JP6163135B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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Description
図1はモータ制御装置20を含むモータ駆動装置を示すブロック図である。モータ駆動装置は、モータ制御装置20の他に、直流電源10、コンタクタ11、直流電圧センサ12、インバータ13、モータ電流センサ14、モータ15、レゾルバ16を備える。
電気角回転数ωel(t)=[θel(t)-θel(t−T)]/T 式1
レゾルバの特性上、レゾルバ検出角度θsnsには角度誤差が含まれ、誤差の無い実角度( 0〜360[deg]) と角度誤差の関係は角度変化に対して常に一定であり、レゾルバ回転時には、角度誤差はレゾルバの電気角回転周波数(レゾルバ回転周波数)に比例した周波数成分を持つことになる。つまり、モータ15の制御上の0度とレゾルバの0度を機械的に合わせたとしても、それ以外の角度では検出角度に上述の角度誤差が乗る可能性がある。
レゾルバ回転周波数ωrslv(t)=[θsns(t)-θsns(t−T)]/T 式2
角度誤差=∫(ωrslv−ωrslv_flt)dt 式3
<条件>
・モータ15の極対数(P.P)=8
・レゾルバ16の軸倍角(X )=8
・モータ15回転数=1500[rpm]
・レゾルバ検出角度θsnsの角度誤差の周波数はレゾルバ回転周波数の2倍
補正後検出角度演算部22は、レゾルバ16の特性上発生する角度誤差が低減された補正後検出角度θsns_crrctを算出する。この補正後検出角度演算部22は、モータ電気角回転数演算部24、トルク指令演算部26、及び 電流制御部27において使用される。そのため、それぞれ、モータ回転数演算結果の変動が低減し、トルク指令の演算結果の変動低減、及び出力トルクの振動低減という効果を得ることができる。
(1)モータ制御装置20は、角度センサ、すなわちレゾルバ16で検出されるモータ回転角度に基づいてモータを駆動制御する。このモータ制御装置20は、角度センサの検出角度に基づき角度センサの回転周波数を演算する角度センサ回転周波数演算部、すなわちレゾルバ回転周波数演算部300と、演算された角度センサの回転周波数と角度センサの特性に応じた値に基づき除去すべき周波数を設定する帯域除去フィルタ部、すなわち除去周波数可変ノッチフィルタ部301と、角度センサの回転周波数を除去周波数可変ノッチフィルタ部301により処理をしたフィルタ後角度センサ回転周波数を積分した積分値に基いて検出角度の誤差が補正された補正後検出角度を算出する角度補正部、すなわち積分演算部304、角度補正値作成部305、角度補正値記憶部306、第2減算部307と、を備える。モータ制御装置は、補正後検出角度に基づいてモータを駆動制御する。したがって、レゾルバなどの角度センサの誤差の影響を低減して、より正確な角度を求めることでモータのトルク振動などを低減することができる。
本発明の第2の実施の形態について図面を参照してその構成を説明する。
第2の実施の形態の構成は、図1に示した第1の実施の形態のブロック図と同様であるので、その構成の説明を省略する。第2の実施の形態においては、補正後検出角度演算部22の構成が第1の実施の形態と異なる。
レゾルバ回転周波数ωrslv(t)=[θsns_crrct(t)-θsns_crrct(t−T)]/T ・・式4
第1の実施の形態では除去周波数可変ノッチフィルタ部301の減衰量は補正後検出角度θsns_crrctが目標の値となるように決定するが、減衰量が小さいと除去周波数周辺の帯域の減衰量も小さくなることで、レゾルバ16の特性上発生する角度誤差以外の周波数成分が除去され、補正後検出角度θsns_crrctの精度が低下する可能性がある。
本発明の第3の実施の形態について図面を参照してその構成を説明する。
第3の実施の形態の構成は、図1に示した第1の実施の形態のブロック図と同様であるので、その構成の説明を省略する。第3の実施の形態においては、補正後検出角度演算部22の構成が第1の実施の形態と異なる。
第3の実施の形態では、角度補正値を記憶しないため、第1及び第2の実施の形態と比較して角度補正値記憶部306を使用しなくて良く、全体構成が簡素化されるため演算負荷も軽くなる。
本発明は、以上説明した第1、2及び第3の実施の形態を次のように変形して実施することができる。
11 コンタクタ
12 直流電圧センサ
13 インバータ
14 モータ電流センサ
15 モータ
16 レゾルバ
20 モータ制御装置
21 レゾルバ角度情報処理部
22 補正後検出角度演算部
23 モータ電気角度演算部
24 モータ電気角回転数演算部
25 極対数演算部
26 トルク指令演算部
27 電流制御部
28 PWM生成部
Claims (7)
- 角度センサで検出されたモータの回転角度に基づいてモータを駆動制御するモータ制御装置において、
前記角度センサの検出角度に基づき前記角度センサの回転周波数を演算する角度センサ回転周波数演算部と、
前記演算された角度センサの回転周波数と前記角度センサの特性に応じた値に基づき除去すべき周波数を設定する帯域除去フィルタ部と、
前記角度センサの回転周波数を前記帯域除去フィルタ部により処理をしたフィルタ後角度センサ回転周波数を積分した積分値に基いて前記検出角度の誤差が補正された補正後検出角度を算出する角度補正部と、を備え、
前記補正後検出角度に基づいて前記モータを駆動制御するモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記角度補正部は、前記角度センサの回転周波数と前記フィルタ後角度センサ回転周波数との差分を積分した積分値に基いて前記検出角度の誤差が補正された補正後検出角度を算出し、前記積分値は前記角度センサの基準角度検出を示す基準角度信号の発生時に、前記検出角度と前記モータの回転角度の関係に応じた規定値に設定されるモータ制御装置。 - 請求項2に記載のモータ制御装置であって、
前記角度補正部は、
前記角度センサの回転周波数と前記フィルタ後角度センサ回転周波数との差分を積分する積分演算部と、
前記積分値と前記検出角度とを対応付ける角度補正値作成部と、
前記積分値を角度補正値として前記検出角度に対応付けて記憶する角度補正値記憶部とを備えるモータ制御装置。 - 請求項1に記載のモータ制御装置であって、
前記角度補正部は、前記フィルタ後角度センサ回転周波数を積分する積分演算部による積分値に基いて前記検出角度の誤差が補正された補正後検出角度を算出し、前記積分値は前記角度センサの基準角度検出を示す基準角度信号の発生時に、前記検出角度と前記モータの回転角度の関係に応じた規定値に設定されるモータ制御装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記フィルタ後角度センサ回転周波数と前記角度センサの回転周波数の差分の絶対値が前記帯域除去フィルタ部により減衰する量を越えた場合に、前記補正後検出角度の値を無効とするモータ制御装置。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記角度センサの角度誤差が前記角度センサの回転周波数のn倍の周波数成分を持つ場合は、前記角度センサの回転数波数をn倍した周波数を前記帯域除去フィルタ部の除去周波数とするモータ制御装置。 - 請求項6に記載のモータ制御装置であって、
前記角度センサの角度誤差が前記角度センサの回転周波数のn倍の周波数成分を複数有する場合は、夫々前記角度センサの回転周波数をn倍した周波数を前記帯域除去フィルタ部の除去周波数とするモータ制御装置。
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