JP6323270B2 - Magnetic pole position estimation method for cell multi-voltage type inverter - Google Patents
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Description
本発明は、セル多重電圧形インバータの磁極位置推定方法に係わり、特にPMモータ始動時の磁極位置を推定するとき、推定値と実際の磁極位置との誤差を少なくする磁極位置推定方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic pole position estimation method for a cell multiple voltage type inverter, and more particularly to a magnetic pole position estimation method for reducing an error between an estimated value and an actual magnetic pole position when estimating the magnetic pole position at the start of a PM motor. is there.
インバータを構成する回路方式の一つとして直列多重方式がある。直列多重方式は、従来の2レベルや3レベルなどのように直流リンク部が一つのインバータでなく、入力トランスで絶縁された複数の直流リンク部を持ち、セルユニットと呼ばれる単相インバータを多段に接続することで、接続した段数分の直流電圧の合計を出力することが出来る。 One of the circuit systems constituting the inverter is a serial multiplexing system. In the serial multiplex system, the DC link unit is not a single inverter as in the conventional 2-level or 3-level, but has a plurality of DC link units insulated by an input transformer, and a single-phase inverter called a cell unit is multi-staged. By connecting, it is possible to output the total DC voltage for the number of connected stages.
図5は直列3段3相の例を示したもので、各セルユニットの直流電圧をVdc、U,V,W相のセルユニットをそれぞれU1,U2,U3,V1,V2,V3,W1,W2,W3、インバータの負荷をLoadとし、Load端子電圧をVu,Vv,Vwとすると、VuはU1,U2,U3の電圧の和になるので下式となる。
Vu=Vu1+Vu2+Vu3
図6にセルユニットの主回路構成例を示す。Uは上段と接続されるレグの上アームのスイッチング素子、Xは上段と接続されるレグの下アームのスイッチング素子、Vは下段と接続されるレグの上アームのスイッチング素子、Yは下段と接続されるレグの下アームのスイッチング素子である。
FIG. 5 shows an example of a series of three stages and three phases. The DC voltage of each cell unit is represented by Vdc, U, V, and W phase cell units as U1, U2, U3, V1, V2, V3, W1, respectively. If W2 and W3, the load of the inverter is Load, and the load terminal voltage is Vu, Vv, and Vw, Vu is the sum of the voltages of U1, U2, and U3, so the following equation is obtained.
Vu = Vu1 + Vu2 + Vu3
FIG. 6 shows an example of the main circuit configuration of the cell unit. U is the upper arm switching element of the leg connected to the upper stage, X is the lower arm switching element of the leg connected to the upper stage, V is the upper arm switching element of the leg connected to the lower stage, and Y is connected to the lower stage It is a switching element of the lower arm of the leg.
一般に、PMモータを駆動する際には、位置センサを回転軸に取り付けて磁極位置を検出しているが、位置センサには電子回路が内蔵されているため耐環境性が低く、また、価格が高いなどの問題を有している。そこで、このような位置センサを使用する方式の他に、特許文献1などで公知となっているように、出力電圧または電圧指令と電流検出情報から磁束を推定演算して位置推定を行わせることにより、磁極の位相を推定する位置センサレス制御方式も公知となっている。
In general, when driving a PM motor, a position sensor is attached to a rotating shaft to detect the magnetic pole position. However, the position sensor has a built-in electronic circuit, so the environmental resistance is low and the price is low. Has problems such as high. Therefore, in addition to the method using such a position sensor, the position is estimated by estimating the magnetic flux from the output voltage or the voltage command and the current detection information as known in
位置センサレス制御方式では、始動時には高周波やパルス電流を流してインダクタンスを計測し、位置を推定する方式が適用されている。PMモータにおいては、透磁率の高い界磁極にケイ素鋼板などの材料と透磁率の低い永久磁石とで構成されているため、磁極軸(d軸)とそれに直交する軸(q軸)のインダクタンスには、形状の非対称性によって差が生じる。上記方式は、このインダクタンスの差を利用して位置を推定するもので、パルス印加法や高周波印加法、高周波重畳法などと呼ばれている。 In the position sensorless control method, a method is used in which a high frequency or a pulse current is passed during start-up to measure the inductance and estimate the position. In the PM motor, the magnetic field pole having a high magnetic permeability is made of a material such as a silicon steel plate and a permanent magnet having a low magnetic permeability, so that the inductance of the magnetic pole axis (d axis) and the axis orthogonal to it (q axis) is reduced. The difference is caused by the asymmetry of the shape. The above method estimates the position using the difference in inductance, and is called a pulse application method, a high frequency application method, a high frequency superposition method, or the like.
