JP6248791B2 - Motor control method and motor control apparatus - Google Patents

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Description

本開示は、モータを駆動するインバータを有するモータ制御装置における制御技術に関する。   The present disclosure relates to a control technique in a motor control device having an inverter that drives a motor.

モータの制御に必要なモータのロータの位置を位置センサなしで推定する技術が知られている。位置の推定には、モータの電流と電圧の情報が用いられる。位置を正確に推定するためには、高精度にモータの電流と電圧を検出する必要がある。例えばモータの電圧の情報が正しく安定して得られないと、推定される位置に誤差が生じてしまい、モータを適切に制御することができない。   A technique for estimating a position of a rotor of a motor necessary for controlling the motor without a position sensor is known. Information on motor current and voltage is used for position estimation. In order to accurately estimate the position, it is necessary to detect the motor current and voltage with high accuracy. For example, if the motor voltage information cannot be obtained correctly and stably, an error occurs in the estimated position, and the motor cannot be appropriately controlled.

電圧指令値とモータへの出力電圧との間の誤差を記憶し、これを用いて電圧指令値を補正する制御装置の例が、特許文献1に記載されている。   Patent Document 1 describes an example of a control device that stores an error between a voltage command value and an output voltage to a motor and corrects the voltage command value using the error.

特開平10−164850号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-164850

しかしながら、特許文献1の技術によると、電圧指令値を補正するのみであり、ロータの位置の推定精度を向上させることはできない。このため、位置センサなしでモータの制御を行う場合には、この技術を採用することができない。また、外乱等の原因によって出力電流が変動すると、求められる誤差が直ちに大きくなってしまい、電圧指令値が直ちに変動し、安定した制御が困難になる。   However, according to the technique of Patent Document 1, only the voltage command value is corrected, and the estimation accuracy of the position of the rotor cannot be improved. For this reason, this technique cannot be adopted when controlling a motor without a position sensor. Further, when the output current fluctuates due to a disturbance or the like, the required error immediately increases, the voltage command value fluctuates immediately, and stable control becomes difficult.

本発明は、モータの相電圧の時間平均を安定して求め、モータのロータの位置をより精度よく推定することを目的とする。   An object of the present invention is to stably obtain a time average of phase voltages of a motor and estimate the position of a rotor of the motor more accurately.

第1の発明は、PWM信号(C)を用いてモータ(4)を駆動するモータ制御方法であって、前記モータ(4)へ供給される相電圧(Vu,Vv又はVw)のパルス幅をパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)として検出し、前記PWM信号(C)のパルス幅であるパルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)とこれに対応する相の前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の誤差と、前記モータ(4)の前記対応する相の相電流との間の、予め求められた関係に基づいて、前記モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)からパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を求め、前記パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)を、前記パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を用いて補正して、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を求め、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を用いて、外乱の影響が低減されるように補正して、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を求め、前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を用いて前記相電圧(Vu,Vv又はVw)の時間平均である出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を求め、前記出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を用いて前記モータ(4)のロータの位置(θ)を推定する。 1st invention is a motor control method which drives a motor (4) using a PWM signal (C), Comprising: The pulse width of the phase voltage (Vu, Vv, or Vw) supplied to the said motor (4) is set. Detected as a pulse width detection value (Wu, Wv or Ww), the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ), which is the pulse width of the PWM signal (C), and the pulse width of the corresponding phase The phase of the motor (4) is based on the relationship obtained in advance between the error between the detected value (Wu, Wv or Ww) and the phase current of the corresponding phase of the motor (4). A pulse width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep) is obtained from the current detection value (Iu, Iv or Iw), and the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) is calculated as the pulse width error prediction value ( Correction using Wuep, Wvep or Wwep) to obtain a pulse width predicted value (Wup, Wvp or Wwp), and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is determined as the pulse width predicted value. Wup, Wvp or Wwp) is used to correct the disturbance so as to reduce the influence of the disturbance, and the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) is obtained, and the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) is obtained. ) To obtain an output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa) which is a time average of the phase voltage (Vu, Vv or Vw), and using the output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa), the motor Estimate the rotor position (θ) in (4).

第1の発明では、予め求められた関係に基づいて、モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)に対応する誤差をパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)として求め、パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)を、パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を用いて補正して、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を求め、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を用いて、外乱の影響が低減されるように補正する。これにより、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)をより正確に安定して得ることができる。このため、外乱を受けても、モータ(4)の相電圧の時間平均を安定して求めることができ、モータ(4)のロータの位置をより精度よく推定することができる。 In the first invention, an error corresponding to the phase current detection value (Iu, Iv, or Iw) of the motor (4) is obtained as a pulse width error prediction value (Wuep, Wvep, or Wwep) based on a previously obtained relationship. The pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) is corrected using the pulse width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep) to obtain the pulse width prediction value (Wup, Wvp or Wwp), The pulse width detection value (Wu, Wv, or Ww) is corrected using the pulse width prediction value (Wup, Wvp, or Wwp) so that the influence of disturbance is reduced. Thereby, the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) can be obtained more accurately and stably. For this reason, even if it receives disturbance, the time average of the phase voltage of the motor (4) can be obtained stably, and the position of the rotor of the motor (4) can be estimated more accurately.

第2の発明は、第1の発明において、前記モータ(4)の前記相電流検出値(Iu,Iv又はIw)が所定の値より小さい場合には、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として用いる。   According to a second invention, in the first invention, when the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) is smaller than a predetermined value, the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is used as the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa).

第2の発明によると、モータ(4)に出力される電流が小さい場合にはパルス幅の誤差も小さいので、処理を簡略化することができる。また、一般に、モータ(4)に出力される電流が小さい場合には、電流が変化すると、パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)とパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の誤差が大きく変化する。第2の発明によると、実際の電流と検出されるモータ(4)の相電流との間に誤差が生じても、ロータの位置の推定に影響を与えないようにすることができる。 According to the second invention, when the current output to the motor (4) is small, the error in the pulse width is also small, so that the processing can be simplified. In general, when the current output to the motor (4) is small, the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) when the current changes The error between and changes greatly. According to the second invention, even if an error occurs between the actual current and the detected phase current of the motor (4), the estimation of the rotor position can be prevented from being affected.

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)と前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の差を、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)として求め、前記パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)を平滑化して、平滑化されたパルス幅誤差(Wuf,Wvf又はWwf)を求め、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)と前記平滑化されたパルス幅誤差(Wuf,Wvf又はWwf)との和を、前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として求める。   According to a third invention, in the first or second invention, a difference between the predicted pulse width value (Wup, Wvp or Wwp) and the detected pulse width value (Wu, Wv or Ww) is calculated as a pulse width error ( Wue, Wve or Wwe), smoothing the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) to obtain a smoothed pulse width error (Wuf, Wvf or Wwf), and calculating the pulse width predicted value (Wup, The sum of Wvp or Wwp) and the smoothed pulse width error (Wuf, Wvf or Wwf) is obtained as the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa).

