωrを用いて加算量αを生成して速度推定器13へ供給する。これにより、速度推定器13は、比例積分制御を行い、比例積分制御の結果における積分項に加算量αを加算して、推定速度ωr^を求める。   The integral addition amount calculator 15 refers to the value of the switching gain Kw and calculates the addition amount α to be added to the PI controller integral term of the acceleration estimator. Formula 11 shows a calculation formula of the compensation amount Δωr to be used for the addition amount α. The compensation amount Δωr corresponds to the amount that changes when the switching gain Kw is switched in Equation 11. That is, the integral addition amount calculator 15 calculates the compensation amount Δωr so as to compensate for the fluctuation of the estimated speed ωr ^ ′ that occurs when the switching gain Kw is switched, and generates the addition amount α using the compensation amount Δωr. And supplied to the speed estimator 13. As a result, the speed estimator 13 performs proportional integral control, and adds the addition amount α to the integral term in the result of the proportional integral control to obtain the estimated speed ωr ^.

例えば、速度推定器13は、比例積分制御器13a、加算器13b、整定器13cを有する。比例積分制御器13aは、例えば数式10に示すような比例積分制御を行って推定速度ωr^’を演算して加算器13bへ供給する。整定器13cは、積分加算量演算器15から受けた加算量αを例えば比例積分制御器13aに設定された応答性で整定させながら、整定された加算量αを加算器13bへ供給する。加算器13bは、推定速度ωr^’に加算量αを加算して推定速度ωr^を求める。   For example, the speed estimator 13 includes a proportional-plus-integral controller 13a, an adder 13b, and a setter 13c. The proportional-plus-integral controller 13a performs proportional-integral control as shown in Equation 10, for example, calculates the estimated speed ωr ^ ', and supplies it to the adder 13b. The setter 13c supplies the set addition amount α to the adder 13b while setting the addition amount α received from the integral addition amount calculator 15 with the responsiveness set in the proportional integration controller 13a, for example. The adder 13b adds the addition amount α to the estimated speed ωr ^ 'to obtain the estimated speed ωr ^.

例えば、積分加算量演算器15は、切換ゲインKwが第1の値(例えば、1)から第2の値(例えば、0)に切換わることを認識した場合、補償量Δωrが加速度推定器13のPI制御器の積分項に加算されるように、加算量α=+Δωrとする(図5参照)。例えば、積分加算量演算器15は、逆に、切換ゲインKwが第2の値(例えば、0)から第1の値(例えば、1)に切換わることを認識した場合、補償量Δωrが加速度推定器13のPI制御器の積分項から減算されるように、加算量α=−Δωrとする(図5参照)。   For example, when the integral addition amount calculator 15 recognizes that the switching gain Kw is switched from a first value (for example, 1) to a second value (for example, 0), the compensation amount Δωr becomes the acceleration estimator 13. The amount of addition is α = + Δωr so as to be added to the integral term of the PI controller (see FIG. 5). For example, when the integral addition amount calculator 15 recognizes that the switching gain Kw is switched from the second value (for example, 0) to the first value (for example, 1), the compensation amount Δωr is accelerated. The addition amount α = −Δωr so that it is subtracted from the integral term of the PI controller of the estimator 13 (see FIG. 5).

Figure 0005512054
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図5は、本実施の形態の加減速時における主要変数の動作を、横軸を時間として記したものである。各区間に対し、動作の説明のためTP1〜TP5の番号を付した。TP1は停止から加速し、切換ゲインKwが第1の値(例えば、1)から第2の値(例えば、0)に切換わるまでの区間である。TP2は、切換ゲインKwが第2の値(例えば、0)に切換わってから加速終了するまでの区間である。TP3は加速終了から減速開始までの区間である。TP4は、減速開始からKwが第2の値(例えば、0)から第1の値(例えば、1)に切換わるまでの区間である。TP5は切換ゲインKwが第1の値(例えば、1)に切換わってから停止するまでの区間である。   FIG. 5 shows the operation of the main variable at the time of acceleration / deceleration according to the present embodiment with the horizontal axis as time. For each section, numbers TP1 to TP5 are given for the explanation of the operation. TP1 is an interval from acceleration from the stop until the switching gain Kw is switched from a first value (for example, 1) to a second value (for example, 0). TP2 is a section from when the switching gain Kw is switched to the second value (for example, 0) until the acceleration is finished. TP3 is a section from the end of acceleration to the start of deceleration. TP4 is a section from when deceleration starts until Kw switches from a second value (for example, 0) to a first value (for example, 1). TP5 is a section from when the switching gain Kw is switched to a first value (for example, 1) to when it stops.