図7は、パルス電圧を印加した場合の、電流応答の例を示したものである。
インダクタンスL負荷に時間幅△T、電圧幅△Vのパルス電圧を印加すると、電流の変化は(1)式の微分式となる。
△V/L=(dI/dT) …… (1)
これにより、△T期間の電流の微分量を計測して(1)式からインダクタンスL成分を求めることができる。また、△T期間の前後の電流変化量を求めて差分近似した(2)式でインダクタンスLを求めることができる。
L=(△T・△V)/△I …… (2)
図7では一次元で現れているが、PMモータは2次元空間であるため実際にはベクトル状の電圧に印加することになる。
FIG. 7 shows an example of current response when a pulse voltage is applied.
When a pulse voltage having a time width ΔT and a voltage width ΔV is applied to the inductance L load, the current change is a differential expression of the expression (1).
ΔV / L = (dI / dT) (1)
Thus, the inductance L component can be obtained from the equation (1) by measuring the differential amount of the current during the ΔT period. Further, the inductance L can be obtained by the equation (2) obtained by obtaining the current change amount before and after the ΔT period and approximating the difference.
L = (ΔT · ΔV) / ΔI (2)
Although it appears in one dimension in FIG. 7, since the PM motor is in a two-dimensional space, it is actually applied to a vector voltage.
図8に3種類のパルス電圧ベクトル△Va,△Vb,△Vcを位相を変えて印加する例を示したものである。永久磁石の比透磁率が鉄心材料よりも大幅に小さいため、d軸のインダクタンスがq軸よりも小さくなる。つまりLq>Ldの関係が成立する。したがって、この電圧成分によって発生する電流差は、△Ia,△Ib,△Icのようにd軸に近い方が振幅が大きく、q軸に近い方の振幅が小さくなって、ちょうどd軸を長軸とする楕円状の特性となる。
また、位相についても印加したパルス電圧の位相よりも、電流差ベクトルはd軸に近づく方向に位相ずれ△θa,△θb,△θcが発生する。
FIG. 8 shows an example in which three types of pulse voltage vectors ΔVa, ΔVb, and ΔVc are applied with different phases. Since the relative permeability of the permanent magnet is significantly smaller than that of the iron core material, the d-axis inductance is smaller than the q-axis. That is, the relationship Lq> Ld is established. Therefore, the current difference generated by this voltage component has a larger amplitude near the d-axis, such as ΔIa, ΔIb, ΔIc, and a smaller amplitude near the q-axis. The characteristic is an elliptical axis.
Further, the phase difference Δθa, Δθb, Δθc is generated in the current difference vector in the direction approaching the d-axis with respect to the phase of the applied pulse voltage.
図9で示すように、PMモータの全周の位相にパルス電圧を印加した場合の電流差ベクトルは図10のようになる。このように、パルス電圧を印加して得られた電流情報から磁極位置を推定する方法がある。 As shown in FIG. 9, the current difference vector when the pulse voltage is applied to the phase of the entire circumference of the PM motor is as shown in FIG. Thus, there is a method for estimating the magnetic pole position from the current information obtained by applying the pulse voltage.
セル多重電圧形インバータでは、各セルは単相インバータで構成されているために各々の直流リンクコンデンサに充電されている電圧は、固体差があることから異なってくる。このようなインバータに、パルス電圧を印加して磁極位置を推定する場合を考えると、パルス電圧を印加する際、図11(a)で示すように電圧を出力するセルユニットが毎回異なってくる場合、セルユニットの直流電圧が必ずしも全てが等しいわけではない。このように、出力するセルユニットの電圧に差異がある場合には、図12で示すように印加されるパルス電圧が不均等になる。なお、図11(b)はU相の各セルのパルス電圧振幅が同一の場合、図11(c)はパルス電圧の印加期間が異なる場合を示したものである。 In the cell multiple voltage source inverter, each cell is composed of a single-phase inverter, and therefore the voltage charged in each DC link capacitor differs due to individual differences. Considering the case of estimating the magnetic pole position by applying a pulse voltage to such an inverter, when the pulse voltage is applied, the cell unit that outputs the voltage is different each time as shown in FIG. The DC voltages of the cell units are not necessarily all equal. Thus, when there is a difference in the voltage of the cell unit to be output, the applied pulse voltage becomes uneven as shown in FIG. FIG. 11B shows the case where the pulse voltage amplitudes of the U-phase cells are the same, and FIG. 11C shows the case where the pulse voltage application periods are different.