第3の発明では、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)と前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の差を、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)として求め、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)を平滑化する。これにより、モータ(4)を駆動する回路の特性が、モータ(4)に出力される電流が変動してもあまり変動しないオフセットとして得られ、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)をより正確に安定して得ることができる。   In the third invention, the difference between the pulse width predicted value (Wup, Wvp or Wwp) and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is obtained as a pulse width error (Wue, Wve or Wwe). Smooth the pulse width error (Wue, Wve or Wwe). As a result, the characteristics of the circuit that drives the motor (4) can be obtained as an offset that does not vary much even if the current output to the motor (4) varies, and the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) It can be obtained more accurately and stably.

第4の発明は、第3の発明において、前記パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)の絶対値が所定の値より大きい場合には、以前に求められた前記平滑化されたパルス幅誤差(Wuf,Wvf又はWwf)を用いる。   In a fourth aspect based on the third aspect, when the absolute value of the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) is larger than a predetermined value, the smoothed pulse width error ( Wuf, Wvf or Wwf) is used.

第4の発明によると、ノイズが比較的大きいときには、以前に求められた値が選択されるので、外乱の影響をより受けにくくなる。   According to the fourth invention, when the noise is relatively large, the previously obtained value is selected, so that it is less susceptible to the influence of disturbance.

第5の発明は、第3の発明において、同一の相についての前記パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)の絶対値が所定の値より大きいことを連続して所定の回数検出した場合には、前記相の前記相電圧(Vu,Vv又はVw)を測定するセンサが故障したと判定する。   In a fifth aspect according to the third aspect, when it is continuously detected a predetermined number of times that the absolute value of the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) for the same phase is larger than a predetermined value. The sensor that measures the phase voltage (Vu, Vv, or Vw) of the phase is determined to have failed.

第5の発明によると、相電圧(Vu,Vv又はVw)を測定するセンサの故障を検出することが可能になる。   According to the fifth aspect of the invention, it is possible to detect the failure of the sensor that measures the phase voltage (Vu, Vv, or Vw).

第6の発明は、第5の発明において、前記センサが故障したと判定された場合には、前記相については前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として用いる。   In a sixth aspect based on the fifth aspect, when it is determined that the sensor has failed, the predicted pulse width (Wup, Wvp or Wwp) for the phase is changed to the corrected pulse width (Wua). , Wva or Wwa).

第6の発明では、パルス幅予測値(Wp)を前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として用いるので、相電圧(Vu,Vv又はVw)から求められるパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を用いる必要がなく、相電圧(Vu,Vv又はVw)を測定するセンサが故障してもモータ(4)の駆動を継続して行うことが可能となる。   In the sixth aspect of the invention, since the predicted pulse width (Wp) is used as the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa), the pulse width detection value (Wu, Vv) obtained from the phase voltage (Vu, Vv or Vw) is used. It is not necessary to use Wv or Ww), and the motor (4) can be continuously driven even if the sensor for measuring the phase voltage (Vu, Vv or Vw) fails.

第7の発明では、第1の発明において、前記予め求められた関係は式として記憶されており、前記式に基づいて、前記モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)に対応する前記誤差を前記パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)として算出する。   In a seventh invention, in the first invention, the previously obtained relationship is stored as an equation, and based on the equation, the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) is stored. The corresponding error is calculated as the pulse width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep).

第7の発明では、式を用いて、モータ(4)に出力される電流に対応する誤差をパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)として算出する。このため、モータ(4)に出力される電流に対応する誤差をテーブルとして記憶する場合に比べて、必要な記憶容量を大幅に小さくすることができる。   In the seventh invention, an error corresponding to the current output to the motor (4) is calculated as a pulse width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep) using an equation. For this reason, compared with the case where the error corresponding to the current output to the motor (4) is stored as a table, the required storage capacity can be significantly reduced.

第8の発明は、PWM信号(C)を用いてモータ(4)を駆動するモータ制御装置であって、前記モータ(4)へ供給される相電圧(Vu,Vv又はVw)のパルス幅をパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)として検出するパルス幅検出部(32)と、前記PWM信号(C)のパルス幅であるパルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)とこれに対応する相の前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の誤差と、前記モータ(4)の前記対応する相の相電流との間の、予め求められた関係に基づいて、前記モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)からパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を求め、前記パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)を、前記パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を用いて補正して、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を求め、かつ、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を用いて、外乱の影響が低減されるように補正して、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を求めるパルス幅補正部(40;240;340)と、前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を用いて前記相電圧(Vu,Vv又はVw)の時間平均である出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を求める出力電圧演算部(34)と、前記出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を用いて前記モータ(4)のロータの位置(θ)を推定する位置推定部(26)とを有する。 The eighth invention is a motor control device for driving a motor (4) using a PWM signal (C), wherein the pulse width of the phase voltage (Vu, Vv or Vw) supplied to the motor (4) is determined. A pulse width detection unit (32) that detects a pulse width detection value (Wu, Wv, or Ww), a pulse width command value (Wu * , Wv *, or Ww * ) that is the pulse width of the PWM signal (C), and this Based on a previously determined relationship between an error between the pulse width detection value (Wu, Wv, or Ww) of the phase corresponding to and the phase current of the corresponding phase of the motor (4) The pulse width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep) is obtained from the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4), and the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) is obtained. The pulse width error correction value (Wuep, Wvep or Wwep) is used for correction to obtain the pulse width prediction value (Wup, Wvp or Wwp), and the pulse width detection value (Wu, Wv) Ww) is corrected using the predicted pulse width value (Wup, Wvp or Wwp) so that the influence of disturbance is reduced, and the pulse width for obtaining the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) An output voltage detection value (Vua, Vva) which is a time average of the phase voltage (Vu, Vv or Vw) using the correction unit (40; 240; 340) and the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa). Alternatively, an output voltage calculation unit (34) for obtaining Vwa) and a position estimation unit (26) for estimating the rotor position (θ) of the motor (4) using the output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa). And have.

第8の発明では、パルス幅補正部(40;240;340)が、予め求められた関係に基づいて、モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)に対応する誤差をパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)として求める。パルス幅補正部(40;240;340)は、パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)を、パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を用いて補正して、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を求め、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を用いて、外乱の影響が低減されるように補正する。これにより、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)をより正確に安定して得ることができる。このため、外乱を受けても、モータ(4)の相電圧の時間平均を安定して求めることができ、モータ(4)のロータの位置をより精度よく推定することができる。 In the eighth invention, the pulse width correction unit (40; 240; 340) pulses an error corresponding to the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) based on the relationship obtained in advance. Obtained as a width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep). The pulse width correction unit (40; 240; 340) corrects the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) using the predicted pulse width error value (Wuep, Wvep or Wwep), and the pulse width The predicted value (Wup, Wvp or Wwp) is obtained, and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is used as the pulse width predicted value (Wup, Wvp or Wwp) so that the influence of disturbance is reduced. to correct. Thereby, the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) can be obtained more accurately and stably. For this reason, even if it receives disturbance, the time average of the phase voltage of the motor (4) can be obtained stably, and the position of the rotor of the motor (4) can be estimated more accurately.