例えば、切換ゲインKwが第1の値(例えば、1)から第2の値(例えば、0)に切換わる加速時の動作は次のようになる。区間TP1から区間TP2に移行する際、積分項に数式11で示す補償量Δωrに応じた加算量α=+Δωrを加算する。これにより、図5に示すように、推定速度ωr^の連続性を保持できる。積分項は、区間TP2以降において、速度推定のPI制御器に設定された応答性で整定する。例えば、加速度推定器13では、積分項に、数式11で示す補償量Δωrに応じた加算量αとして、+Δωrから徐々に(例えばPI制御器に設定された応答性で)0に近づいていく値を加算する。   For example, the operation during acceleration when the switching gain Kw is switched from a first value (for example, 1) to a second value (for example, 0) is as follows. When shifting from the section TP1 to the section TP2, the addition amount α = + Δωr corresponding to the compensation amount Δωr expressed by the equation 11 is added to the integral term. Thereby, the continuity of the estimated speed ωr ^ can be maintained as shown in FIG. The integral term is settled with the responsiveness set in the PI controller for speed estimation after the interval TP2. For example, in the acceleration estimator 13, the integral term is a value that gradually approaches 0 from + Δωr (for example, with the responsiveness set in the PI controller) as the addition amount α corresponding to the compensation amount Δωr shown in Equation 11. Is added.

例えば、切換ゲインKwが第2の値(例えば、0)から第1の値(例えば、1)に切換わる減速時の動作は次のようになる。区間TP4から区間TP5に移行する際、積分項に数式11で示す補償量Δωrに応じた加算量α=−Δωrを加算する。これにより、図5に示すように、推定速度ωr^の連続性を保持できる。積分項は、区間TP5以降において、速度推定のPI制御器に設定された応答性で整定する。例えば、加速度推定器13では、積分項に、数式11で示す補償量Δωrに応じた加算量αとして、−Δωrから徐々に(例えば、PI制御器に設定された応答性で)0に近づいていく値を加算する。   For example, the operation at the time of deceleration when the switching gain Kw is switched from the second value (for example, 0) to the first value (for example, 1) is as follows. When shifting from the section TP4 to the section TP5, the addition amount α = −Δωr corresponding to the compensation amount Δωr expressed by the equation 11 is added to the integral term. Thereby, the continuity of the estimated speed ωr ^ can be maintained as shown in FIG. The integral term is settled with the responsiveness set in the PI controller for speed estimation after the interval TP5. For example, in the acceleration estimator 13, the integral term gradually approaches 0 from −Δωr (for example, with the responsiveness set in the PI controller) as the addition amount α corresponding to the compensation amount Δωr shown in Equation 11. Add some value.

このような作用により、切換ゲインKw切換時の速度推定の不連続を抑制でき、滑らかな加減速を実現することができる。   With such an action, discontinuity in speed estimation when switching gain Kw is switched can be suppressed, and smooth acceleration / deceleration can be realized.

ここで、仮に、適応観測手段33が積分加算量演算器15を有しない場合を考える。この場合、例えば、適応観測手段33において速度推定器13が推定速度ωr^’を演算すると、切換ゲインKwが第1の値(例えば、1)から第2の値(例えば、0)に切換わる加速時に、例えば数式10に示すように、dq軸2次磁束ベクトルφrL^を含む項が瞬時に消失し、図5に一点鎖線で示すように、区間TP1から区間TP2にかけて推定速度ωr^’の不連続性が増大する可能性がある。あるいは、例えば、適応観測手段33において速度推定器13が推定速度ωr^’を演算すると、切換ゲインKwが第2の値(例えば、0)から第1の値(例えば、1)に切換わる加速時に、例えば数式10に示すように、消失していたdq軸2次磁束ベクトルφrL^を含む項が瞬時に出現し、図5に一点鎖線で示すように、区間TP4から区間TP5にかけて推定速度ωr^’の不連続性が増大する可能性がある。 Here, suppose that the adaptive observation means 33 does not have the integral addition amount calculator 15. In this case, for example, when the speed estimator 13 calculates the estimated speed ωr ^ ′ in the adaptive observation means 33, the switching gain Kw is switched from the first value (for example, 1) to the second value (for example, 0). At the time of acceleration, for example, as shown in Equation 10, the term including the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ disappears instantaneously, and the estimated speed ωr ^ 'from the interval TP1 to the interval TP2 as indicated by a one-dot chain line in FIG. Discontinuities can increase. Alternatively, for example, when the speed estimator 13 calculates the estimated speed ωr ^ ′ in the adaptive observation means 33, the acceleration at which the switching gain Kw is switched from the second value (for example, 0) to the first value (for example, 1). Occasionally, a term including the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ that has disappeared appears instantaneously as shown in Equation 10, for example, and the estimated speed ωr from the interval TP4 to the interval TP5 as indicated by a dashed line in FIG. The discontinuity of ^ 'may increase.