図12で示すように(1)と(2)のパルス電圧が不均等になると、得られる電流の情報が本来得たいものとは異なることがある。図12のようなパルス電圧が印加された場合を考えると、図13で示すような電流差ベクトルが得られる。本来は、図10のような電流差ベクトルが得られて磁極の位置推定も成功するが、磁極位置の方向の電流ベクトルが小さくなって実際の磁極位置の推定は困難になる。 As shown in FIG. 12, when the pulse voltages of (1) and (2) are unequal, the current information obtained may be different from what is originally desired. Considering the case where a pulse voltage as shown in FIG. 12 is applied, a current difference vector as shown in FIG. 13 is obtained. Originally, the current difference vector as shown in FIG. 10 can be obtained and the magnetic pole position can be estimated successfully. However, the current vector in the direction of the magnetic pole position becomes small and it is difficult to estimate the actual magnetic pole position.
図13の場合では、NS極の判定を間違えて実際に得たい磁極の位置と180度反転してしまう。このまま駆動すると暴走、若しくは脱調してしまい運転継続ができない可能性がある。 In the case of FIG. 13, the determination of the NS pole is wrong and the position of the magnetic pole that is actually desired is reversed 180 degrees. If driven as it is, there is a possibility that runaway or step-out occurs and the operation cannot be continued.
したがって、本発明が目的とするところは、図11(b)のようにパルス電圧の振幅幅を均等にするセル多重電圧形インバータの磁極位置推定方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetic pole position estimation method for a cell multiple voltage type inverter that equalizes the amplitude width of the pulse voltage as shown in FIG.
本発明は、複数のセルユニットを直列接続した3相インバータでPMモータを制御するものであって、CPS制御方式(キャリアフェイズセレクト制御方式)を用いてCPS制御部を介して入力された信号から出力セル判定部によりセルユニットのスイッチングパターンを選択し、選択信号を各セルユニットのゲートに出力し、PMモータの始動時にはこのPMモータにパルス電圧を印加して磁極位置を推定する方法において、
前記出力セル判定部は、
パルス電圧の振幅とパルス位相から直列接続した各相セルユニットの段数を決めて測定された各セルユニットの直流電圧を相毎の昇順に並べ、並べた順位毎の各相セルユニットが1個の時のグループを設定し、
前記各相セルユニットが1個時のグループから各相2個の組み合わせができるグループを設定し、
前記設定された各相セルユニットグループが1個時と2個時の各グループに対し各別に電圧のばらつき偏差を求めて最小の偏差グループを抽出し、
前記抽出された最小偏差グループを磁極位置推定時の磁極位置の推定値とすることを特徴としたものである。
The present invention controls a PM motor with a three-phase inverter in which a plurality of cell units are connected in series. From a signal input via a CPS control unit using a CPS control method (carrier phase select control method). In the method of selecting the switching pattern of the cell unit by the output cell determination unit, outputting a selection signal to the gate of each cell unit, and estimating the magnetic pole position by applying a pulse voltage to the PM motor when starting the PM motor.
The output cell determination unit
The DC voltage of each cell unit determined by determining the number of stages of each phase cell unit connected in series from the amplitude and pulse phase of the pulse voltage is arranged in ascending order for each phase, and each phase cell unit is arranged for each arranged order. Set the hour group,
A group in which each phase cell unit can have a combination of two phases from a group with one phase cell unit is set,
Each set of phase cell unit groups is set to 1 time and 2 times to obtain a voltage variation deviation for each group and extract the minimum deviation group,
The extracted minimum deviation group is used as an estimated value of the magnetic pole position when the magnetic pole position is estimated.
請求項1における抽出された磁極位置の推定値は、出力セルユニットの固定化テーブルに記憶し、パルス電圧印加中の出力セルユニットを固定化することを特徴としたものである。
The extracted estimated value of the magnetic pole position in
また、請求項1又は2における出力セルユニットの固定化テーブルには、
各相セルユニットの段数に対応したテーブルナンバーを付し、磁極位置の推定は付されたテーブルナンバーの選択により行うことを特徴としたものである。
In addition, the output cell unit immobilization table according to
A table number corresponding to the number of stages of each phase cell unit is attached, and the magnetic pole position is estimated by selecting the attached table number.
さらに本発明は、出力セルユニットの固定化テーブルへの固定化は、
前記各相セルユニットの段数テーブル使用回数を判定し、1回目の時には前回使用された相のセルユニットを判断し、当該相各段に含まれるテーブルナンバーを呼び出して偏差の最も小さいテーブルナンバー選択し、
前記テーブル使用回数が2回目以上の時にはテーブルナンバーを呼び出して固定化することを特徴としたものである。
Further, according to the present invention, the fixing of the output cell unit to the fixing table is
Determine the number of times the phase table of each phase cell unit is used. At the first time, determine the cell unit of the phase used last time, call the table number included in each phase of the phase, and select the table number with the smallest deviation. ,
The table number is called and fixed when the number of times the table is used is more than once.