第1〜第8の発明によれば、モータの相電圧の時間平均を安定して求めることができる。したがって、モータのロータの位置をより精度よく推定して、モータを駆動することが可能になる。   According to the 1st-8th invention, the time average of the phase voltage of a motor can be calculated | required stably. Therefore, it is possible to estimate the position of the rotor of the motor with higher accuracy and drive the motor.

本発明の実施形態に係るモータ制御装置の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram showing an example of composition of a motor control device concerning an embodiment of the present invention. 図1のコントローラの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the controller of FIG. 図2の電圧演算部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the voltage calculating part of FIG. 図3のパルス幅補正部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the pulse width correction | amendment part of FIG. 図1及び図2における信号の電圧の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the voltage of the signal in FIG.1 and FIG.2. パルス幅指令値とパルス幅検出値との間の誤差の例を示すグラフである。It is a graph which shows the example of the error between a pulse width command value and a pulse width detection value. 図3のパルス幅補正部の他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other structural example of the pulse width correction | amendment part of FIG. 図3のパルス幅補正部の更に他の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the further another structural example of the pulse width correction | amendment part of FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書において下2桁が同じ参照番号で示された構成要素は、互いに対応しており、同一の又は類似の構成要素である。また、Iu,Iv,Iw等の符号における2文字目のu,v,wは、それぞれがu相、v相、w相の値であることを示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, components having the same reference numerals in the last two digits correspond to each other and are the same or similar components. In addition, u, v, and w of the second character in codes such as Iu, Iv, and Iw indicate values of the u phase, the v phase, and the w phase, respectively.

図1は、本発明の実施形態に係るモータ制御装置(10)の構成例を示す回路図である。図1のモータ制御装置(10)は、コンバータ(12)と、平滑コンデンサ(14)と、インバータ(16)と、PWM(pulse width modulation)信号(C)を生成するコントローラ(20)とを有し、PWM信号(C)を用いてモータ(4)を駆動する。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a motor control device (10) according to an embodiment of the present invention. The motor control device (10) in FIG. 1 has a converter (12), a smoothing capacitor (14), an inverter (16), and a controller (20) that generates a PWM (pulse width modulation) signal (C). Then, the motor (4) is driven using the PWM signal (C).

コンバータ(12)は、ブリッジ状に結線された6個のダイオード(Dr)を有し、三相交流電源(2)の三相交流を直流に変換して出力する。平滑コンデンサ(14)は、コンバータ(12)から出力された直流電圧を平滑化する。インバータ(16)は、スイッチング素子としてのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)(Tr)及びこれらのIGBT(Tr)の各々に逆並列に接続された6個の還流ダイオード(FWDとも称する)(Dw)を有する。インバータ(16)は、平滑化された直流電圧を三相交流電圧に変換し、三相モータ(4)に供給する。各IGBT(Tr)は、PWM信号(C)で制御される。三相モータ(4)は、例えば、空気調和装置や冷凍装置が有する圧縮機を回転駆動するためのモータである。本実施形態では、スイッチング素子としてIGBTを用いる場合について説明するが、スイッチング素子として、他の種類のトランジスタ等、他の素子を用いてもよい。   The converter (12) has six diodes (Dr) connected in a bridge shape, converts the three-phase alternating current of the three-phase alternating current power supply (2) into direct current and outputs the direct current. The smoothing capacitor (14) smoothes the DC voltage output from the converter (12). The inverter 16 includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) (Tr) as a switching element and six free-wheeling diodes (also referred to as FWD) (Dw) connected in antiparallel to each of these IGBTs (Tr). Have. The inverter (16) converts the smoothed DC voltage into a three-phase AC voltage and supplies it to the three-phase motor (4). Each IGBT (Tr) is controlled by a PWM signal (C). The three-phase motor (4) is, for example, a motor for rotationally driving a compressor included in an air conditioner or a refrigeration apparatus. In this embodiment, the case where an IGBT is used as a switching element will be described. However, other elements such as other types of transistors may be used as the switching element.

コントローラ(20)には、三相モータ(4)へ供給される各相の相電流の検出値(相電流検出値)(Iu,Iv,Iw)が入力される。コントローラ(20)は、これらの相電流が三相交流になるようにPWM信号(C)を生成し、インバータ(16)に内蔵される6個のIGBT(Tr)の制御端子へ出力して、三相モータ(4)の回転速度を制御する。   The controller (20) receives the phase current detection values (phase current detection values) (Iu, Iv, Iw) of the phases supplied to the three-phase motor (4). The controller (20) generates a PWM signal (C) so that these phase currents become three-phase alternating current, and outputs them to the control terminals of the six IGBTs (Tr) built in the inverter (16). Controls the rotation speed of the three-phase motor (4).

図2は、図1のコントローラの構成例を示すブロック図である。図2のコントローラ(20)は、電流制御部(22)と、PWM信号生成部(24)と、位置推定部(26)と、電圧演算部(30)とを有する。電流制御部(22)は、電流指令値(I*)、相電流検出値(Iu,Iv,Iw)、及びモータ(4)のロータの位置(θ)に基づいて、モータ(4)に出力される電流が電流指令値(I*)に追従するように電圧指令値(V*)を生成し、出力する。電流制御部(22)は、例えばPI(proportional integral)制御を用いて電圧指令値(V*)を生成する。PWM信号生成部(24)は、電圧指令値(V*)及びロータの位置(θ)に基づいて、PWM信号(C)を生成してインバータ(16)に出力する。また、PWM信号生成部(24)は、PWM信号(C)の各相のパルス幅を、パルス幅指令値(Wu*,Wv*,Ww*)として電圧演算部(30)に出力する。 FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the controller of FIG. The controller (20) in FIG. 2 includes a current control unit (22), a PWM signal generation unit (24), a position estimation unit (26), and a voltage calculation unit (30). The current control unit (22) outputs to the motor (4) based on the current command value (I * ), the phase current detection value (Iu, Iv, Iw), and the rotor position (θ) of the motor (4). A voltage command value (V * ) is generated and output so that the current that follows the current command value (I * ) follows. The current control unit (22) generates a voltage command value (V * ) using, for example, PI (proportional integral) control. The PWM signal generator (24) generates a PWM signal (C) based on the voltage command value (V * ) and the rotor position (θ) and outputs the PWM signal (C) to the inverter (16). Further, the PWM signal generation unit (24) outputs the pulse width of each phase of the PWM signal (C) to the voltage calculation unit (30) as a pulse width command value (Wu * , Wv * , Ww * ).

