JP6115392B2 - Motor control device - Google Patents

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Description

本発明は、巻線界磁モータの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a winding field motor.

非特許文献1や非特許文献2には、一般的な同期モータのベクトル制御が開示されている。   Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 disclose general vector control of a synchronous motor.

内藤治夫編著「実用モータドライブ制御系設計とその実際」、初版、日本テクノセンター、2006年2月20日、p191−230Edited by Haruo Naito, “Practical motor drive control system design and its actuality”, first edition, Nippon Techno Center, February 20, 2006, p191-230 杉本英彦他著「ACサーボシステムの理論と設計の実際」、第7版、総合電子出版社、2005年7月10日Hidehiko Sugimoto et al., “Theory and Design of AC Servo Systems”, 7th edition, General Electronic Publishing Company, July 10, 2005

ここで、上記非特許文献1や非特許文献2に記載されている同期モータの制御系を、巻線界磁モータに単純に適用すると、巻線界磁モータの界磁電圧は、界磁用電源電圧を上限として制限されるため、界磁電圧が界磁用電源電圧に達している状態では、界磁電流の応答性が遅くなる。この結果、モータ出力トルクの応答性が低下するという問題が生じる。   Here, when the synchronous motor control system described in Non-Patent Document 1 or Non-Patent Document 2 is simply applied to a winding field motor, the field voltage of the winding field motor is Since the power supply voltage is limited to the upper limit, the response of the field current is slow when the field voltage reaches the field power supply voltage. As a result, there arises a problem that the response of the motor output torque is lowered.

本発明は、巻線界磁モータの出力トルクの応答性を向上させる技術を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the technique which improves the responsiveness of the output torque of a winding field motor.

本発明によるモータ制御装置は、電流指令値に基づいて巻線界磁モータの制御を行う。このモータ制御装置において、巻線界磁モータの目標モータトルクに基づいて、界磁電流指令値を算出する界磁電流指令値算出手段と、目標モータトルクに基づいて、界磁電流よりも電流応答性が速い、巻線界磁モータのトルク成分である電流の第1の電流指令値を算出する第1電流指令値算出手段と、界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための第1の補充電流指令値を算出する第1の補充電流指令値算出手段と、第1の電流指令値に第1の補充電流指令値を加算して、補正後の第1の電流指令値を算出する第1の加算手段とを備える。   The motor control device according to the present invention controls the winding field motor based on the current command value. In this motor control device, a field current command value calculating means for calculating a field current command value based on the target motor torque of the winding field motor, and a current response more than the field current based on the target motor torque. First current command value calculating means for calculating a first current command value of a current that is a torque component of the winding field motor, and a desired torque that is not obtained due to a response delay of the field current First supplementary current command value calculating means for calculating a first supplementary current command value; and adding the first supplementary current command value to the first current command value, and obtaining a corrected first current command value. First adding means for calculating.

本発明によれば、界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための補充電流指令値を算出し、算出した補充電流指令値を、巻線界磁モータのトルク成分である電流の電流指令値に加算して補正後の電流指令値を算出するので、界磁電圧が上限値で制限されているような場合でも、モータの出力トルクの応答性を向上させることができる。   According to the present invention, a replenishment current command value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a response delay of the field current is calculated, and the calculated replenishment current command value is calculated based on a current that is a torque component of the winding field motor. Since the corrected current command value is calculated by adding to the current command value, the responsiveness of the motor output torque can be improved even when the field voltage is limited by the upper limit value.

図1は、第1の実施形態におけるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the motor control device according to the first embodiment. 図2は、トルク応答改善演算器の詳細な構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the torque response improvement computing unit. 図3は、第1の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the first embodiment. 図4は、第2の実施形態におけるトルク応答改善演算器の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a torque response improvement computing unit in the second embodiment. 図5は、第2実施形態におけるトルク応答改善演算器の別の構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing another configuration of the torque response improvement computing unit in the second embodiment. 図6は、第2実施形態におけるトルク応答改善演算器18のさらに別の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing still another configuration of the torque response improvement computing unit 18 in the second embodiment. 図7は、第2の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the second embodiment. 図8は、第3の実施形態におけるモータ制御装置の主要構成部を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram illustrating main components of the motor control device according to the third embodiment. 図9は、第3の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the third embodiment. 図10は、図6に示す第2の実施形態におけるモータ制御装置の構成に対して、フィルタを追加したブロック図である。FIG. 10 is a block diagram in which a filter is added to the configuration of the motor control device according to the second embodiment shown in FIG. 図11は、図10に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a control result of the motor control device having the configuration illustrated in FIG. 10. 図12は、図4の構成に対してフィルタを追加したブロック図である。12 is a block diagram in which a filter is added to the configuration of FIG. 図13は、図5の構成に対してフィルタを追加したブロック図である。FIG. 13 is a block diagram in which a filter is added to the configuration of FIG. 図14は、第4の実施形態におけるモータ制御装置の主要構成部を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram illustrating main components of a motor control device according to the fourth embodiment. 図15は、第4の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the fourth embodiment. 図16は、図6に示す第2の実施形態におけるモータ制御装置の構成に対して、下限リミッタを追加したブロック図である。FIG. 16 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of the motor control device in the second embodiment shown in FIG. 6. 図17は、図16に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating a control result of the motor control device having the configuration illustrated in FIG. 16. 図18は、図4の構成に対して下限リミッタを追加したブロック図である。18 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of FIG. 図19は、図5の構成に対して下限リミッタを追加したブロック図である。FIG. 19 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of FIG. 図20は、図2の構成に対して下限リミッタを追加したブロック図である。FIG. 20 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of FIG. 図21は、図20に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing a control result of the motor control device having the configuration shown in FIG. 図22は、図10の構成に対して下限リミッタを追加したブロック図である。FIG. 22 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of FIG. 図23は、図22に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a control result of the motor control device having the configuration shown in FIG. 図24は、図12の構成に対して下限リミッタを追加したブロック図である。FIG. 24 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of FIG. 図25は、図13の構成に対して下限リミッタを追加したブロック図である。FIG. 25 is a block diagram in which a lower limiter is added to the configuration of FIG.

<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態におけるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。このモータ制御装置は、例えば、電気自動車に適用される。なお、電気自動車以外に、例えば、ハイブリッド自動車や、自動車以外のシステムに適用することも可能である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the motor control device according to the first embodiment. This motor control device is applied to, for example, an electric vehicle. In addition to an electric vehicle, for example, the present invention can be applied to a hybrid vehicle or a system other than a vehicle.

モータ1は、三相交流巻線界磁モータである。モータ制御装置が電気自動車に適用される場合、モータ1は車両の駆動源となる。   The motor 1 is a three-phase AC winding field motor. When the motor control device is applied to an electric vehicle, the motor 1 serves as a vehicle drive source.

PWM変換器6は、三相電圧指令値V 、V 、V に基づいて、三相電圧型インバータ3のスイッチング素子(IGBTなど)のPWM_Duty駆動信号Duu 、Dul 、Dvu 、Dvl 、Dwu 、Dwl を生成する。 The PWM converter 6 generates PWM_Duty drive signals D uu * and D ul * for the switching elements (IGBT and the like) of the three-phase voltage type inverter 3 based on the three-phase voltage command values V u * , V v * and V w * . , D vu * , D vl * , D wu * , and D wl * are generated.