それに対して、実施の形態1では、交流回転機Mの制御装置100において、適応観測手段33が積分加算量演算器15を有する。積分加算量演算器15及び速度推定器13は、切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償する。例えば、積分加算量演算器15は、切換ゲインKwが切換わる際に生じる推定速度ωr^’の変動分を補償するように補償量Δωrを演算し、補償量Δωrを用いて加算量αを生成して速度推定器13へ供給する。これにより、速度推定器13が、比例積分制御を行い比例積分制御の結果における積分項に加算量αを加算して推定速度ωr^を求めることができるので、推定速度ωr^の不連続性を抑制できる。したがって、切換ゲインKwの切換え時の速度推定の不連続を解消でき、滑らかな加減速を実現することができる。   On the other hand, in the first embodiment, in the control device 100 for the AC rotating machine M, the adaptive observation means 33 includes the integral addition amount calculator 15. The integral addition amount calculator 15 and the speed estimator 13 compensate for fluctuations in the estimated speed that occur when the switching gain is switched. For example, the integral addition amount calculator 15 calculates the compensation amount Δωr so as to compensate for the fluctuation of the estimated speed ωr ^ ′ that occurs when the switching gain Kw is switched, and generates the addition amount α using the compensation amount Δωr. And supplied to the speed estimator 13. As a result, the speed estimator 13 can perform proportional integral control and add the addition amount α to the integral term in the result of the proportional integral control to obtain the estimated speed ωr ^. Can be suppressed. Therefore, the speed estimation discontinuity at the time of switching the switching gain Kw can be eliminated, and smooth acceleration / deceleration can be realized.

また、実施の形態1では、交流回転機Mの制御装置100において、適応観測手段33が、検出電流ベクトルis=(id,iq)及び推定電流ベクトルis^の偏差ベクトルesを無くすように速度推定器(比例積分制御器)13で比例積分制御して速度を推定する。このとき、積分加算量演算器15は、切換ゲインKwが切換わる際に生じる推定速度ωr^’の変動分を補償するように補償量Δωrを演算し、補償量Δωrを用いて加算量αを生成して速度推定器13へ供給する。速度推定器13は、比例積分制御器13aの積分項に推定速度の変動分を加算し、比例積分制御器13aに設定された応答性で整定させる。これにより、切換ゲインKwの切換え時における推定速度ωr^の連続性を向上できる。   In the first embodiment, in the control device 100 of the AC rotating machine M, the adaptive observation means 33 estimates the speed so as to eliminate the detected current vector is = (id, iq) and the deviation vector es of the estimated current vector is ^. The speed is estimated by proportional-integral control by a controller (proportional-integral controller) 13. At this time, the integral addition amount calculator 15 calculates the compensation amount Δωr so as to compensate for the fluctuation of the estimated speed ωr ^ ′ that occurs when the switching gain Kw is switched, and uses the compensation amount Δωr to calculate the addition amount α. Generated and supplied to the speed estimator 13. The speed estimator 13 adds the fluctuation amount of the estimated speed to the integral term of the proportional-plus-integral controller 13a, and settles with the responsiveness set in the proportional-plus-integral controller 13a. Thereby, the continuity of the estimated speed ωr ^ at the time of switching the switching gain Kw can be improved.

実施の形態2.
次に、実施の形態2にかかる交流回転機Mの制御装置200について説明する。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the control device 200 for the AC rotating machine M according to the second embodiment will be described. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

実施の形態1では、積分加算量演算器15により演算した加算量αを比例積分制御器13aに設定された応答性で整定させているが、実施の形態2では、加算量α自体に任意の減衰特性を持たせる。   In the first embodiment, the addition amount α calculated by the integral addition amount calculator 15 is settled with the responsiveness set in the proportional-plus-integral controller 13a. However, in the second embodiment, the addition amount α itself is arbitrarily set. Provide attenuation characteristics.

具体的には、制御装置200の適応観測手段233は、適応観測器11(図2参照)に代えて、図6に示すような適応観測器211を有する。適応観測器211は、速度推定器13(図2参照)に代えて速度推定器213を有し、加算器218及び減衰器219をさらに有する。図6は、適応観測器211の内部構成を示す図である。   Specifically, the adaptive observation means 233 of the control device 200 includes an adaptive observer 211 as shown in FIG. 6 instead of the adaptive observer 11 (see FIG. 2). The adaptive observer 211 includes a speed estimator 213 instead of the speed estimator 13 (see FIG. 2), and further includes an adder 218 and an attenuator 219. FIG. 6 is a diagram showing an internal configuration of the adaptive observer 211.