電圧演算部(30)は、モータ(4)へ供給される相電圧(Vu,Vv又はVw)等に基づいて、相電圧(Vu,Vv又はVw)のそれぞれの時間平均である出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を求める。位置推定部(26)は、出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)及び相電流検出値(Iu,Iv又はIw)に基づいて、モータ(4)のロータの位置(θ)を推定し、出力する。モータの電流制御にはモータ(4)のロータの位置(θ)が不可欠であり、ロータ用の位置センサを用いないで制御を行う場合には、ロータの位置(θ)の推定が必要である。本実施形態では、モータ(4)へ供給される相電圧の時間平均を出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)としてより正確に安定して求めることによって、外乱を受けてもロータの位置(θ)を精度よく継続して推定することができるようにする。出力電圧検出値(Vua,Vva,Vwa)はいずれも、例えば1キャリア周期(Tc)等の適切な期間毎の値である。   The voltage calculation unit (30) is based on the phase voltage (Vu, Vv or Vw) supplied to the motor (4), etc., and the output voltage detection value that is the respective time average of the phase voltage (Vu, Vv or Vw) (Vua, Vva or Vwa) is obtained. The position estimation unit (26) estimates the rotor position (θ) of the motor (4) based on the output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa) and the phase current detection value (Iu, Iv or Iw), Output. The position (θ) of the rotor of the motor (4) is indispensable for the motor current control. When the control is performed without using the rotor position sensor, it is necessary to estimate the position (θ) of the rotor. . In this embodiment, the time average of the phase voltage supplied to the motor (4) is obtained more accurately and stably as the output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa), so that the position of the rotor ( θ) can be estimated continuously with high accuracy. The output voltage detection values (Vua, Vva, Vwa) are all values for appropriate periods such as one carrier cycle (Tc).

図3は、図2の電圧演算部の構成例を示すブロック図である。図3の電圧演算部(30)は、パルス幅検出部(32)と、出力電圧演算部(34)と、パルス幅補正部(40)とを有する。パルス幅検出部(32)は、モータ(4)へ供給される各相電圧(Vu,Vv又はVw)のパルス幅をそれぞれパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)として検出し、出力する。パルス幅補正部(40)は、パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、これに対するノイズ等の外乱の影響が低減されるように補正し、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を求める。この際、パルス幅補正部(40)は、パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)とこれに対応する相のパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の誤差と、インバータ(16)から出力されるモータ(4)の対応する相の相電流(例えば、相電流検出値(Iu等)の時間平均)との間の関係である、後述の予め求められた関係を用いる。 FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the voltage calculation unit of FIG. The voltage calculation unit (30) in FIG. 3 includes a pulse width detection unit (32), an output voltage calculation unit (34), and a pulse width correction unit (40). The pulse width detector (32) detects and outputs the pulse width of each phase voltage (Vu, Vv or Vw) supplied to the motor (4) as a pulse width detection value (Wu, Wv or Ww). The pulse width correction unit (40) corrects the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) so that the influence of disturbance such as noise is reduced, and corrects the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa). ) At this time, the pulse width correction unit (40) calculates an error between the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) and the corresponding pulse width detection value (Wu, Wv or Ww). , Which is a relationship between the phase current of the corresponding phase of the motor (4) output from the inverter (16) (for example, the time average of the detected phase current value (Iu, etc.)) Is used.

出力電圧演算部(34)は、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)及び平滑コンデンサ(14)の電圧(VDC)に基づいて出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を求め、位置推定部(26)に出力する。具体的にはu相に関して、例えば、出力電圧演算部(34)は、キャリア周期(Tc)を用いて、
Vua = VDC×Wua/Tc
によって周期毎に出力電圧検出値(Vua)を求め、これに更にIGBT(Tr)及び還流ダイオード(Dw)の導通時の電圧降下(ON電圧)の影響を加えて、出力電圧検出値(Vua)として出力する。言い換えると、出力電圧演算部(34)は、図5の電圧(Vu)と横軸との間の面積(電圧(Vu)が負の場合は負の値とする)を周期で割って、相電圧(Vu)の時間平均である出力電圧検出値(Vua)を求める。v相及びw相についても同様である。
The output voltage calculation unit (34) obtains an output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa) based on the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) and the voltage (VDC) of the smoothing capacitor (14), and positions Output to the estimation unit (26). Specifically, for the u phase, for example, the output voltage calculation unit (34) uses the carrier period (Tc),
Vua = VDC x Wua / Tc
The output voltage detection value (Vua) is obtained for each cycle by adding the influence of the voltage drop (ON voltage) when the IGBT (Tr) and the freewheeling diode (Dw) are conducted to the output voltage detection value (Vua). Output as. In other words, the output voltage calculation unit (34) divides the area between the voltage (Vu) and the horizontal axis in FIG. 5 (if the voltage (Vu) is negative) by the period, An output voltage detection value (Vua) that is a time average of the voltage (Vu) is obtained. The same applies to the v phase and the w phase.

図4は、図3のパルス幅補正部の構成例を示すブロック図である。図4のパルス幅補正部(40)は、パルス幅誤差算出部(42)と、加算器(44,48)と、減算器(46)と、フィルタ(52)とを有し、u相についての処理を行う。パルス幅補正部(40)は、図4の構成を更に2つ有し、これらはv相及びw相についての処理をそれぞれ行う。   FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the pulse width correction unit in FIG. The pulse width correction unit (40) in FIG. 4 includes a pulse width error calculation unit (42), an adder (44, 48), a subtracter (46), and a filter (52). Perform the process. The pulse width correction unit (40) further has two configurations shown in FIG. 4, which perform processing for the v-phase and the w-phase, respectively.

図5は、図1及び図2における信号の電圧の例を示すグラフである。図5のように、u相の上アーム用PWM信号(C)はパルス幅(Wuu*)を有し、u相の下アーム用PWM信号(C)はパルス幅(Wul*)を有する。w相の上アーム用PWM信号(C)はパルス幅(Wwu*)を有し、w相の下アーム用PWM信号(C)はパルス幅(Wwl*)を有する。これらのパルス幅は、モータ(4)への出力電圧が「高」になるようにするパルスの期間である。図5には、貫通電流を防ぐためのデッドタイム(Td)も示されている。PWM信号生成部(24)は、相電流が正の場合(例えば電流がモータ(4)に向かう場合)には、その相の上アーム用PWM信号のパルス幅をパルス幅指令値として出力し、相電流が負の場合には、その相の下アーム用PWM信号のパルス幅をパルス幅指令値として出力する。 FIG. 5 is a graph showing an example of the voltage of the signal in FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 5, the u-phase upper arm PWM signal (C) has a pulse width (Wuu * ), and the u-phase lower arm PWM signal (C) has a pulse width (Wul * ). The w-phase upper arm PWM signal (C) has a pulse width (Wwu * ), and the w-phase lower arm PWM signal (C) has a pulse width (Wwl * ). These pulse widths are periods of pulses that cause the output voltage to the motor (4) to become “high”. FIG. 5 also shows a dead time (Td) for preventing a through current. When the phase current is positive (for example, when the current goes to the motor (4)), the PWM signal generation unit (24) outputs the pulse width of the upper arm PWM signal for the phase as a pulse width command value. When the phase current is negative, the pulse width of the lower arm PWM signal for that phase is output as the pulse width command value.