インバータ3は、PWM変換器6によって生成される駆動信号に基づいて、直流電源2の直流電圧を交流電圧V、V、Vに変換し、モータ1に供給する。直流電源2は、例えば積層型リチウムイオンバッテリである。 The inverter 3 converts the DC voltage of the DC power supply 2 into AC voltages V u , V v , V w based on the drive signal generated by the PWM converter 6 and supplies it to the motor 1. The DC power source 2 is, for example, a stacked lithium ion battery.

電流センサ4は、インバータ3からモータ1に供給される三相交流電流のうち、少なくとも2相の電流(例えば、U相電流i、V相電流i)を検出する。検出された2相の電流i、iは、A/D変換器7でデジタル信号ius、ivsに変換され、3相/d−q交流座標変換器11に入力される。なお、電流センサ4を2相のみに取り付ける場合、残りの1相の電流iwsは、次式(1)により求めることができる。

Figure 0006115392
The current sensor 4 detects at least two-phase current (for example, U-phase current i u and V-phase current i v ) among the three-phase AC current supplied from the inverter 3 to the motor 1. The detected two-phase currents i u and i v are converted into digital signals i us and i vs by the A / D converter 7 and input to the three-phase / dq AC coordinate converter 11. When the current sensor 4 is attached to only two phases, the remaining one-phase current i ws can be obtained by the following equation (1).
Figure 0006115392

磁極位置検出器5は、モータ1の電気子位置(角度)に応じたA相B相Z相のパルスを出力し、パルスカウンタ8を通して電気子機械角度θrmが得られる。角速度演算器9は、電気子機械角度θrmを入力して、その時間変化率より、電気子機械角速度ωrm、および電気子機械角速度ωrmにモータ極対数pを乗じた電気子電気角速度ωreを求める。 The magnetic pole position detector 5 outputs an A-phase B-phase Z-phase pulse corresponding to the electric element position (angle) of the motor 1, and an electric machine angle θ rm is obtained through the pulse counter 8. Angular velocity calculator 9 inputs the armature machine angle theta rm, than its time rate of change, the armature mechanical angular omega rm, and armature mechanical angular omega rm armature electrical angular velocity omega multiplied by the motor pole pairs p in Find re .

d−q/3相交流座標変換器12は、電気角速度ωreで回転する直交2軸直流座標系(d−q軸)から3相交流座標系(UVW軸)への変換を行う。具体的には、d軸電圧指令値(磁束電圧指令値)V 、q軸電圧指令値(トルク電圧指令値)V と、電気角速度ωreを積分した電気角θreを入力し、次式(2)による座標変換処理を行うことによって、UVW各相の電圧指令値V 、V 、V を算出し、出力する。ただし、式(2)中のθre’はθreと同一である。

Figure 0006115392
d-q / three-phase AC coordinate converter 12 performs conversion from the two orthogonal axes DC coordinate system that rotates at an electrical angular velocity ω re (d-q-axis) 3-phase AC coordinate system to the (UVW axis). Specifically, d-axis voltage command value (flux voltage command value) V d *, and the input q-axis voltage command value (torque voltage command value) and V q *, the electrical angle theta re obtained by integrating the electrical angular velocity omega re The voltage command values V u * , V v * , and V w * for each phase of UVW are calculated and output by performing coordinate conversion processing according to the following equation (2). However, θ re ′ in the equation (2) is the same as θ re .
Figure 0006115392

3相/d−q交流座標変換器11は、3相交流座標系(UVW軸)から直交2軸直流座標系(d−q軸)への変換を行なう。具体的には、U相電流ius、V相電流ivs、W相電流iwsと、電気角速度ωreを積分した電気角θreを入力し、次式(3)より、d軸電流(磁束電流)i、q軸電流(トルク電流)iを算出する。

Figure 0006115392
The three-phase / dq AC coordinate converter 11 performs conversion from a three-phase AC coordinate system (UVW axis) to an orthogonal two-axis DC coordinate system (dq axis). Specifically, U-phase current i us, V-phase current i vs, and W-phase current i ws, the electrical angular velocity omega re enter the integrated electrical angle theta re, the following equation (3), d-axis current ( Magnetic flux current) i d and q-axis current (torque current) i q are calculated.
Figure 0006115392

電流指令値演算器13は、目標モータトルクT、モータ回転数(機械角速度ωrm)、DC電圧Vdcを入力し、d軸電流指令値(磁束電流指令値)i **、q軸電流指令値(トルク電流指令値)i **を算出する。d軸電流指令値i **およびq軸電流指令値i **は各々、目標モータトルクT、モータ回転数(機械角速度ωrm)、DC電圧Vdcと、d軸電流指令値i **、q軸電流指令値i **との関係を定めたマップデータを予めメモリに記憶させておき、このマップデータを参照することで求めることができる。電流指令値演算器13は、また、後述する界磁電流指令値i についても同様に、マップデータを参照して算出する。 The current command value calculator 13 receives the target motor torque T * , the motor rotation speed (mechanical angular velocity ω rm ), and the DC voltage Vdc, the d-axis current command value (flux current command value) i d ** , and the q-axis current. The command value (torque current command value) i q ** is calculated. The d-axis current command value i d ** and the q-axis current command value i q ** are respectively the target motor torque T * , the motor rotational speed (mechanical angular velocity ω rm ), the DC voltage V dc, and the d-axis current command value i. The map data defining the relationship between d ** and the q-axis current command value i q ** can be stored in advance in a memory and obtained by referring to this map data. Similarly, the current command value calculator 13 also calculates a field current command value if * described later with reference to the map data.

ただし、本実施形態では、後述するように、トルク応答改善演算器18においてq軸電流指令値(トルク電流指令値)i **を算出する。すなわち、電流指令値演算器13は、d軸電流指令値(磁束電流指令値)i **およびq軸電流指令値(トルク電流指令値)i **を算出可能であるが、d軸電流指令値(磁束電流指令値)i **だけを算出する。 However, in this embodiment, as will be described later, the torque response improvement calculator 18 calculates the q-axis current command value (torque current command value) i q ** . That is, the current command value calculator 13 can calculate the d-axis current command value (magnetic flux current command value) i d ** and the q-axis current command value (torque current command value) i q **. Only the current command value (magnetic flux current command value) i d ** is calculated.

非干渉制御器17は、d軸電流(磁束電流)i、q軸電流(トルク電流)i、電気角速度ωreを入力して、d−q直交座標軸間の干渉電圧を相殺するために必要な非干渉電圧V d_dcpl、V q_dcplを次式(4)より算出する。ただし、式(4)中のsはラプラス演算子であり、Mは相互インダクタンス、L、Lは固定子の自己インダクタンスである。

Figure 0006115392
The non-interference controller 17 inputs the d-axis current (magnetic flux current) i d , the q-axis current (torque current) i q , and the electrical angular velocity ω re to cancel the interference voltage between the dq orthogonal coordinate axes. Necessary non-interference voltages V * d_dcpl and V * q_dcpl are calculated from the following equation (4). However, s in the formula (4) is a Laplace operator, M is the mutual inductance, L d, L q is the self-inductance of the stator.
Figure 0006115392

また、定常状態のみを考慮すると、次式(5)が成り立つ。   Further, considering only the steady state, the following equation (5) is established.