速度推定器213は、例えば、加算器13b及び整定器13cを有しない。例えば、速度推定器213の比例積分制御器13aは、比例積分制御を行い、求めた推定速度ωr^’を加算器218に供給する。   For example, the speed estimator 213 does not include the adder 13b and the setter 13c. For example, the proportional-integral controller 13 a of the speed estimator 213 performs proportional-integral control, and supplies the obtained estimated speed ωr ^ ′ to the adder 218.

減衰器219は、積分加算量演算器15によって得られた加算量αに任意の減衰特性を与え、減衰された加算量α’を加算器218に出力する。   The attenuator 219 gives an arbitrary attenuation characteristic to the addition amount α obtained by the integral addition amount calculator 15, and outputs the attenuated addition amount α ′ to the adder 218.

加算器218は、推定速度ωr^’と減衰された加算量α’とを加算して、推定速度ωr^を作成する。加算器218は、推定速度ωr^を、磁束・電流推定器12及びKw演算器14に供給するとともに、交流回転機制御手段31の速度制御器2に出力する。   The adder 218 adds the estimated speed ωr ^ ′ and the attenuated addition amount α ′ to create the estimated speed ωr ^. The adder 218 supplies the estimated speed ωr ^ to the magnetic flux / current estimator 12 and the Kw calculator 14 and outputs it to the speed controller 2 of the AC rotating machine control means 31.

例えば、減衰器219を数式12で示す1次遅れ要素とした場合の動作について説明する。図7に、横軸を時間にとった場合の加算量α’の動作を示す。切換時刻Tkにおいて減衰器219に加算量αが与えられ、その後は、減衰器219が加算量αを数式12に示す特性で減衰させる。減衰器219で減衰された加算量α’は、速度推定器213の出力(すなわち、推定速度ωr^’)に加算され、推定速度ωr^が作成される。   For example, the operation when the attenuator 219 is a first-order lag element represented by Expression 12 will be described. FIG. 7 shows the operation of the addition amount α ′ when the horizontal axis is time. The addition amount α is given to the attenuator 219 at the switching time Tk, and thereafter the attenuator 219 attenuates the addition amount α with the characteristic shown in Equation 12. The addition amount α ′ attenuated by the attenuator 219 is added to the output of the speed estimator 213 (that is, the estimated speed ωr ^ ′) to create the estimated speed ωr ^.

Figure 0005512054
Figure 0005512054

数式12において、τは時定数、sはラプラス演算子である。   In Equation 12, τ is a time constant and s is a Laplace operator.

あるいは、例えば、減衰器219を直線減衰特性とした場合の動作について説明する。図8に、減衰器219を直線減衰特性とした場合の減衰された加算量α’の動作を示す。切換時刻Tkにおいて減衰器219に加算量αが与えられ、その後は、減衰器219が加算量αを任意の減衰時間βで直線的に0まで減衰させる。減衰器219で減衰された加算量α’は、速度推定器213の出力(すなわち、推定速度ωr^’)に加算され、推定速度ωr^が作成される。   Alternatively, for example, an operation when the attenuator 219 has a linear attenuation characteristic will be described. FIG. 8 shows the operation of the attenuated addition amount α ′ when the attenuator 219 has a linear attenuation characteristic. The addition amount α is given to the attenuator 219 at the switching time Tk, and then the attenuator 219 linearly attenuates the addition amount α to 0 with an arbitrary attenuation time β. The addition amount α ′ attenuated by the attenuator 219 is added to the output of the speed estimator 213 (that is, the estimated speed ωr ^ ′) to create the estimated speed ωr ^.

このような作用により、切換ゲインKwの切換時の速度推定の不連続を解消でき、滑らかな加減速を実現することができる。   By such an action, discontinuity of speed estimation at the time of switching of the switching gain Kw can be eliminated, and smooth acceleration / deceleration can be realized.

以上のように、実施の形態2では、交流回転機Mの制御装置200において、適応観測手段233が、入力された信号を任意の特性で減衰させる減衰器219を有する。減衰器219は、加算量αを任意の減衰特性で減衰させて加算器218に供給する。加算器218は、速度推定器213で演算された推定速度ωr^’に、減衰器219で減衰された加算量α’を加算して、推定速度ωr^を求める。これにより、推定速度ωr^の不連続性をさらに抑制できる。   As described above, in the second embodiment, in the control device 200 for the AC rotating machine M, the adaptive observation unit 233 includes the attenuator 219 that attenuates the input signal with an arbitrary characteristic. The attenuator 219 attenuates the addition amount α with an arbitrary attenuation characteristic and supplies it to the adder 218. The adder 218 adds the addition amount α ′ attenuated by the attenuator 219 to the estimated speed ωr ^ ′ calculated by the speed estimator 213 to obtain the estimated speed ωr ^. Thereby, the discontinuity of the estimated speed ωr ^ can be further suppressed.