図5の場合には、u相の電流値(Iu)が負、w相の電流値(Iw)が正であるので、PWM信号生成部(24)は、u相のパルス幅指令値(Wu*)としてパルス幅(Wul*)を出力し、w相のパルス幅指令値(Ww*)としてパルス幅(Wwu*)を出力する。図5に示されているように、図1のIGBT(Tr)がオンになるときには立ち上がり遅延(Dup)が生じ、IGBT(Tr)がオフになるときには立ち下がり遅延(Ddw)が生じるので、パルス幅指令値(Wu*等)とパルス幅検出値(Wu等)との間には誤差が生じる。 In the case of FIG. 5, since the u-phase current value (Iu) is negative and the w-phase current value (Iw) is positive, the PWM signal generation unit (24) outputs the u-phase pulse width command value (Wu *) to output the pulse width (WUL *) as to output pulse width command value of w phase (Ww *) as the pulse width (WWU *). As shown in FIG. 5, a rise delay (Dup) occurs when the IGBT (Tr) in FIG. 1 is turned on, and a fall delay (Ddw) occurs when the IGBT (Tr) is turned off. An error occurs between the width command value (Wu *, etc.) and the pulse width detection value (Wu, etc.).

図6は、パルス幅指令値(Wu*等)とパルス幅検出値(Wu等)との間の誤差の例を示すグラフである。この誤差は、図6のように、インバータ(16)からモータ(4)に出力される相電流(相電流検出値(Iu等)の時間平均)の大きさに応じて変化する。図6にプロットされた点は、3つのグループ(G1,G2,G3)に分けることができる。グループ(G1,G2,G3)のそれぞれについて回帰直線を求めると、図6のように3本の直線(L1,L2,L3)が得られる。図1のインバータ(16)として特性が標準的なものを用いて、図6のような直線で表される関係を予め求めておく。いくつかのインバータ(16)を用いて、図6の関係を予め求めてもよい。図6では、縦軸の値200は例えば約5μsに相当する。 FIG. 6 is a graph showing an example of an error between a pulse width command value (Wu *, etc.) and a pulse width detection value (Wu, etc.). As shown in FIG. 6, this error varies according to the magnitude of the phase current (time average of the phase current detection value (Iu, etc.)) output from the inverter (16) to the motor (4). The points plotted in FIG. 6 can be divided into three groups (G1, G2, G3). When a regression line is obtained for each of the groups (G1, G2, G3), three straight lines (L1, L2, L3) are obtained as shown in FIG. A relationship represented by a straight line as shown in FIG. 6 is obtained in advance using an inverter (16) having a standard characteristic as shown in FIG. The relationship shown in FIG. 6 may be obtained in advance using several inverters (16). In FIG. 6, the vertical axis value 200 corresponds to, for example, about 5 μs.

図4を参照してu相に関して説明する。図4のパルス幅誤差算出部(42)は、パルス幅指令値(Wu*)とパルス幅検出値(Wu)との間の誤差と、モータ(4)のu相電流との間の、このようにして予め求められた関係を表す式(ここでは、3本の直線(L1,L2,L3)を表す式)を記憶する。図6は一例であって、他の本数の直線を求めておき、これらの直線の式をパルス幅誤差算出部(42)が記憶してもよい。このような式は、u相、v相及びw相に関して共通して用いられる。このように式を用いて誤差を求めるので、モータ(4)に出力される電流に対応する誤差をテーブルとして記憶する場合に比べて、必要な記憶容量を大幅に小さくすることができる。 The u phase will be described with reference to FIG. The pulse width error calculation unit (42) in FIG. 4 calculates the difference between the error between the pulse width command value (Wu * ) and the pulse width detection value (Wu) and the u-phase current of the motor (4). In this way, a formula representing the relationship obtained in advance (here, a formula representing three straight lines (L1, L2, L3)) is stored. FIG. 6 is an example, and other numbers of straight lines may be obtained, and the equation of these straight lines may be stored in the pulse width error calculation unit (42). Such a formula is commonly used for the u phase, the v phase, and the w phase. Since the error is obtained using the equation in this way, the required storage capacity can be significantly reduced as compared with the case where the error corresponding to the current output to the motor (4) is stored as a table.

パルス幅誤差算出部(42)は、相電流検出値(Iu)の時間平均を、モータ(4)に出力される相電流として求める。この時間平均は、例えば図5の1キャリア周期(Tc)等の適切な期間毎の値である。パルス幅誤差算出部(42)は、求められた時間平均に対応する誤差を、記憶した直線の式に基づいてパルス幅誤差予測値(Wuep)として算出し、出力する。なお、パルス幅誤差算出部(42)は、相電流検出値(Iu)の瞬時値を、モータ(4)に出力される相電流として求めてもよい。   The pulse width error calculation unit (42) obtains the time average of the phase current detection value (Iu) as the phase current output to the motor (4). This time average is a value for each appropriate period such as one carrier period (Tc) in FIG. The pulse width error calculation unit (42) calculates and outputs an error corresponding to the obtained time average as a pulse width error prediction value (Wuep) based on the stored straight line equation. The pulse width error calculation unit (42) may determine the instantaneous value of the phase current detection value (Iu) as the phase current output to the motor (4).

加算器(44)は、パルス幅指令値(Wu*)とパルス幅誤差予測値(Wuep)との和を、パルス幅予測値(Wup)として求める。減算器(46)は、パルス幅予測値(Wup)をパルス幅検出値(Wu)から減算して、パルス幅誤差(Wue)を求める。フィルタ(52)は、パルス幅誤差(Wue)を平滑化して、平滑化されたパルス幅誤差(Wuf)を求める。加算器(48)は、パルス幅予測値(Wup)と平滑化されたパルス幅誤差(Wuf)との和を、補正されたパルス幅(Wua)として求める。図4のパルス幅補正部(40)は、v相及びw相に関しても同様に処理を行う。 The adder (44) obtains the sum of the pulse width command value (Wu * ) and the pulse width error prediction value (Wuep) as the pulse width prediction value (Wup). The subtracter (46) subtracts the predicted pulse width value (Wup) from the detected pulse width value (Wu) to obtain a pulse width error (Wue). The filter (52) smoothes the pulse width error (Wue) to obtain a smoothed pulse width error (Wuf). The adder (48) calculates the sum of the predicted pulse width (Wup) and the smoothed pulse width error (Wuf) as the corrected pulse width (Wua). The pulse width correction unit (40) in FIG. 4 performs the same processing for the v phase and the w phase.