Figure 0006115392
Figure 0006115392

d軸電流制御器15、q軸電流制御器16はそれぞれ、d軸電流指令値(磁束電流指令値)i 、q軸電流指令値(トルク電流指令値)i に、計測されたd軸電流(磁束電流)i、q軸電流(トルク電流)iを定常偏差なく所望の応答性で追従させる。通常、非干渉制御器17によるd−q直交座標軸間の干渉電圧を相殺する制御が理想的に機能すれば、1入力1出力の単純な制御対象特性となるので、簡単なPIフィードバック補償器で実現可能である。d軸電流制御器15、q軸電流制御器16の出力である各電圧指令値を、非干渉制御器17の出力である非干渉電圧Vd_dcpl、Vq_dcplを用いて補正(加算)した値を、d軸電圧指令値(磁束電圧指令値)Vd、q軸電圧指令値(トルク電圧指令値)V とする。 The d-axis current controller 15 and the q-axis current controller 16 were respectively measured with a d-axis current command value (flux current command value) i d * and a q-axis current command value (torque current command value) i q * . The d-axis current (magnetic flux current) i d and the q-axis current (torque current) i q are made to follow with a desired response without a steady deviation. Normally, if the control that cancels the interference voltage between the dq orthogonal coordinate axes by the non-interference controller 17 functions ideally, a simple control target characteristic with one input and one output is obtained. It is feasible. A value obtained by correcting (adding) each voltage command value output from the d-axis current controller 15 and the q-axis current controller 16 using the non-interference voltages V d_dcpl and V q_dcpl output from the non-interference controller 17. , D-axis voltage command value (magnetic flux voltage command value) Vd * , q-axis voltage command value (torque voltage command value) V q * .

界磁電流制御器20は、モータのステータ側の電流(d軸電流、q軸電流)とは異なるロータ側の電流を制御するものであって、電流指令値演算器13で演算された界磁電流指令値i に、計測された界磁電流iを定常偏差なく所望の応答性で追従させる。 The field current controller 20 controls the current on the rotor side that is different from the current on the stator side of the motor (d-axis current and q-axis current). The field current controller 20 is calculated by the current command value calculator 13. The measured field current if is caused to follow the current command value if * with a desired response without a steady deviation.

ここで、界磁電流を流すための界磁用電源の電圧は、ステータのコイルに電流を流すための主電源の電圧と比べて低いため、例えば、界磁電圧が界磁用電源の電圧に達している状態では、界磁電流の応答性が遅くなる。また、電圧が大きい界磁用電源を用いると、コストが増大してしまう。従って、本実施形態では、トルク応答改善演算器18において、界磁電流の遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値を算出し、算出した電流補正値をトルク電流指令値に加算することによって、界磁電流の遅れを補償する。   Here, since the voltage of the field power supply for flowing the field current is lower than the voltage of the main power supply for flowing the current to the stator coil, for example, the field voltage becomes the voltage of the field power supply. In the reached state, the response of the field current becomes slow. In addition, using a field power supply with a high voltage increases the cost. Therefore, in the present embodiment, the torque response improvement computing unit 18 calculates a current correction value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a delay in the field current, and adds the calculated current correction value to the torque current command value. Thus, the delay of the field current is compensated.

トルク応答改善演算器18が行う制御内容について、以下で説明する。   The contents of control performed by the torque response improvement computing unit 18 will be described below.

非突極型の巻線界磁モータのトルク式は、次式(6)で表される。ただし、Mは相互インダクタンス、pは極対数である。   The torque formula of the non-saliency type winding field motor is expressed by the following formula (6). However, M is a mutual inductance and p is the number of pole pairs.

Figure 0006115392
Figure 0006115392

ここで、電圧制限を考えると、i=1/(τs+1)×i 、i=1/(τs+1)×i (τ>τ)である。 Here, considering the voltage limitation, i f = 1 / (τ f s + 1) × i f * , i q = 1 / (τ q s + 1) × i q *f > τ q ).

トルク応答改善演算器18は、トルク指令値Tと、遅い応答の界磁電流指令値i を入力し、式(6)を変形して得られる式(7)によって、q軸電流指令値i **を算出するとともに、次式(8)によって、q軸電流補正値(q軸補充電流指令値)i **’を算出し、算出したq軸電流指令値i **とq軸電流補正値i **’とを加算することによって、補正後のq軸電流指令値i を算出する。ただし、式(7)および(8)中の界磁電流iは、実電流ではなく推定値を用いることもできる。 The torque response improvement computing unit 18 inputs the torque command value T * and the slow-response field current command value if * , and uses the equation (7) obtained by transforming the equation (6) to calculate the q-axis current command. In addition to calculating the value i q ** , the q-axis current correction value (q-axis supplement current command value) i q ** ′ is calculated by the following equation (8), and the calculated q-axis current command value i q ** And the q-axis current correction value i q ** ′ are added to calculate a corrected q-axis current command value i q * . However, the field current i f in the formula (7) and (8) can also be used an estimate rather than the actual current.

Figure 0006115392
Figure 0006115392
Figure 0006115392
Figure 0006115392

図2は、トルク応答改善演算器18の詳細な構成を示すブロック図である。トルク応答改善演算器18は、q軸電流指令値演算器181と、q軸電流補正値演算器182と、加算器183とを備える。   FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the torque response improvement computing unit 18. The torque response improvement computing unit 18 includes a q-axis current command value computing unit 181, a q-axis current correction value computing unit 182, and an adder 183.

なお、図2において、Gp(s)は、モータ1を表し、Gc(s)は、トルク応答改善演算器18とモータ1との間にある制御ブロックを表した制御モデルを表している。   In FIG. 2, Gp (s) represents the motor 1, and Gc (s) represents a control model representing a control block between the torque response improvement computing unit 18 and the motor 1.

q軸電流指令値演算器181は、式(7)よりq軸電流指令値i **を算出する。q軸電流補正値演算器182は、式(8)よりq軸電流補正値i **’を算出する。このq軸電流補正値i **’は、界磁電流の遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値である。加算器183は、q軸電流指令値演算器181によって算出されたq軸電流指令値i **と、q軸電流補正値演算器182によって算出されたq軸電流補正値i **’とを加算することによって、補正後のq軸電流指令値i を求める。 The q-axis current command value calculator 181 calculates the q-axis current command value i q ** from the equation (7). The q-axis current correction value calculator 182 calculates the q-axis current correction value i q ** ′ from equation (8). The q-axis current correction value i q ** ′ is a current correction value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a delay in the field current. The adder 183 includes the q-axis current command value i q ** calculated by the q-axis current command value calculator 181 and the q-axis current correction value i q ** ′ calculated by the q-axis current correction value calculator 182. Are added to obtain the corrected q-axis current command value i q * .

図3は、第1の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。図3(a)〜(h)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、トルク指令値、実トルク、ステップ状のトルク指令値を1とした場合の実トルクの応答性をそれぞれ表している。また、横軸は時間(s)を表している。図3中の従来例とは、トルク応答改善演算器18を備えていない従来のモータ制御装置のことである。 FIG. 3 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the first embodiment. 3A to 3H show a d-axis current i d , a q-axis current i q , a current vector Ia, a field current I f , a field voltage V f , a torque command value, an actual torque, and a stepped torque. The responsiveness of the actual torque when the command value is 1 is shown. The horizontal axis represents time (s). The conventional example in FIG. 3 is a conventional motor control device that does not include the torque response improvement calculator 18.

