JP5562361B2 - 交流回転機の制御装置、及びその制御装置を備えた電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
前記第2の電圧印加手段は、前記第1の巻線に給電される電流と前記第2の巻線に給電される電流との偏差に基づいて前記第2の巻線に電圧を印加し、
前記第1の電圧印加手段が印加する相電圧と前記第1の巻線と前記第2の巻線との間の所定位相差で電圧を印加すると共に、前記第1の巻線に給電される電流に対して前記所定位相差の電流と前記第2の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還する交流回転機の制御装置において、
Nは任意の整数であって、前記第2の電圧印加手段は、前記第1の電圧印加手段が印加する相電圧と電気的に(30+60×N)度異なる位相差の電圧に対して、前記第1の巻線に給電される電流の各相間の偏差から前記第1の巻線に給電される電流と振幅が同じで電気的に(30+60×N)度異なる位相差の電流を演算し、(30+60×N)度異なる位相差の電流と前記第2の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還するものである。
図1は、この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。図1において、電圧指令演算手段1は、回転二軸(d−q軸)上の電圧指令vd*、vq*を演算する。交流回転機2は、第1の巻線U1、V1、W1、及び第2の巻線U2、V2、W2の多重巻線を具備する。なお、本実施の形態では交流回転機2として多重巻線を具備する永久磁石型同期機について説明するが、多重巻線を具備する界磁巻線型同期機や多重巻線を具備する誘導機であっても良い。
次に、この発明の実施の形態2に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態1で説明した交流回転機の制御装置では、第1の座標変換器12は、位置検出器11が検出した回転位置に基づいて、第1の巻線U1、V1、W1に給電される電流iu1、iv1、iw1を回転二軸(d−q軸)上の電流id、iqに座標変換し、電圧指令演算手段1は、交流回転機2に給電されるべき回転二軸(d−q軸)上の電流指令id*、iq*に前記回転二軸(d−q軸)上の電流id、iqが一致するように、回転二軸(d−q軸)上の電圧指令vd*、vq*を演算しているが、第1の巻線U1、V1、W1に給電される電流iu1、iv1、iw1と、第2の巻線U2、V2、W2に給電される電流iu2、iv2、iw2の加算した値を回転二軸(d−q軸)上の電流id、iqに座標変換するようにしても良い。
図3において、加算器31は、電流検出器5から得た電流iu1に電流検出器8から得た電流iu2を加算してiu12を出力する。同様に加算器32は、電流検出器6から得た電流iv1に電流検出器9から得た電流iv2を加算してiv12を出力する。同様に、加算器33は、電流検出器7から得た電流iw1に電流検出器10から得た電流iw2を加算してiw12を出力する。
次に、この発明の実施の形態3に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態1あるいは実施の形態2で説明した交流回転機2は、第1の巻線U1、V1、W1と第2の巻線U2、V2、W2を具備し、U1とU2、V1とV2、W1とW2のそれぞれは同位相となるものについて扱ったが、実施の形態3では、U1とU2、V1とV2、W1とW2のそれぞれについて位相差があるような交流回転機について説明する。図4は、実施の形態3に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図であり、前記実施の形態1あるいは実施の形態2と同一符号は、同一またはこれに相当する部分を示し、その説明を省略する。
次に、この発明の実施の形態4に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態3で説明した交流回転機の制御装置は、U1とU2、V1とV2、W1とW2のそれぞれについて60度の位相差があるような交流回転機2bを対象としたが、実施の形態4に係る交流回転機の制御装置は、U1とU2、V1とV2、W1とW2のそれぞれについて30度の位相差があるような交流回転機2cを対象とする。このような位相差を有する多重巻線の交流回転機はリプルを小さくしたり、効率を高くしたりできる。
図6において、交流回転機2cは、第1の巻線U1、V1、W1と第2の巻線U2、V2、W2を具備し、U1とU2の間には30度の位相差を有する。同様に、V1とV2の間にも30度の位相差を有しており、また、W1とW2の間にも30度の位相差を有している。ここで、第1の巻線U1、V1、W1に給電される電流iu1、iv1、iw1に着目すると、iu1と(iu1−iv1)との間には30度の位相差が存在し、(iu1−iv1)の振幅はiu1に対して√3倍である。同様に、iv1と(iv1−iw1)との間には30度の位相差が存在し、(iv1−iw1)の振幅はiv1に対して√3倍である。同様に、iw1と(iw1−iu1)との間には30度の位相差が存在し、(iw1−iu1)の振幅はiw1に対して√3倍である。
次に、この発明の実施の形態5に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態4では、電圧について30度の位相差を設ける演算として、定数設定器47と、減算器48と、第3の座標変換器49を具備して、回転二軸(d−q軸)上の電圧指令vd*、vq*を三相交流電圧指令vuv1*、vvw1*、vwu1*に座標変換することについて説明した。ここで、図7に示したN=0〜5に対応する位相差と該位相差を有する電圧を用いれば、定数設定器47と減算器48と座標変換器49を廃することが可能であり、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算をさらに削減することが可能である。
図8において、第2の電圧印加手段4dは、三相交流電圧指令vu1*、vv1*、vw1*に対して30度の位相差を有する三相交流電圧指令vuv1*、vvw1*、vwu1*を、三相交流電圧指令vu1*、vv1*、vw1*から演算する。
次に、この発明の実施の形態6に係る電動パワーステアリング装置について説明する。前記実施の形態1乃至実施の形態5においては、交流回転機の制御装置について説明したが、該交流回転機の制御装置によって操舵トルクを補助するトルクを発生させるようにして電動パワーステアリング装置を構成するようにしても良い。
図9において、運転手は、ハンドル61を左右に回転させて前輪62の操舵を行う。トルク検出手段63は、ステアリング系の操舵トルクを検出し、該検出トルクを電流指令演算手段64に出力する。電流指令演算手段64は、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを交流回転機2cが発生するように、トルク検出手段63の検出トルクと回転速度演算器65から得た回転速度とに基づいて、交流回転機2cに給電されるべき回転二軸(d−q軸)上の電流指令id*、iq*を演算し、出力する。交流回転機2cは、ギア66を介して操舵トルクを補助するトルクを発生する。
Claims (2)
- 回転二軸上の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づき、少なくとも第1の巻線と第2の巻線を具備する多重巻線交流回転機の前記第1の巻線に電圧を印加する第1の電圧印加手段と、
前記電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づき、前記第2の巻線に電圧を印加する第2の電圧印加手段と、を備え、
前記第2の電圧印加手段は、前記第1の巻線に給電される電流と前記第2の巻線に給電される電流との偏差に基づいて前記第2の巻線に電圧を印加し、
前記第1の電圧印加手段が印加する相電圧と前記第1の巻線と前記第2の巻線との間の所定位相差で電圧を印加すると共に、前記第1の巻線に給電される電流に対して前記所定位相差の電流と前記第2の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還する交流回転機の制御装置において、
Nは任意の整数であって、前記第2の電圧印加手段は、前記第1の電圧印加手段が印加する相電圧と電気的に(30+60×N)度異なる位相差の電圧に対して、前記第1の巻線に給電される電流の各相間の偏差から前記第1の巻線に給電される電流と振幅が同じで電気的に(30+60×N)度異なる位相差の電流を演算し、(30+60×N)度異なる位相差の電流と前記第2の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還することを特徴とする交流回転機の制御装置。 - 請求項1に記載の交流回転機の制御装置を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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