図6からわかるように、パルス幅指令値(Wu*)とパルス幅検出値(Wu)との間の誤差は、モータ(4)に出力される相電流に応じて大きく変動する。ところが、パルス幅補正部(40)では、パルス幅誤差算出部(42)がモータ(4)の相電流に応じた誤差を出力し、これに基づいてパルス幅予測値(Wup)が生成されるので、減算器(46)から出力されるパルス幅誤差(Wue)は、モータ(4)の相電流にかかわらずほぼ一定の値となる。その値は、インバータ(16)に対応するオフセットであると言える。パルス幅誤差(Wue)がほぼ一定であるので、フィルタ(52)はパルス幅誤差(We)を容易に平滑化することができる。フィルタ(52)用いるので、ノイズ等の外乱の影響を抑えることができ、補正されたパルス幅(Wua)をより正確に安定して得ることができる。このため、外乱を受けても、インバータ(16)からモータ(4)へ供給される相電圧及びその時間平均をより正確に安定して求めることができる。したがって、モータ(4)のロータの位置をより精度よく推定し、モータ(4)を駆動することが可能になる。また、パルス幅誤差予測値(Wuep)を用いるので、補正されたパルス幅(Wua)の収束が速い。 As can be seen from FIG. 6, the error between the pulse width command value (Wu * ) and the pulse width detection value (Wu) varies greatly depending on the phase current output to the motor (4). However, in the pulse width correction unit (40), the pulse width error calculation unit (42) outputs an error corresponding to the phase current of the motor (4), and a pulse width predicted value (Wup) is generated based on the error. Therefore, the pulse width error (Wue) output from the subtractor (46) becomes a substantially constant value regardless of the phase current of the motor (4). It can be said that the value is an offset corresponding to the inverter (16). Since the pulse width error (Wue) is substantially constant, the filter (52) can easily smooth the pulse width error (We). Since the filter (52) is used, the influence of disturbance such as noise can be suppressed, and the corrected pulse width (Wua) can be obtained more accurately and stably. For this reason, even if it receives disturbance, the phase voltage supplied to the motor (4) from the inverter (16) and its time average can be obtained more accurately and stably. Therefore, the position of the rotor of the motor (4) can be estimated more accurately and the motor (4) can be driven. Further, since the predicted pulse width error value (Wuep) is used, the corrected pulse width (Wua) converges quickly.

図7は、図3のパルス幅補正部の他の構成例を示すブロック図である。図7のパルス幅補正部(240)は、レジスタ(54)と、ノイズ判定部(56)と、スイッチ(58)とを更に有する点が、図3のパルス幅補正部(40)とは異なっている。他の点については、図3のパルス幅補正部(40)と同様であるので、説明を省略する。パルス幅補正部(240)は、図7の構成を更に2つ有し、これらはv相及びw相についての処理をそれぞれ行う。   FIG. 7 is a block diagram showing another configuration example of the pulse width correction unit of FIG. The pulse width correction unit (240) of FIG. 7 differs from the pulse width correction unit (40) of FIG. 3 in that it further includes a register (54), a noise determination unit (56), and a switch (58). ing. Other points are the same as those of the pulse width correction unit (40) of FIG. The pulse width correction unit (240) further includes two configurations shown in FIG. 7, which perform processing for the v phase and the w phase, respectively.

レジスタ(54)は、平滑化されたパルス幅誤差(Wuf)を格納し、出力する。但し、レジスタ(54)は、以前に求められた(例えば前回のパルスに対する)平滑化されたパルス幅誤差(Wuf)を出力する。ノイズ判定部(56)は、減算器(46)から出力されるパルス幅誤差(Wue)の絶対値と所定のしきい値とを比較し、パルス幅誤差(Wue)の絶対値がこのしきい値より大きい場合には、ノイズを検出したことを示す信号を出力する。スイッチ(58)は、通常は平滑化されたパルス幅誤差(Wuf)を選択して加算器(48)に出力するが、ノイズ判定部(56)が、ノイズを検出したことを示す信号を出力している場合には、レジスタ(54)の出力を選択して出力する。パルス幅補正部(240)は、v相及びw相に関しても同様に処理を行う。図7のパルス幅補正部(240)によると、ノイズが比較的大きいときには、以前に求められた値が選択されるので、外乱の影響をより受けにくくなる。   The register (54) stores and outputs the smoothed pulse width error (Wuf). However, the register (54) outputs the smoothed pulse width error (Wuf) obtained previously (for example, with respect to the previous pulse). The noise determination unit (56) compares the absolute value of the pulse width error (Wue) output from the subtracter (46) with a predetermined threshold value, and the absolute value of the pulse width error (Wue) is the threshold value. If larger than the value, a signal indicating that noise is detected is output. The switch (58) normally selects the smoothed pulse width error (Wuf) and outputs it to the adder (48), but the noise judgment unit (56) outputs a signal indicating that noise has been detected. If so, the output of the register (54) is selected and output. The pulse width correction unit (240) performs the same processing for the v phase and the w phase. According to the pulse width correction unit (240) of FIG. 7, when the noise is relatively large, the previously obtained value is selected, so that it is less susceptible to disturbance.

図8は、図3のパルス幅補正部の更に他の構成例を示すブロック図である。図8のパルス幅補正部(340)は、センサ異常判定部(62)と、スイッチ(64)とを更に有する点が、図3のパルス幅補正部(40)とは異なっている。他の点については、図3のパルス幅補正部(40)と同様であるので、説明を省略する。パルス幅補正部(340)は、図8の構成を更に2つ有し、これらはv相及びw相についての処理をそれぞれ行う。   FIG. 8 is a block diagram showing still another configuration example of the pulse width correction unit in FIG. The pulse width correction unit (340) of FIG. 8 differs from the pulse width correction unit (40) of FIG. 3 in that it further includes a sensor abnormality determination unit (62) and a switch (64). Other points are the same as those of the pulse width correction unit (40) of FIG. The pulse width correction unit (340) further includes two configurations shown in FIG. 8, which perform processing for the v-phase and the w-phase, respectively.

センサ異常判定部(62)は、同一の相についてのパルス幅誤差(Wue)の絶対値が所定の値より大きいことを連続して所定の回数(所定の数のパルスにわたって)検出した場合には、その相の電圧(Vu)を測定するセンサが故障したと判定し、センサが故障したことを示す信号を出力する。スイッチ(64)は、通常は加算器(48)の出力信号(Wua0)を選択するが、センサ異常判定部(62)が、センサが故障したことを示す信号を出力している場合には、パルス幅予測値(Wup)を選択して、その相については補正されたパルス幅(Wua)として出力する。パルス幅補正部(340)は、v相及びw相に関しても同様に処理を行う。   When the sensor abnormality determination unit (62) detects that the absolute value of the pulse width error (Wue) for the same phase is larger than a predetermined value continuously for a predetermined number of times (over a predetermined number of pulses) The sensor that measures the voltage (Vu) of the phase is determined to have failed, and a signal indicating that the sensor has failed is output. The switch (64) normally selects the output signal (Wua0) of the adder (48), but when the sensor abnormality determination unit (62) outputs a signal indicating that the sensor has failed, A predicted pulse width (Wup) is selected, and the phase is output as a corrected pulse width (Wua). The pulse width correction unit (340) performs the same processing for the v phase and the w phase.

図8のパルス幅補正部(340)によると、電圧(Vu,Vv又はVw)を測定するセンサの故障を検出することが可能になる。また、センサが故障したと判定された場合には、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として用いるので、電圧(Vu,Vv又はVw)から検出されるパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を用いる必要がなく、モータ(4)の駆動を継続して行うことが可能となる。   According to the pulse width correction unit (340) of FIG. 8, it is possible to detect the failure of the sensor that measures the voltage (Vu, Vv, or Vw). If it is determined that the sensor has failed, the estimated pulse width (Wup, Wvp or Wwp) is used as the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa), so the voltage (Vu, Vv or Vw) It is not necessary to use the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) detected from the above, and the motor (4) can be continuously driven.