第1の実施形態におけるモータ制御装置では、速い応答の電流であるq軸電流指令値に、界磁電流の遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値を加算することによって、界磁電流の応答遅れをトルク電流で補う。すなわち、速い応答の電流であるq軸電流を電流制限値まで利用することにより(図3(b)参照)、モータトルクの応答性を改善する(図3(g)、(h)参照)。よって、磁束電流の遅れ要素なく高応答化処理を施すことで、電圧/電流を最大限に利用し、トルクの高応答化が実現可能となる。ただし、図3では、速い応答の電流であるq軸電流も無限大に利用することはできないため、電流制限値を設けた例の制御結果を示している。   In the motor control device according to the first embodiment, the field correction value is added to the q-axis current command value, which is a fast response current, by adding a current correction value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a delay in the field current. Compensate for current response delay with torque current. That is, by using the q-axis current, which is a fast response current, up to the current limit value (see FIG. 3B), the motor torque response is improved (see FIGS. 3G and 3H). Therefore, by applying a high response process without a delay element of the magnetic flux current, it is possible to maximize the voltage / current and realize a high torque response. However, in FIG. 3, since the q-axis current, which is a fast response current, cannot be used infinitely, the control result of an example in which a current limit value is provided is shown.

なお、電流補正値を算出する際に用いるモータパラメータは動作条件によって変動するので、この変動を補償するためのパラメータ変動補償器を設けるようにしてもよい。   Since the motor parameter used when calculating the current correction value varies depending on the operating condition, a parameter variation compensator for compensating for the variation may be provided.

以上、第1の実施形態におけるモータ制御装置は、巻線界磁モータの目標モータトルクに基づいて、界磁電流指令値を算出するとともに、目標モータトルクに基づいて、界磁電流よりも電流応答性が速い、巻線界磁モータのトルク成分である電流(トルク電流)の電流指令値(トルク電流指令値)i **を算出する。また、界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値i **’を算出し、トルク電流指令値i **に電流補正値i **’を加算することによって、補正後のトルク電流指令値i を算出する。これにより、界磁電流の遅れを速い応答のトルク電流で補うことができるので、例えば、界磁電圧が上限値で制限されているような場合でも、モータの出力トルクの応答性を向上させることができる。 As described above, the motor control device according to the first embodiment calculates the field current command value based on the target motor torque of the winding field motor, and based on the target motor torque, the current response than the field current. The current command value (torque current command value) i q ** of the current (torque current) which is the torque component of the winding field motor is calculated. Further, a current correction value i q ** ′ for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a response delay of the field current is calculated, and the current correction value i q ** ′ is added to the torque current command value i q **. Thus, the corrected torque current command value i q * is calculated. As a result, the delay in the field current can be compensated by the torque current having a fast response, so that, for example, even when the field voltage is limited by the upper limit value, the responsiveness of the motor output torque is improved. Can do.

<第2の実施形態>
第1の実施形態におけるモータ制御装置では、界磁電流に比べて速い応答の電流であるq軸電流指令値に、界磁磁束の遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値を加算することによって、界磁電流の応答遅れをトルク電流で補った。第2の実施形態におけるモータ制御装置では、q軸電流指令値を補正するだけでなく、界磁電流に比べて速い応答の電流であるd軸電流の指令値に、界磁電流の遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値を加算することによって、界磁電流の応答遅れを磁束電流でも補う。
<Second Embodiment>
In the motor control device according to the first embodiment, a current correction value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to the delay of the field magnetic flux is added to the q-axis current command value, which is a current having a faster response than the field current. Thus, the response delay of the field current was compensated with the torque current. In the motor control device according to the second embodiment, not only the q-axis current command value is corrected, but the command value of the d-axis current, which is a response current faster than the field current, is obtained by the delay of the field current. By adding a current correction value for compensating for the desired torque that cannot be obtained, the response delay of the field current is compensated by the magnetic flux current.

図4は、第2の実施形態におけるトルク応答改善演算器18の構成を示すブロック図である。以下では、トルク応答改善演算器18の内部で行われる処理内容について説明する。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the torque response improvement computing unit 18 in the second embodiment. Hereinafter, processing contents performed inside the torque response improvement computing unit 18 will be described.

第2の実施形態において、モータ1は突極型の巻線界磁モータである。一般的な突極型の巻線界磁モータのトルク式は、次式(9)で表される。ただし、Mは相互インダクタンス、Lはd軸自己インダクタンス、Lはq軸自己インダクタンス、pは極対数である。 In the second embodiment, the motor 1 is a salient pole type winding field motor. A torque formula of a general salient pole type winding field motor is expressed by the following formula (9). Where M is a mutual inductance, L d is a d-axis self-inductance, L q is a q-axis self-inductance, and p is the number of pole pairs.

Figure 0006115392
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なお、式(9)において、L=Lとすると、非突極型の巻線界磁モータのトルク式となる。 In Equation (9), when L d = L q , the torque equation of the non-salient pole type winding field motor is obtained.

d軸電流指令値i **とq軸電流指令値i **との関係を電流比率Kを用いて式(10)で表せる場合、トルク式は式(11)で表せることから、q軸電流補正値(q軸補充電流指令値)i **’およびd軸電流補正値(d軸補充電流指令値)i **’は、次式(12)で表せる。ただし、式(11)において、Rlct=L−L、i=K・iである。 When the relationship between the d-axis current command value i d ** and the q-axis current command value i q ** can be expressed by equation (10) using the current ratio K, the torque equation can be expressed by equation (11). The axis current correction value (q-axis supplement current command value) i q ** ' and the d-axis current correction value (d-axis supplement current command value) i d **' can be expressed by the following equation (12). In Expression (11), Rlct = L d -L q, a i d = K · i q.

Figure 0006115392
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電流比率Kは、モータ効率やトルクの影響度等を考慮して決定する。例えば、高効率となる電流比率Kを予めモータ特性から決めておく。高効率時のi とi との電流比率が10:1の場合であって、高効率で電流を最大限まで利用したい場合には、K=0.1となる。また、d軸電流とq軸電流の所望の補正比率としてKを定めることもできる。 The current ratio K is determined in consideration of the motor efficiency, the influence degree of torque, and the like. For example, the current ratio K for high efficiency is determined in advance from the motor characteristics. When the current ratio between i q * and i d * at the time of high efficiency is 10: 1 and it is desired to use the current to the maximum with high efficiency, K = 0.1. Further, K can be determined as a desired correction ratio between the d-axis current and the q-axis current.

トルク応答改善演算器18は、電流指令値演算器13で求められるq軸電流指令値(トルク電流指令値)i **を入力するとともに、式(12)よりq軸電流補正値i **’を算出し、q軸電流指令値i **とq軸電流補正値i **’とを加算することによって、補正後のq軸電流指令値i を算出する。また、入力したq軸電流指令値i **と式(10)からd軸電流指令値(磁束電流指令値)i **を算出するとともに、式(12)からd軸電流補正値i **’を算出し、d軸電流指令値i **とd軸電流補正値i **’とを加算することによって、補正後のd軸電流指令値i を算出する。 The torque response improvement computing unit 18 inputs the q-axis current command value (torque current command value) i q ** obtained by the current command value computing unit 13, and the q-axis current correction value i q * from the equation (12) . * ′ Is calculated, and the corrected q-axis current command value i q * is calculated by adding the q-axis current command value i q ** and the q-axis current correction value i q ** ′ . Further, the d-axis current command value (magnetic flux current command value) i d ** is calculated from the input q-axis current command value i q ** and the equation (10), and the d-axis current correction value i is calculated from the equation (12). 'calculates a, d-axis current command value i d ** and d-axis current correction value i d **' d ** by adding the, to calculate the corrected d-axis current command value i d *.