また、実施の形態2では、適応観測手段233において、減衰器219が、例えば、1次遅れ特性を有する。これにより、速度推定器213で演算された推定速度ωr^’に1次遅れ特性で減衰された加算量α’を加算して、推定速度ωr^を求めることができる。したがって、推定速度ωr^の不連続性が1次遅れ特性に対応したものである場合に、推定速度ωr^の不連続性を効果的に抑制できる。   In the second embodiment, in the adaptive observation means 233, the attenuator 219 has, for example, a first-order lag characteristic. Thus, the estimated speed ωr ^ can be obtained by adding the addition amount α ′ attenuated by the first-order lag characteristic to the estimated speed ωr ^ ′ calculated by the speed estimator 213. Therefore, when the discontinuity of the estimated speed ωr ^ corresponds to the first-order lag characteristic, the discontinuity of the estimated speed ωr ^ can be effectively suppressed.

また、実施の形態2では、適応観測手段233において、減衰器219が、例えば、直線減衰特性を有する。これにより、速度推定器213で演算された推定速度ωr^’に減衰器219で直線減衰特性で減衰された加算量α’を加算して、推定速度ωr^を求めることができる。したがって、減衰器219を簡易に構成できる。   In the second embodiment, in the adaptive observation unit 233, the attenuator 219 has, for example, a linear attenuation characteristic. Thus, the estimated speed ωr ^ can be obtained by adding the amount of addition α ′ attenuated by the linear attenuation characteristic by the attenuator 219 to the estimated speed ωr ^ ′ calculated by the speed estimator 213. Therefore, the attenuator 219 can be configured easily.

実施の形態3.
次に、実施の形態3にかかる交流回転機Mの制御装置300について説明する。以下では、実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 3 FIG.
Next, the control device 300 for the AC rotating machine M according to the third embodiment will be described. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

実施の形態1では、積分加算量演算器15により演算した加算量αを、速度推定器13の比例積分制御器13aの積分項に加算することで推定速度ωr^の連続性の確保を図っているが、実施の形態3では、切換ゲインKw自体に連続性を付与する。   In the first embodiment, the addition amount α calculated by the integral addition amount calculator 15 is added to the integral term of the proportional integral controller 13a of the speed estimator 13 to ensure the continuity of the estimated speed ωr ^. However, in the third embodiment, continuity is imparted to the switching gain Kw itself.

具体的には、制御装置300の適応観測手段333は、適応観測器11(図2参照)に代えて、図9に示すような適応観測器311を有する。適応観測器311は、速度推定器13(図2参照)に代えて速度推定器313を有し、積分加算量演算器15を有さず、連続特性付与器320をさらに有する。図9は、適応観測器311の内部構成を示す図である。   Specifically, the adaptive observation means 333 of the control device 300 includes an adaptive observer 311 as shown in FIG. 9 instead of the adaptive observer 11 (see FIG. 2). The adaptive observer 311 includes a speed estimator 313 instead of the speed estimator 13 (see FIG. 2), does not include the integral addition amount calculator 15, and further includes a continuous characteristic adder 320. FIG. 9 is a diagram illustrating an internal configuration of the adaptive observer 311.

連続特性付与器320は、入力される切換ゲインKwを時間的に連続に変化させる連続特性を付与するものであり、その出力を、連続特性が付与された切換ゲインKwfilとする。連続特性付与器320により切換ゲインKwに付与される連続特性は、切換ゲインKwに時間的な連続性を与える特性であればなんでも良い。例として、数式12及び図7に示す1次遅れ特性や、図8に示すような切換ゲインKwfilの切換時点から時間に比例し直線的に変化する特性がある。   The continuous characteristic imparting unit 320 imparts a continuous characteristic for continuously changing the input switching gain Kw in terms of time, and its output is a switching gain Kwfil to which the continuous characteristic is imparted. The continuous characteristic imparted to the switching gain Kw by the continuous characteristic imparting device 320 may be any characteristic that provides temporal continuity to the switching gain Kw. Examples include the first-order lag characteristic shown in Formula 12 and FIG. 7, and the characteristic that changes linearly in proportion to time from the switching time of the switching gain Kwfil as shown in FIG.

また、速度推定器313は、例えば、加算器13b及び整定器13cを有しない。例えば、速度推定器313の比例積分制御器313aは、例えば数式13に示す比例積分制御を行い、推定速度ωr^を求める。数式13は、切換ゲインKwを切換ゲインKwfilに変更している点が数式10と異なる。   Further, the speed estimator 313 does not include, for example, the adder 13b and the setter 13c. For example, the proportional-plus-integral controller 313a of the speed estimator 313 performs proportional-integral control shown in, for example, Expression 13 to obtain the estimated speed ωr ^. Formula 13 is different from Formula 10 in that the switching gain Kw is changed to the switching gain Kwfil.