図4のパルス幅補正部(40)、図7のパルス幅補正部(240)、及び図8のパルス幅補正部(340)がv相に関する処理を行う場合には、パルス幅補正部(40,240,340)は、u相のパルス幅検出値(Wu)、パルス幅指令値(Wu*)、及び相電流検出値(Iu)に代えて、v相のパルス幅検出値(Wv)、パルス幅指令値(Wv*)、及び相電流検出値(Iv)を用いることによって、補正されたパルス幅(Wva)を求める。同様に、w相に関する処理を行う場合には、パルス幅補正部(40,240,340)は、パルス幅検出値(Wu)、パルス幅指令値(Wu*)、及び相電流検出値(Iu)に代えて、w相のパルス幅検出値(Ww)、パルス幅指令値(Ww*)、及び相電流検出値(Iw)を用いることによって、補正されたパルス幅(Wwa)を求める。 When the pulse width correction unit (40) in FIG. 4, the pulse width correction unit (240) in FIG. 7, and the pulse width correction unit (340) in FIG. 8 perform processing related to the v phase, the pulse width correction unit (40, 240, 340) ), Instead of the u-phase pulse width detection value (Wu), pulse width command value (Wu * ), and phase current detection value (Iu), the v-phase pulse width detection value (Wv), pulse width command value The corrected pulse width (Wva) is obtained by using (Wv * ) and the phase current detection value (Iv). Similarly, when performing processing related to the w phase, the pulse width correction unit (40, 240, 340) replaces the pulse width detection value (Wu), the pulse width command value (Wu * ), and the phase current detection value (Iu). The corrected pulse width (Wwa) is obtained by using the w-phase pulse width detection value (Ww), the pulse width command value (Ww * ), and the phase current detection value (Iw).

なお、モータ(4)に出力される相電流が所定の値より小さい場合には、パルス幅補正部(40)は、パルス幅検出値(Wu)をそのまま、補正されたパルス幅(Wua)として用いてもよい。また、このような場合には、より具体的には、例えば、パルス幅誤差算出部(42)は、出力値を0にしてもよい。モータ(4)に出力される相電流が小さい場合にはパルス幅の誤差も小さいので、処理を簡略化することができる。   When the phase current output to the motor (4) is smaller than the predetermined value, the pulse width correction unit (40) uses the pulse width detection value (Wu) as it is as the corrected pulse width (Wua). It may be used. In such a case, more specifically, for example, the pulse width error calculation unit (42) may set the output value to zero. When the phase current output to the motor (4) is small, the pulse width error is also small, so that the processing can be simplified.

以上の各例において、フィルタ(52)に代えて、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)に比例する値と、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)を積分した値との和を求めて出力するPI(proportional integral)制御部を用いてもよい。   In each of the above examples, instead of the filter (52), the sum of a value proportional to the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) and a value obtained by integrating the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) is obtained. An output PI (proportional integral) control unit may be used.

また、以上の各例において、フィルタ(52)に代えて、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)の平均値を求めて出力する平均化部を用いてもよい。平均値は、単位時間当たりの積分値であってもよいし、移動平均であってもよい。フィルタ(52)、PI制御部又は平均化部のいずれを用いても、パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、外乱の影響が低減されるように補正することができる。   In each of the above examples, instead of the filter (52), an averaging unit that calculates and outputs an average value of pulse width errors (Wue, Wve, or Wwe) may be used. The average value may be an integral value per unit time or a moving average. Even if any of the filter (52), the PI control unit, and the averaging unit is used, the pulse width detection value (Wu, Wv, or Ww) can be corrected so that the influence of disturbance is reduced.

本明細書における各機能ブロックは、典型的にはハードウェアで実現され得る。例えば各機能ブロックは、IC(集積回路)の一部として半導体基板上に形成され得る。ここでICは、LSI(large-scale integrated circuit)、ASIC(application-specific integrated circuit)、ゲートアレイ、FPGA(field programmable gate array)等を含む。代替としては各機能ブロックの一部又は全ては、ソフトウェアで実現され得る。例えばそのような機能ブロックは、プロセッサ及びプロセッサ上で実行されるプログラムによって実現され得る。換言すれば、本明細書で説明される各機能ブロックは、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよいし、ハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せで実現され得る。   Each functional block in this specification may typically be realized by hardware. For example, each functional block can be formed on a semiconductor substrate as part of an IC (integrated circuit). Here, the IC includes a large-scale integrated circuit (LSI), an application-specific integrated circuit (ASIC), a gate array, a field programmable gate array (FPGA), and the like. Alternatively, some or all of each functional block can be implemented in software. For example, such a functional block can be realized by a processor and a program executed on the processor. In other words, each functional block described in the present specification may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by any combination of hardware and software.

本発明の多くの特徴及び優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴及び優位性の全てをカバーすることが意図される。更に、多くの変更及び改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成及び動作に限定されるべきではない。したがって、全ての適切な改変物及び等価物は本発明の範囲に入るものとされる。   The many features and advantages of the present invention are apparent from the written description, and thus, it is intended by the appended claims to cover all such features and advantages of the invention. Further, since many changes and modifications will readily occur to those skilled in the art, the present invention should not be limited to the exact construction and operation as illustrated and described. Accordingly, all suitable modifications and equivalents are intended to be within the scope of the present invention.

以上説明したように、本発明は、空気調和装置やその他の装置に用いられるモータを制御するモータ制御方法及びモータ制御装置等に有用である。   As described above, the present invention is useful for a motor control method, a motor control device, and the like that control a motor used in an air conditioner and other devices.

4 モータ
10 モータ制御装置
24 PWM信号生成部
26 位置推定部
32 パルス幅検出部
34 出力電圧演算部
40, 240, 340 パルス幅補正部
42 パルス幅誤差算出部
44, 48 加算器
46 減算器
52 フィルタ
C PWM信号
Iu, Iv, Iw 相電流検出値
Vu, Vv, Vw 相電圧
Vua, Vva, Vwa 出力電圧検出値
Wf 平滑化されたパルス幅誤差
Wp パルス幅予測値
Wu, Wv, Ww パルス幅検出値
Wu*, Wv*, Ww* パルス幅指令値
Wua, Wva, Wwa 補正されたパルス幅
4 Motor
10 Motor controller
24 PWM signal generator
26 Position estimation part
32 Pulse width detector
34 Output voltage calculator
40, 240, 340 Pulse width correction section
42 Pulse width error calculator
44, 48 adder
46 Subtractor
52 Filter
C PWM signal
Iu, Iv, Iw phase current detection value
Vu, Vv, Vw phase voltage
Vua, Vva, Vwa Output voltage detection value
Wf Smoothed pulse width error
Wp Predicted pulse width
Wu, Wv, Ww Pulse width detection value
Wu * , Wv * , Ww * Pulse width command value
Wua, Wva, Wwa Corrected pulse width

Claims (8)