図5は、第2実施形態におけるトルク応答改善演算器18の別の構成を示すブロック図である。図5に示すトルク応答改善演算器18は、電流指令値演算器13で求められるd軸電流指令値(磁束電流指令値)i **を入力するとともに、式(12)よりd軸電流補正値i **’を算出し、d軸電流指令値i **とd軸電流補正値i **’とを加算することによって、補正後のd軸電流指令値i を算出する。また、入力したd軸電流指令値i **と式(10)からq軸電流指令値(トルク電流指令値)i **を算出するとともに、式(12)からq軸電流補正値i **’を算出し、q軸電流指令値i **とq軸電流補正値i **’とを加算することによって、補正後のq軸電流指令値i を算出する。 FIG. 5 is a block diagram showing another configuration of the torque response improvement computing unit 18 in the second embodiment. The torque response improvement computing unit 18 shown in FIG. 5 inputs the d-axis current command value (flux current command value) i d ** obtained by the current command value computing unit 13 and also calculates the d-axis current correction from the equation (12). 'calculates, d-axis current command value i d ** and d-axis current correction value i d **' values i d ** by adding the calculated the corrected d-axis current command value i d * To do. Further, the q-axis current command value (torque current command value) i q ** is calculated from the input d-axis current command value i d ** and the equation (10), and the q-axis current correction value i is calculated from the equation (12). q ** ′ is calculated, and the q-axis current command value i q ** and the q-axis current correction value i q ** ′ are added to calculate the corrected q-axis current command value i q * .

図6は、第2実施形態におけるトルク応答改善演算器18のさらに別の構成を示すブロック図である。図6に示すトルク応答改善演算器18は、電流指令値演算器13で求められるd軸電流指令値(磁束電流指令値)i **およびq軸電流指令値(トルク電流指令値)i **を入力する。ただし、d軸電流指令値i **とq軸電流指令値i **との間には、式(10)の関係が成り立っている。トルク応答改善演算器18は、式(12)よりd軸電流補正値i **’およびq軸電流補正値i **’を算出して、d軸電流指令値i **およびq軸電流指令値i **にそれぞれ加算することによって、補正後のd軸電流指令値i およびq軸電流指令値i を算出する。 FIG. 6 is a block diagram showing still another configuration of the torque response improvement computing unit 18 in the second embodiment. The torque response improvement calculator 18 shown in FIG. 6 includes a d-axis current command value (magnetic flux current command value) i d ** and a q-axis current command value (torque current command value) i q obtained by the current command value calculator 13. Enter ** . However, the relationship of Expression (10) is established between the d-axis current command value i d ** and the q-axis current command value i q ** . The torque response improvement computing unit 18 calculates the d-axis current correction value i d ** ′ and the q-axis current correction value i q ** ′ from the equation (12), and the d-axis current command value i d ** and q The corrected d-axis current command value i d * and q-axis current command value i q * are calculated by adding each to the shaft current command value i q ** .

図7は、第2の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図7では、第1の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図7(a)〜(h)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、トルク指令値、実トルク、ステップ状のトルク指令値を1とした場合の実トルクの応答性をそれぞれ表している。 FIG. 7 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the second embodiment. For comparison, FIG. 7 also shows the control result of the motor control device in the first embodiment. 7A to 7H show a d-axis current i d , a q-axis current i q , a current vector Ia, a field current I f , a field voltage V f , a torque command value, an actual torque, and a stepped torque. The responsiveness of the actual torque when the command value is 1 is shown.

上述したように、本実施形態では、q軸電流指令値だけでなく、d軸電流指令値に対しても、界磁磁束の遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値を加算することによって、界磁電流の応答遅れを補うので、例えば、界磁電圧Vfが電圧リミッタで制限されている場合でも、モータトルクの高応答化を実現することができる(図7(g)、(h)参照)。また、リラクタンストルクを活用して、q軸電流指令値(トルク電流指令値)が過大となるのを防ぎ、電流ベクトルIaのピークを抑えた状態で(図7(c)参照)、モータトルクの応答性を改善することができる。   As described above, in this embodiment, not only the q-axis current command value but also the d-axis current command value is added with a current correction value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to the delay of the field magnetic flux. Thus, the response delay of the field current is compensated, so that, for example, even when the field voltage Vf is limited by the voltage limiter, high response of the motor torque can be realized (FIG. 7 (g), ( h)). Further, by utilizing the reluctance torque, the q-axis current command value (torque current command value) is prevented from becoming excessive, and the peak of the current vector Ia is suppressed (see FIG. 7 (c)). Responsiveness can be improved.

以上、第2の実施形態におけるモータ制御装置は、界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値i **’によって、トルク電流指令値i **を補正する構成に加えて、界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための電流補正値i **’を算出し、算出した電流補正値i **’を、界磁電流よりも電流応答性が速い、巻線界磁モータの励磁成分である電流(磁束電流)の電流指令値i **に加算して、補正後の磁束電流指令値i を算出する。これにより、界磁電流の遅れを速い応答のトルク電流だけでなく磁束電流でも補うので、トルク電流指令値が過大となるのを防ぎつつ、例えば、界磁電圧が上限値で制限されているような場合でも、モータの出力トルクの応答性を向上させることができる。 As described above, the motor control device according to the second embodiment corrects the torque current command value i q ** by the current correction value i q ** ′ for compensating for the desired torque that cannot be obtained due to the response delay of the field current. in addition to the arrangement, 'is calculated, the calculated current correction value i d **' current correction value i d ** for compensating the desired torque is not obtained by the response delay of the field current, and than the field current The corrected magnetic flux current command value i d * is calculated by adding to the current command value i d ** of the current (flux current) that is an exciting component of the winding field motor that has a fast current response. As a result, the delay of the field current is compensated not only by the fast response torque current but also by the magnetic flux current, so that, for example, the field voltage is limited by the upper limit while preventing the torque current command value from becoming excessive. Even in this case, the response of the output torque of the motor can be improved.

<第3の実施形態>
図8は、第3の実施形態におけるモータ制御装置の主要構成部を示すブロック図である。図8に示す構成は、図2に示す構成に対して、フィルタ81が追加されている。また、電流指令演算器13には、フィルタ81で時間遅れ処理が施された目標モータトルクT と、目標モータトルクT とを加算して得られる目標モータトルクTが入力される。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a block diagram illustrating main components of the motor control device according to the third embodiment. In the configuration shown in FIG. 8, a filter 81 is added to the configuration shown in FIG. Further, the current command calculator 13, a target motor torque T 1 *, which time delay processing is performed by the filter 81, the target motor torque T 2 * and the addition to the resulting target motor torque T * is input .

目標モータトルクT は、アクセル開度に応じて求められるトルク指令値であり、高速応答は必要とされない。目標モータトルクT は、捻り振動やモータの回転振動を打ち消すために速い応答が必要とされるトルク指令値である。 The target motor torque T 1 * is a torque command value obtained according to the accelerator opening, and does not require a high-speed response. The target motor torque T 2 * is a torque command value that requires a quick response in order to cancel the torsional vibration and the rotational vibration of the motor.