Figure 0005512054
Figure 0005512054

図10に連続特性付与器320の特性を1次遅れ特性とした場合の主要変数の動作を示す。切換ゲインKwの値がステップ状に変化する切り換え点において、連続特性が付与された切換ゲインKwfilは、1次遅れ特性で連続的に変化する。これにより、数式13におけるdq軸2次磁束ベクトルφrL^を含む項を連続的に変化させることができる。   FIG. 10 shows the operation of main variables when the characteristic of the continuous characteristic assigner 320 is the first-order lag characteristic. At the switching point where the value of the switching gain Kw changes stepwise, the switching gain Kwfil to which the continuous characteristic is given continuously changes with the first order lag characteristic. Thereby, the term including the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ in Expression 13 can be continuously changed.

このような作用により、dq軸2次磁束ベクトルφrL^分の推定速度を連続的に変化させることができるため、切換ゲインKwの切換時の速度推定の不連続を解消でき、滑らかな加減速を実現することができる。   As a result, the estimated speed corresponding to the dq-axis secondary magnetic flux vector φrL ^ can be continuously changed, so that the discontinuity of speed estimation at the time of switching of the switching gain Kw can be eliminated, and smooth acceleration / deceleration can be achieved. Can be realized.

以上のように、実施の形態3では、交流回転機Mの制御装置300において、適応観測手段333が、入力された信号に時間的連続特性を付与する連続特性付与器320を有する。連続特性付与器320は、切換ゲインKwに時間的な連続特性を付与して、連続特性が付与された切換ゲインKwfilを速度推定器313へ供給する。これにより、速度推定器313の比例積分制御器313aは、連続特性が付与された切換ゲインKwfilを用いて比例積分制御を行い、推定速度ωr^を求めることができる。この結果、推定速度ωr^の不連続性を抑制できる。   As described above, in the third embodiment, in the control device 300 of the AC rotating machine M, the adaptive observation unit 333 includes the continuous characteristic imparting unit 320 that imparts temporal continuous characteristics to the input signal. The continuous characteristic imparting unit 320 imparts a temporal continuous characteristic to the switching gain Kw, and supplies the switching gain Kwfil to which the continuous characteristic is imparted to the speed estimator 313. Thereby, the proportional-plus-integral controller 313a of the speed estimator 313 can perform the proportional-integral control using the switching gain Kwfil to which the continuous characteristic is given, and can obtain the estimated speed ωr ^. As a result, the discontinuity of the estimated speed ωr ^ can be suppressed.

また、実施の形態3では、交流回転機Mの制御装置300において、適応観測手段333の連続特性付与器320の特性が、例えば、1次遅れ特性である。これにより、1次遅れ特性の連続特性が付与された切換ゲインKwfilを用いて比例積分制御を行い、推定速度ωr^を求めることができる。したがって、推定速度ωr^の不連続性が1次遅れ特性に対応したものである場合に、推定速度ωr^の不連続性を効果的に抑制できる。   In the third embodiment, in the control device 300 for the AC rotating machine M, the characteristic of the continuous characteristic assigner 320 of the adaptive observation unit 333 is, for example, a first-order lag characteristic. As a result, proportional integral control is performed using the switching gain Kwfil to which the continuous characteristic of the first-order lag characteristic is given, and the estimated speed ωr ^ can be obtained. Therefore, when the discontinuity of the estimated speed ωr ^ corresponds to the first-order lag characteristic, the discontinuity of the estimated speed ωr ^ can be effectively suppressed.

また、実施の形態3では、交流回転機Mの制御装置300において、適応観測手段333の連続特性付与器320の特性が、例えば、直線特性である。これにより、連続特性付与器320で直線特性の連続特性が付与された切換ゲインKwfilを用いて比例積分制御を行い、推定速度ωr^を求めることができる。したがって、連続特性付与器320を簡易に構成できる。   In the third embodiment, in the control device 300 for the AC rotating machine M, the characteristic of the continuous characteristic assigner 320 of the adaptive observation unit 333 is, for example, a linear characteristic. Accordingly, the proportional integral control is performed using the switching gain Kwfil to which the continuous characteristic of the linear characteristic is given by the continuous characteristic giving unit 320, and the estimated speed ωr ^ can be obtained. Therefore, the continuous characteristic imparting device 320 can be configured easily.

以上のように、本発明にかかる交流回転機の制御装置は、交流回転機の制御に有用である。   As described above, the control device for an AC rotating machine according to the present invention is useful for controlling the AC rotating machine.

5 電圧印加手段、31 交流回転機制御手段、32 2次磁束ベクトル演算手段、33,233,333 適応観測手段、100,200,300 制御装置、M 交流回転機。   5 Voltage application means, 31 AC rotating machine control means, 32 Secondary magnetic flux vector calculation means, 33, 233, 333 Adaptive observation means, 100, 200, 300 Controller, M AC rotating machine.