PWM信号(C)を用いてモータ(4)を駆動するモータ制御方法であって、
前記モータ(4)へ供給される相電圧(Vu,Vv又はVw)のパルス幅をパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)として検出し、
前記PWM信号(C)のパルス幅であるパルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)とこれに対応する相の前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の誤差と、前記モータ(4)の前記対応する相の相電流との間の、予め求められた関係に基づいて、前記モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)からパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を求め、
前記パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)を、前記パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を用いて補正して、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を求め、
前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を用いて、外乱の影響が低減されるように補正して、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を求め、
前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を用いて前記相電圧(Vu,Vv又はVw)の時間平均である出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を求め、
前記出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を用いて前記モータ(4)のロータの位置(θ)を推定する
モータ制御方法。
A motor control method for driving a motor (4) using a PWM signal (C),
The pulse width of the phase voltage (Vu, Vv or Vw) supplied to the motor (4) is detected as a pulse width detection value (Wu, Wv or Ww),
An error between a pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ), which is a pulse width of the PWM signal (C), and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) of the corresponding phase; The pulse width error prediction from the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) based on the relationship obtained in advance with the phase current of the corresponding phase of the motor (4) Find the value (Wuep, Wvep or Wwep)
The pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) is corrected using the pulse width error prediction value (Wuep, Wvep or Wwep) to obtain the pulse width prediction value (Wup, Wvp or Wwp). ,
The pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is corrected using the predicted pulse width value (Wup, Wvp or Wwp) so that the influence of disturbance is reduced, and the corrected pulse width (Wua , Wva or Wwa)
Using the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa), an output voltage detection value (Vua, Vva or Vwa) which is a time average of the phase voltage (Vu, Vv or Vw) is obtained.
The motor control method which estimates the position ((theta)) of the rotor of the said motor (4) using the said output voltage detection value (Vua, Vva, or Vwa).
請求項1に記載のモータ制御方法において、
前記モータ(4)の前記相電流検出値(Iu,Iv又はIw)が所定の値より小さい場合には、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として用いる
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 1,
When the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) is smaller than a predetermined value, the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is changed to the corrected pulse width (Wua, Motor control method used as Wva or Wwa).
請求項1又は2に記載のモータ制御方法において、
前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)と前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の差を、パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)として求め、
前記パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)を平滑化して、平滑化されたパルス幅誤差(Wuf,Wvf又はWwf)を求め、
前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)と前記平滑化されたパルス幅誤差(Wuf,Wvf又はWwf)との和を、前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として求める
モータ制御方法。
In the motor control method according to claim 1 or 2,
The difference between the pulse width prediction value (Wup, Wvp or Wwp) and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) is obtained as a pulse width error (Wue, Wve or Wwe),
Smoothing the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) to obtain a smoothed pulse width error (Wuf, Wvf or Wwf);
Motor control for obtaining a sum of the predicted pulse width value (Wup, Wvp or Wwp) and the smoothed pulse width error (Wuf, Wvf or Wwf) as the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) Method.
請求項3に記載のモータ制御方法において、
前記パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)の絶対値が所定の値より大きい場合には、以前に求められた前記平滑化されたパルス幅誤差(Wuf,Wvf又はWwf)を用いる
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 3,
A motor control method using the smoothed pulse width error (Wuf, Wvf or Wwf) obtained previously when the absolute value of the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) is larger than a predetermined value.
請求項3に記載のモータ制御方法において、
同一の相についての前記パルス幅誤差(Wue,Wve又はWwe)の絶対値が所定の値より大きいことを連続して所定の回数検出した場合には、前記同一の相の前記相電圧(Vu,Vv又はVw)を測定するセンサが故障したと判定する
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 3,
When it is detected for a predetermined number of times that the absolute value of the pulse width error (Wue, Wve or Wwe) for the same phase is larger than a predetermined value, the phase voltage (Vu, A motor control method for determining that a sensor for measuring Vv or Vw) has failed.
請求項5に記載のモータ制御方法において、
前記センサが故障したと判定された場合には、前記同一の相については前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)として用いる
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 5, wherein
When it is determined that the sensor has failed, the motor control method using the pulse width predicted value (Wup, Wvp or Wwp) as the corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa) for the same phase .
請求項1に記載のモータ制御方法において、
前記予め求められた関係は式として記憶されており、前記式に基づいて、前記モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)に対応する前記誤差を前記パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)として算出する
モータ制御方法。
The motor control method according to claim 1,
The previously obtained relationship is stored as an equation, and based on the equation, the error corresponding to the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) is converted into the pulse width error predicted value ( Motor control method to calculate as Wuep, Wvep or Wwep).
PWM信号(C)を用いてモータ(4)を駆動するモータ制御装置であって、
前記モータ(4)へ供給される相電圧(Vu,Vv又はVw)のパルス幅をパルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)として検出するパルス幅検出部(32)と、
前記PWM信号(C)のパルス幅であるパルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)とこれに対応する相の前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)との間の誤差と、前記モータ(4)の前記対応する相の相電流との間の、予め求められた関係に基づいて、前記モータ(4)の相電流検出値(Iu,Iv又はIw)からパルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を求め、前記パルス幅指令値(Wu*,Wv*又はWw*)を、前記パルス幅誤差予測値(Wuep,Wvep又はWwep)を用いて補正して、パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を求め、かつ、前記パルス幅検出値(Wu,Wv又はWw)を、前記パルス幅予測値(Wup,Wvp又はWwp)を用いて、外乱の影響が低減されるように補正して、補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を求めるパルス幅補正部(40;240;340)と、
前記補正されたパルス幅(Wua,Wva又はWwa)を用いて前記相電圧(Vu,Vv又はVw)の時間平均である出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を求める出力電圧演算部(34)と、
前記出力電圧検出値(Vua,Vva又はVwa)を用いて前記モータ(4)のロータの位置(θ)を推定する位置推定部(26)とを備える
モータ制御装置。
A motor control device for driving a motor (4) using a PWM signal (C),
A pulse width detector (32) for detecting a pulse width of a phase voltage (Vu, Vv or Vw) supplied to the motor (4) as a pulse width detection value (Wu, Wv or Ww);
An error between a pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ), which is a pulse width of the PWM signal (C), and the pulse width detection value (Wu, Wv or Ww) of the corresponding phase; The pulse width error prediction from the phase current detection value (Iu, Iv or Iw) of the motor (4) based on the relationship obtained in advance with the phase current of the corresponding phase of the motor (4) A value (Wuep, Wvep or Wwep) is obtained, the pulse width command value (Wu * , Wv * or Ww * ) is corrected using the predicted pulse width error value (Wuep, Wvep or Wwep), and the pulse width is corrected. The predicted value (Wup, Wvp or Wwp) is obtained, and the influence of the disturbance is reduced by using the pulse width detection value (Wu, Wvp or Wwp) as the pulse width detection value (Wup, Wvp or Wwp). A pulse width correction unit (40; 240; 340) for obtaining a corrected pulse width (Wua, Wva or Wwa),
An output voltage calculation unit (34) that obtains an output voltage detection value (Vua, Vva, or Vwa) that is a time average of the phase voltage (Vu, Vv, or Vw) by using the corrected pulse width (Wua, Wva, or Wwa). )When,
A motor control device comprising: a position estimation unit (26) that estimates a rotor position (θ) of the motor (4) using the output voltage detection value (Vua, Vva, or Vwa).
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