フィルタ81は、アクセル開度に応じて定まる目標モータトルクT の応答時間より少なくとも長い時間、目標モータトルクT を遅らせる。 The filter 81 delays the target motor torque T 1 * for at least a time longer than the response time of the target motor torque T 1 * determined according to the accelerator opening.

電流指令演算器13には、次式(13)で表される目標モータトルクTが入力される。ただし、式(13)中のτT1は、フィルタ81で時間遅れ処理を行う際の時定数である。 The target motor torque T * represented by the following equation (13) is input to the current command calculator 13. However, τ T1 in Equation (13) is a time constant when the filter 81 performs time delay processing.

Figure 0006115392
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図9は、第3の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図9では、第1の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図9(a)〜(h)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、トルク指令値、実トルク、ステップ状のトルク指令値を1とした場合の実トルクの応答性をそれぞれ表している。ただし、図9(g)において、第3の実施形態の実トルクは、高速応答が必要なトルクTを表している。また、横軸は時間(s)を表している。 FIG. 9 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the third embodiment. For comparison, FIG. 9 also shows the control result of the motor control device in the first embodiment. 9A to 9H show a d-axis current i d , a q-axis current i q , a current vector Ia, a field current I f , a field voltage V f , a torque command value, an actual torque, and a stepped torque. The responsiveness of the actual torque when the command value is 1 is shown. However, in FIG. 9 (g), the actual torque of the third embodiment represents the torque T 2 required fast response. The horizontal axis represents time (s).

本実施形態では、高速応答が必要な目標モータトルクT に対しては遅れ要素なく高応答化処理を施すので、所望のトルクを実現可能となる。また、高速応答が不必要な目標モータトルクT に遅れ処理を施すことで、高速応答が必要な目標モータトルクT に対してトルク電流指令値が電流制限値(上限値)で制限され難くなる(図9(b)、(c)参照)。 In the present embodiment, the target motor torque T 2 * requiring a high-speed response is subjected to a high-response process without a delay element, so that a desired torque can be realized. Also, by applying a delay process to the target motor torque T 1 * that does not require a high-speed response, the torque current command value is limited by the current limit value (upper limit value) for the target motor torque T 2 * that requires a high-speed response. (Refer to FIGS. 9B and 9C).

図10は、図6に示す第2の実施形態におけるモータ制御装置の構成に対して、フィルタ81を追加したブロック図である。すなわち、電流指令演算器13には、フィルタ81で時間遅れ処理が施された目標モータトルクT と、目標モータトルクT とを加算して得られる目標モータトルクTが入力される。 FIG. 10 is a block diagram in which a filter 81 is added to the configuration of the motor control device in the second embodiment shown in FIG. That is, the current command calculator 13, a target motor torque T 1 *, which time delay processing is performed by the filter 81, the target motor torque T 2 * and the addition to the resulting target motor torque T * is input .

図11は、図10に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図11では、図6に示す第2の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図11(a)〜(j)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、目標モータトルクT 、実モータトルクT、目標モータトルクT 、実モータトルクT、全体トルクをそれぞれ表している。また、横軸は時間(s)を表している。 FIG. 11 is a diagram illustrating a control result of the motor control device having the configuration illustrated in FIG. 10. For comparison, FIG. 11 also shows the control result of the motor control device in the second embodiment shown in FIG. 11A to 11J show the d-axis current i d , the q-axis current i q , the current vector Ia, the field current I f , the field voltage V f , the target motor torque T 1 * , and the actual motor torque T. 1 represents a target motor torque T 2 * , an actual motor torque T 2 , and an overall torque. The horizontal axis represents time (s).

上述したように、高速応答が必要な目標モータトルクT に対しては遅れ要素なく高応答化処理を施すので、所望のトルクを実現可能となる。また、高速応答が不必要な目標モータトルクT に遅れ処理を施すことで、電流制限および電圧制限にかかり難くすることができる(図11(c)、(e)参照)。また、第2の実施形態におけるモータ制御装置と比べて、モータトルクTの応答が改善されている。 As described above, the target motor torque T 2 * requiring a high-speed response is subjected to a high-response process without a delay element, so that a desired torque can be realized. In addition, by applying a delay process to the target motor torque T 1 * that does not require a high-speed response, it is possible to make it difficult to limit current and voltage (see FIGS. 11C and 11E). Further, as compared with the motor control apparatus in the second embodiment, the response of the motor torque T 2 is improved.

図4や図5の構成に対してフィルタ81を追加した構成とすることもできる。図12は、図4の構成に対してフィルタ81を追加したブロック図であり、図13は、図5の構成に対してフィルタ81を追加したブロック図である。   It can also be set as the structure which added the filter 81 with respect to the structure of FIG.4 or FIG.5. 12 is a block diagram in which a filter 81 is added to the configuration of FIG. 4, and FIG. 13 is a block diagram in which a filter 81 is added to the configuration of FIG.

以上、第3の実施形態におけるモータ制御装置によれば、目標モータトルクTは、少なくとも捻り振動を抑制するために高速応答が要求される第1の目標モータトルクT 、および、第1の目標モータトルクT よりも低速応答であって、遅延処理が施された第2の目標モータトルクT を含む。高速応答が必要な第1の目標モータトルクT に対しては遅れ要素なく高応答化処理を施すので、所望のトルクを実現可能となる。また、高速応答が不必要な第2の目標モータトルクT に遅れ処理を施すことで、高速応答が必要な第1の目標モータトルクT に対してトルク電流指令値が電流制限値(上限値)で制限され難くなり、モータの出力トルクの応答性を向上させることができる。 As described above, according to the motor control device in the third embodiment, the target motor torque T * is at least the first target motor torque T 2 * required to have a high-speed response in order to suppress torsional vibration, and the first the target motor torque T 2 * than a slow response, including a second target motor torque T 1 * delay processing is performed. The first target motor torque T 2 * requiring a high-speed response is subjected to a high-response process without a delay factor, so that a desired torque can be realized. Further, by applying a delay process to the second target motor torque T 1 * that does not require a high-speed response, the torque current command value becomes a current limit value with respect to the first target motor torque T 2 * that requires a high-speed response. It becomes difficult to be limited by (upper limit value), and the response of the output torque of the motor can be improved.

<第4の実施形態>
第4の実施形態におけるモータ制御装置では、フィルタ81で遅れ処理が行われた目標モータトルクT と、目標モータトルクT とを加算して得られる目標モータトルクTがゼロまたはゼロ近傍(所定トルク以下)の場合でも、遅い応答である界磁電流指令値I を0より大きい所定値以上とする。
<Fourth Embodiment>
In the motor control apparatus according to the fourth embodiment, the target motor torque T * obtained by adding the target motor torque T 1 * subjected to the delay process by the filter 81 and the target motor torque T 2 * is zero or zero. Even in the vicinity (below the predetermined torque), the field current command value I f * , which is a slow response, is set to a predetermined value greater than zero.

図14は、第4の実施形態におけるモータ制御装置の主要構成部を示すブロック図である。図14に示す構成は、図8に示す第3の実施形態におけるモータ制御装置の構成に対して、電流指令値演算器13の後段に、下限リミッタ141が追加されている。   FIG. 14 is a block diagram illustrating main components of a motor control device according to the fourth embodiment. In the configuration shown in FIG. 14, a lower limiter 141 is added after the current command value calculator 13 with respect to the configuration of the motor control device in the third embodiment shown in FIG. 8.