Claims (7)

交流回転機位置情報を用いて、検出電流ベクトルを電流指令ベクトルに一致させるように電圧指令ベクトルを作成する交流回転機制御手段と、
前記電圧指令ベクトルに基づき、交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記交流回転機における2次磁束ベクトルを演算する2次磁束ベクトル演算手段と、
前記電圧指令ベクトル、前記検出電流ベクトル、及び前記2次磁束ベクトルに応じて、推定回転位置、及び推定速度を求めて出力する適応観測手段と、
を備え、
前記適応観測手段は、適応観測器ゲインを有する磁束・電流推定器と、速度推定器と、切換ゲイン演算器と、連続特性付与器を有する補償手段と、を有し、
前記磁束・電流推定器は、前記電圧指令ベクトル、前記検出電流ベクトル及び前記2次磁束ベクトルをもとに、推定1次磁束ベクトル、推定2次磁束ベクトル及び推定1次電流ベクトルを演算し、
前記適応観測器ゲインは、前記推定1次電流ベクトルと前記検出電流ベクトルの偏差である電流偏差ベクトルと、前記推定2次磁束ベクトルと前記2次磁束ベクトルの偏差である磁束偏差ベクトルと、を増幅し、
前記速度推定器は、前記電流偏差ベクトル、前記推定2次磁束ベクトル及び前記2次磁束ベクトルから推定速度を演算し、
前記切換ゲイン演算器は、前記推定速度に基づいて生成され、前記交流回転機の加速開始後に切換ゲインがヒステリシス特性を持って切換えられるように該切換ゲインを演算し、
前記適応観測手段は、前記2次磁束ベクトルの使用の有無を前記切換ゲインで切換可能であり、
前記補償手段は、前記切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償し、
前記連続特性付与器は、前記切換ゲインが入力され、前記切換ゲインに時間的連続特性を付与して連続特性が付与された切換ゲインを出力し、
前記2次磁束ベクトル分の推定速度には前記連続特性が付与された切換ゲインにより時間的連続特性を付与し、前記適応観測器ゲインには時間的連続特性を付与せず、前記切換ゲインには前記連続特性付与器により時間的連続特性を付与する
ことを特徴とする交流回転機の制御装置。
AC rotating machine control means for creating a voltage command vector so that the detected current vector matches the current command vector using the AC rotating machine position information;
Voltage applying means for applying a voltage to the AC rotating machine based on the voltage command vector;
Secondary magnetic flux vector computing means for computing a secondary magnetic flux vector in the AC rotating machine;
Adaptive observation means for obtaining and outputting an estimated rotational position and an estimated speed according to the voltage command vector, the detected current vector, and the secondary magnetic flux vector;
With
The adaptive observation means includes a magnetic flux / current estimator having an adaptive observer gain, a speed estimator, a switching gain calculator, and a compensation means having a continuous property assigner,
The magnetic flux / current estimator calculates an estimated primary magnetic flux vector, an estimated secondary magnetic flux vector, and an estimated primary current vector based on the voltage command vector, the detected current vector, and the secondary magnetic flux vector,
The adaptive observer gain amplifies a current deviation vector which is a deviation between the estimated primary current vector and the detected current vector, and a magnetic flux deviation vector which is a deviation between the estimated secondary magnetic flux vector and the secondary magnetic flux vector. And
The speed estimator calculates an estimated speed from the current deviation vector, the estimated secondary magnetic flux vector, and the secondary magnetic flux vector,
The switching gain calculator is generated based on the estimated speed, and calculates the switching gain so that the switching gain is switched with hysteresis characteristics after the acceleration of the AC rotating machine is started.
The adaptive observation means can switch the use or non-use of the secondary magnetic flux vector with the switching gain,
It said compensation means, a variation in the estimated speed of the switching gain occurs when switched to compensation,
The continuous characteristic applying instrument, the switching gain are input, continuous characteristics Outputs switching gain granted to impart temporal continuity characteristic to the switching gain,
The estimated speed for the secondary magnetic flux vector is given a temporal continuity characteristic by the switching gain to which the continuous characteristic is given, the temporal continuity characteristic is not given to the adaptive observer gain, and the switching gain is A control device for an AC rotating machine, characterized in that a temporal continuous characteristic is imparted by the continuous characteristic imparting device.
前記連続特性付与器の特性は、1次遅れ特性である
ことを特徴とする請求項1に記載の交流回転機の制御装置。
The control device for an AC rotating machine according to claim 1, wherein the characteristic of the continuous characteristic imparting device is a first-order lag characteristic.
前記連続特性付与器の特性は、直線特性である
ことを特徴とする請求項1に記載の交流回転機の制御装置。
The control device for an AC rotating machine according to claim 1, wherein the characteristic of the continuous characteristic imparting device is a linear characteristic.
交流回転機位置情報を用いて、検出電流ベクトルを電流指令ベクトルに一致させるように電圧指令ベクトルを作成する交流回転機制御手段と、