下限リミッタ141は、電流指令値演算器13から出力される界磁電流指令値i が0より大きい所定の下限値以上となるようなリミッタ処理を行う。すなわち、遅れ処理が行われた目標モータトルクT と、目標モータトルクT とを加算して得られる目標モータトルクTがゼロまたはゼロ近傍の場合でも、遅い応答である界磁電流指令値i を0より大きい所定の下限値以上となるようにする。 The lower limiter 141 performs a limiter process such that the field current command value if * output from the current command value calculator 13 is equal to or greater than a predetermined lower limit value greater than zero. That is, the delay processing is performed target motor torque T 1 *, even when the target motor torque T 2 * and the addition to the resulting target motor torque T * is zero or close to zero, a slow response field current The command value i f * is set to be equal to or greater than a predetermined lower limit value greater than zero.

図15は、第4の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図15では、図8に示す第3の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図15(a)〜(h)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、トルク指令値、実トルク、ステップ状のトルク指令値を1とした場合の実トルクの応答性をそれぞれ表している。また、横軸は時間(s)を表している。 FIG. 15 is a diagram illustrating a control result of the motor control device according to the fourth embodiment. For comparison, FIG. 15 also shows the control result of the motor control device in the third embodiment shown in FIG. 15A to 15H show a d-axis current i d , a q-axis current i q , a current vector Ia, a field current I f , a field voltage V f , a torque command value, an actual torque, and a stepped torque. The responsiveness of the actual torque when the command value is 1 is shown. The horizontal axis represents time (s).

上述したように、本実施形態では、目標モータトルクTがゼロまたはゼロ近傍であっても、遅い応答の界磁電流指令値i を0より大きい所定量出力するので(図15(d)参照)、磁束ゼロ近郷でのトルク軸電流指令値の過大を防ぐとともに、磁束遅れを緩和して、所望のトルク応答を実現することができる(図15(h)参照)。 As described above, in the present embodiment, even if the target motor torque T * is zero or near zero, the field current command value if * with a slow response is output by a predetermined amount larger than 0 (FIG. 15 (d )), An excessive torque shaft current command value in the neighborhood of zero magnetic flux can be prevented, and a desired torque response can be realized by reducing the magnetic flux delay (see FIG. 15 (h)).

図16は、図6に示す第2の実施形態におけるモータ制御装置の構成に対して、下限リミッタ141を追加したブロック図である。   FIG. 16 is a block diagram in which a lower limit limiter 141 is added to the configuration of the motor control device in the second embodiment shown in FIG.

図17は、図16に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図17では、図6に示す第2の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図17(a)〜(j)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、目標モータトルクT 、実モータトルクT、目標モータトルクT 、実モータトルクT、全体トルクをそれぞれ表している。また、横軸は時間(s)を表している。上述したように、本実施形態では、目標モータトルクがゼロまたはゼロ近傍であっても、遅い応答の界磁電流指令値i を0より大きい所定量出力するので(図17(d)参照)、磁束ゼロ近郷でのトルク軸電流指令値の過大を防ぐとともに、磁束遅れを緩和して、所望のトルク応答を実現することができる(図17(i)、(j)参照)。 FIG. 17 is a diagram illustrating a control result of the motor control device having the configuration illustrated in FIG. 16. For comparison, FIG. 17 also shows the control result of the motor control device in the second embodiment shown in FIG. 17A to 17J show a d-axis current i d , a q-axis current i q , a current vector Ia, a field current I f , a field voltage V f , a target motor torque T 1 * , and an actual motor torque T. 1 represents a target motor torque T 2 * , an actual motor torque T 2 , and an overall torque. The horizontal axis represents time (s). As described above, in the present embodiment, even if the target motor torque is zero or near zero, the field current command value if * with a slow response is output by a predetermined amount greater than zero (see FIG. 17D). ), It is possible to prevent the torque axis current command value from being excessive in the vicinity of zero magnetic flux, and to reduce the magnetic flux delay, thereby realizing a desired torque response (see FIGS. 17I and 17J).

図4や図5の構成に対して下限リミッタ141を追加した構成とすることもできる。図18は、図4の構成に対して下限リミッタ141を追加したブロック図であり、図19は、図5の構成に対して下限リミッタ141を追加したブロック図である。   A configuration in which a lower limiter 141 is added to the configurations of FIGS. 4 and 5 can also be employed. 18 is a block diagram in which a lower limit limiter 141 is added to the configuration of FIG. 4, and FIG. 19 is a block diagram in which a lower limit limiter 141 is added to the configuration of FIG.

図2の構成に対して下限リミッタ141を追加した構成とすることもできる。図20は、図2の構成に対して下限リミッタ141を追加したブロック図である。   A configuration in which a lower limiter 141 is added to the configuration of FIG. FIG. 20 is a block diagram in which a lower limiter 141 is added to the configuration of FIG.

図21は、図20に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図21では、第1の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図21(a)〜(j)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、目標モータトルクT 、実モータトルクT、目標モータトルクT 、実モータトルクT、全体トルクをそれぞれ表している。また、横軸は時間(s)を表している。上述したように、本実施形態では、目標モータトルクがゼロまたはゼロ近傍であっても、遅い応答の界磁電流指令値i を0より大きい所定量出力するので(図21(d)参照)、磁束ゼロ近郷でのトルク軸電流指令値の過大を防ぐとともに、磁束遅れを緩和して、所望のトルク応答を実現することができる(図21(i)、(j)参照)。 FIG. 21 is a diagram showing a control result of the motor control device having the configuration shown in FIG. For comparison, FIG. 21 also shows the control result of the motor control device in the first embodiment. 21A to 21J show the d-axis current i d , q-axis current i q , current vector Ia, field current I f , field voltage V f , target motor torque T 1 * , and actual motor torque T. 1 represents a target motor torque T 2 * , an actual motor torque T 2 , and an overall torque. The horizontal axis represents time (s). As described above, in the present embodiment, even if the target motor torque is zero or near zero, the field current command value i f * having a slow response is output by a predetermined amount larger than 0 (see FIG. 21D). ), It is possible to prevent the torque axis current command value from being excessive in the vicinity of zero magnetic flux and to reduce the magnetic flux delay, thereby realizing a desired torque response (see FIGS. 21 (i) and (j)).

図10の構成に対して下限リミッタ141を追加した構成とすることもできる。図22は、図10の構成に対して下限リミッタ141を追加したブロック図である。   A configuration in which a lower limiter 141 is added to the configuration of FIG. FIG. 22 is a block diagram in which a lower limiter 141 is added to the configuration of FIG.

図23は、図22に示す構成のモータ制御装置の制御結果を示す図である。比較のため、図22では、図10に示す構成の第3の実施形態におけるモータ制御装置の制御結果も合わせて示している。図23(a)〜(j)は、d軸電流i、q軸電流i、電流ベクトルIa、界磁電流I、界磁電圧V、目標モータトルクT 、実モータトルクT、目標モータトルクT 、実モータトルクT、全体トルクをそれぞれ表している。また、横軸は時間(s)を表している。上述したように、本実施形態では、目標モータトルクがゼロまたはゼロ近傍であっても、遅い応答の界磁電流指令値i を0より大きい所定量出力するので(図23(d)参照)、磁束ゼロ近郷でのトルク軸電流指令値の過大を防ぐとともに、磁束遅れを緩和して、所望のトルク応答を実現することができる(図23(i)、(j)参照)。 FIG. 23 is a diagram showing a control result of the motor control device having the configuration shown in FIG. For comparison, FIG. 22 also shows the control result of the motor control device according to the third embodiment having the configuration shown in FIG. 23A to 23J show the d-axis current i d , the q-axis current i q , the current vector Ia, the field current I f , the field voltage V f , the target motor torque T 1 * , and the actual motor torque T. 1 represents a target motor torque T 2 * , an actual motor torque T 2 , and an overall torque. The horizontal axis represents time (s). As described above, in the present embodiment, even if the target motor torque is zero or near zero, the field current command value i f * having a slow response is output by a predetermined amount larger than 0 (see FIG. 23D). ), It is possible to prevent the torque axis current command value from being excessive in the vicinity of zero magnetic flux, and to reduce the magnetic flux delay, thereby realizing a desired torque response (see FIGS. 23 (i) and (j)).

図12や図13の構成に対して下限リミッタ141を追加した構成とすることもできる。図24は、図12の構成に対して下限リミッタ141を追加したブロック図であり、図25は、図13の構成に対して下限リミッタ141を追加したブロック図である。   A configuration in which a lower limiter 141 is added to the configurations of FIGS. 24 is a block diagram in which a lower limit limiter 141 is added to the configuration of FIG. 12, and FIG. 25 is a block diagram in which a lower limit limiter 141 is added to the configuration of FIG.

以上、第4の実施形態におけるモータ制御装置によれば、目標モータトルクTが所定トルク以下の場合であっても、界磁電流指令値i が0より大きい所定値以上となるように下限値を制限する下限リミッタ141をさらに備える。これにより、磁束ゼロ近郷でのトルク軸電流指令値の過大を防ぐとともに、磁束遅れを緩和して、所望のトルク応答を実現することができる。 As described above, according to the motor control device of the fourth embodiment, even when the target motor torque T * is equal to or less than the predetermined torque, the field current command value if * is equal to or greater than a predetermined value greater than zero. Further provided is a lower limiter 141 for limiting the lower limit value. As a result, it is possible to prevent the torque shaft current command value from being excessive in the vicinity of zero magnetic flux, and to reduce the magnetic flux delay, thereby realizing a desired torque response.

本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

1…巻線界磁モータ
18…トルク応答改善演算器(第2電流指令値算出手段、第2補充電流指令値算出手段、第2の加算手段)
181…q軸電流指令値演算器(第1電流指令値算出手段)
182…q軸電流補正値演算器(第1の補充電流指令値算出手段)
183…加算器(第1の加算手段)
141…下限リミッタ(下限値制限手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Winding field motor 18 ... Torque response improvement calculator (2nd current command value calculation means, 2nd supplementary current command value calculation means, 2nd addition means)
181... Q-axis current command value calculator (first current command value calculation means)
182... Q-axis current correction value calculator (first supplementary current command value calculation means)
183... Adder (first adding means)
141 .. Lower limiter (lower limit limiting means)

Claims (4)

電流指令値に基づいて巻線界磁モータの制御を行うモータ制御装置であって、
巻線界磁モータの目標モータトルクに基づいて、界磁電流指令値を算出する界磁電流指令値算出手段と、
前記目標モータトルクに基づいて、界磁電流よりも電流応答性が速い、前記巻線界磁モータのトルク成分である電流の第1の電流指令値を算出する第1電流指令値算出手段と、
界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための第1の補充電流指令値を算出する第1の補充電流指令値算出手段と、
前記第1の電流指令値に前記第1の補充電流指令値を加算して、補正後の第1の電流指令値を算出する第1の加算手段と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that controls a winding field motor based on a current command value,
A field current command value calculating means for calculating a field current command value based on the target motor torque of the winding field motor;
A first current command value calculating means for calculating a first current command value of a current which is a torque component of the winding field motor having a current response faster than a field current based on the target motor torque;
First supplementary current command value calculating means for calculating a first supplementary current command value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a response delay of the field current;
First addition means for calculating the corrected first current command value by adding the first supplementary current command value to the first current command value;
A motor control device comprising:
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記目標モータトルクに基づいて、界磁電流よりも電流応答性が速い、前記巻線界磁モータの励磁成分である電流の第2の電流指令値を算出する第2電流指令値算出手段と、
界磁電流の応答遅れによって得られない所望トルクを補うための第2の補充電流指令値を算出する第2補充電流指令値算出手段と、
前記第2の電流指令値に前記第2の補充電流指令値を加算して、補正後の第2の電流指令値を算出する第2の加算手段と、
をさらに備えることを特徴とするモータ制御装置。
The motor control device according to claim 1,
A second current command value calculating means for calculating a second current command value of a current that is an excitation component of the winding field motor, the current response being faster than a field current based on the target motor torque;
Second supplementary current command value calculating means for calculating a second supplementary current command value for compensating for a desired torque that cannot be obtained due to a response delay of the field current;
Second addition means for calculating the corrected second current command value by adding the second supplementary current command value to the second current command value;
The motor control device further comprising:
請求項1または請求項2に記載のモータ制御装置において、
前記目標モータトルクは、少なくとも捻り振動を抑制するために高速応答が要求される第1の目標モータトルク、および、前記第1の目標モータトルクよりも低速応答であって、遅延処理が施された第2の目標モータトルクを含む、
ことを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device according to claim 1 or 2,
The target motor torque is a first target motor torque that requires a high-speed response in order to suppress at least torsional vibration, and a lower-speed response than the first target motor torque, and is subjected to a delay process. Including a second target motor torque,
The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記目標モータトルクが所定トルク以下の場合であっても、前記界磁電流指令値算出手段で算出される界磁電流指令値が0より大きい所定値以上となるように下限値を制限する下限値制限手段をさらに備えることを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device according to any one of claims 1 to 3,
Even if the target motor torque is less than or equal to a predetermined torque, a lower limit value that limits the lower limit value so that the field current command value calculated by the field current command value calculation means is greater than or equal to a predetermined value greater than zero. The motor control device further comprising a limiting unit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7055241B2 (en) 2019-04-26 2022-04-15 三菱電機株式会社 Motor control device

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7225561B2 (en) * 2018-05-09 2023-02-21 日産自動車株式会社 MOTOR CONTROL METHOD AND MOTOR CONTROL DEVICE
JP7035818B2 (en) * 2018-06-01 2022-03-15 日産自動車株式会社 Winding field type synchronous motor control method and control device
WO2020194637A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 日産自動車株式会社 Control method and control device for electric vehicle
JP6641053B1 (en) * 2019-04-25 2020-02-05 三菱電機株式会社 Electric motor control device and electric power steering device
JP6991282B1 (en) * 2020-07-03 2022-01-12 三菱電機株式会社 Rotating machine control device
JP7552291B2 (en) 2020-11-25 2024-09-18 日産自動車株式会社 MOTOR CONTROL METHOD AND MOTOR CONTROL SYSTEM

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101194415B (en) * 2005-07-11 2010-06-09 株式会社日立制作所 Controller of field winding type synchronous motor, electric drive system, electric four wheel driving vehicle, and hybrid automobile
JP4223517B2 (en) * 2006-05-15 2009-02-12 三菱電機株式会社 Winding field synchronous machine controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7055241B2 (en) 2019-04-26 2022-04-15 三菱電機株式会社 Motor control device

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