前記電圧指令ベクトルに基づき、交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記交流回転機における2次磁束ベクトルを演算する2次磁束ベクトル演算手段と、
前記電圧指令ベクトル、前記検出電流ベクトル、及び前記2次磁束ベクトルに応じて、推定回転位置、及び推定速度を求めて出力する適応観測手段と、
を備え、
前記適応観測手段は、前記2次磁束ベクトルの使用の有無を切換ゲインで切換可能であり、
前記適応観測手段は、前記切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償する補償手段を有し、
前記適応観測手段は、
前記検出電流ベクトル及び推定電流ベクトルの偏差ベクトルを無くすように比例積分制御器で比例積分制御して速度を推定し、
前記補償手段は、前記比例積分制御器の積分項に前記推定速度の変動分に対応する加算量を加算する際に、前記加算量を前記比例積分制御器に設定された応答性で整定させる整定手段を有する
ことを特徴とする交流回転機の制御装置。
AC rotating machine control means for creating a voltage command vector so that the detected current vector matches the current command vector using the AC rotating machine position information;
Voltage applying means for applying a voltage to the AC rotating machine based on the voltage command vector;
Secondary magnetic flux vector computing means for computing a secondary magnetic flux vector in the AC rotating machine;
Adaptive observation means for obtaining and outputting an estimated rotational position and an estimated speed according to the voltage command vector, the detected current vector, and the secondary magnetic flux vector;
With
The adaptive observation means can switch whether or not the secondary magnetic flux vector is used with a switching gain,
The adaptive observation means includes a compensation means for compensating for an estimated speed fluctuation occurring when the switching gain is switched.
The adaptive observation means includes
Proportional integral control with a proportional integral controller to eliminate the deviation vector of the detected current vector and the estimated current vector to estimate the speed,
The compensation means, when adding an addition amount corresponding to the fluctuation amount of the estimated speed to the integral term of the proportional integration controller, settling the addition amount with the responsiveness set in the proportional integration controller A control device for an AC rotating machine, characterized in that it has means.
交流回転機位置情報を用いて、検出電流ベクトルを電流指令ベクトルに一致させるように電圧指令ベクトルを作成する交流回転機制御手段と、
前記電圧指令ベクトルに基づき、交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記交流回転機における2次磁束ベクトルを演算する2次磁束ベクトル演算手段と、
前記電圧指令ベクトル、前記検出電流ベクトル、及び前記2次磁束ベクトルに応じて、推定回転位置、及び推定速度を求めて出力する適応観測手段と、
を備え、
前記適応観測手段は、前記2次磁束ベクトルの使用の有無を切換ゲインで切換可能であり、
前記適応観測手段は、前記切換ゲインが切換わる際に生じる推定速度の変動分を補償する補償手段を有し、
前記適応観測手段は、入力された信号を任意の特性で減衰させる減衰器を有し、
前記補償手段は、前記推定速度の変動分に対応する加算量が前記減衰器により減衰された加算量を推定速度に加算する加算手段を有する
ことを特徴とする交流回転機の制御装置。
AC rotating machine control means for creating a voltage command vector so that the detected current vector matches the current command vector using the AC rotating machine position information;
Voltage applying means for applying a voltage to the AC rotating machine based on the voltage command vector;
Secondary magnetic flux vector computing means for computing a secondary magnetic flux vector in the AC rotating machine;
Adaptive observation means for obtaining and outputting an estimated rotational position and an estimated speed according to the voltage command vector, the detected current vector, and the secondary magnetic flux vector;
With
The adaptive observation means can switch whether or not the secondary magnetic flux vector is used with a switching gain,
The adaptive observation means includes a compensation means for compensating for an estimated speed fluctuation occurring when the switching gain is switched.
The adaptive observation means includes an attenuator that attenuates an input signal with an arbitrary characteristic,
The control device for an AC rotating machine, wherein the compensation means includes addition means for adding an addition amount obtained by attenuating an addition amount corresponding to the estimated speed fluctuation amount by the attenuator to the estimation speed.
前記減衰器は、1次遅れ特性を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の交流回転機の制御装置。
The control device for an AC rotating machine according to claim 5, wherein the attenuator has a first-order lag characteristic.
前記減衰器は、直線減衰特性を有する
ことを特徴とする請求項5に記載の交流回転機の制御装置。
The control device for an AC rotating machine according to claim 5, wherein the attenuator has a linear attenuation characteristic.
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