以上のとおり、本発明によれば、パルス電圧を印加する方法によりPMモータの始動時に磁極位置を推定するとき、磁極位置推定時の推定値と実際の磁極位置との誤差をより少なくすることが可能となるものである。 As described above, according to the present invention, when the magnetic pole position is estimated at the start of the PM motor by the method of applying the pulse voltage, the error between the estimated value at the magnetic pole position estimation and the actual magnetic pole position can be further reduced. It is possible.
図1は、本発明が適用されるセル多重電圧形インバータ制御装置の部分図で、1はU,V,Wの相電圧指令とキャリア周波数指令を発生する制御部(CPU)、2は電圧領域を判定する電圧領域判定部で、電圧領域の情報をキャリアフェイズセレクト(搬送波位相選択方式で以下CPSという)制御部5に出力する。
このCPS制御部5は、相電圧指令に基づきCPS方式における電圧指令の領域とレベルが定義されて区分された各相の領域を判定する。
FIG. 1 is a partial view of a cell multiple voltage source inverter control apparatus to which the present invention is applied. 1 is a control unit (CPU) for generating U, V, W phase voltage commands and carrier frequency commands, and 2 is a voltage region. Is output to the carrier phase select (hereinafter referred to as CPS in the carrier phase selection method)
The
3はキャリア信号生成部で、CPU1からのキャリア周波数指令に基づいて60度、90度の位相信号を生成してローテーション制御部4に出力する。ローテーション制御部4にはキャリアローテーションすべき組合せが定義されており、ゲートステートの組み合わせが発生したときキャリアのローテーションを行い、CPS制御部5に入力する。CPS制御部5では、各キャリア信号と電圧指令を比較した信号を入力してオン・オフ信号を生成し、出力セル判定部6へ入力する。7はデットタイム生成部である。
図2は、CPU1内における相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*の生成図で、パルス電圧振幅指令とパルス発生位相指令を、それぞれ余弦信号生成部11と正弦信号生成部12に入力して電圧振幅指令Vd*,Vq*を生成して逆回転座標変換部13に入力し、時間積分器15を介して入力されたθ=0の回転座標基準位相と共に2相/3相変換器14に入力されてパルス電圧指令(=相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*)を生成する。
FIG. 2 is a generation diagram of the phase voltage commands Vu * , Vv * , and Vw * in the
図2のように、パルス電圧を印加する際には、パルスの振幅と位相の指令を与え、回転座標基準位相0を与えることによりパルス電圧指令を生成する。パルス電圧の振幅とパルス発生位相によって出力セルユニットの段数が決まる。ここで、簡単化のためにパルス発生位相指令を0゜,60゜,120゜,180゜,240゜,300゜の場合を考える。
As shown in FIG. 2, when applying a pulse voltage, a pulse amplitude command and a phase command are given, and a rotation coordinate
先ず、始めに各相の出力電圧指令と出力セルユニットの段数について述べる。出力電圧指令の大きさと出力セルユニットの段数は表1のようになる。ここでの出力電圧指令の大きさは定格出力電圧絶対値と出力電圧指令絶対値の割合として示す。また、出力電圧指令絶対値が定格出力電圧絶対値のとき100%とする。 First, the output voltage command for each phase and the number of stages of output cell units will be described. The magnitude of the output voltage command and the number of stages of the output cell unit are as shown in Table 1. Here, the magnitude of the output voltage command is shown as a ratio of the rated output voltage absolute value and the output voltage command absolute value. Further, when the output voltage command absolute value is the rated output voltage absolute value, it is set to 100%.
表1のように、セルユニットの接続段数が直列3段の場合には、出力電圧の大きさを3段階に分割して考えることができ、また、出力電圧の大きさで各相の出力段数が決まる。 As shown in Table 1, when the number of cell unit connection stages is three in series, the magnitude of the output voltage can be divided into three stages, and the number of output stages for each phase can be determined by the magnitude of the output voltage. Is decided.
次に、パルス電圧の振幅と位相指令、及び各相の出力電圧指令の関係を述べる。表2にこの関係を示す。ここで、パルス電圧の振幅は100%とする。この振幅の100%の意味は、定格出力電圧に対するパルス電圧指令の大きさの割合である。 Next, the relationship between the amplitude of the pulse voltage, the phase command, and the output voltage command of each phase will be described. Table 2 shows this relationship. Here, the amplitude of the pulse voltage is 100%. The meaning of 100% of the amplitude is a ratio of the magnitude of the pulse voltage command to the rated output voltage.
表2のようなときには、表1より各セルの出力段数は2段、若しくは3段である。この場合、段数が3段であれば全てのセルユニットが出力される状態であるので出力セルユニットを特定する必要はない。2段の場合について考える。
出力セルユニットの固定化を簡単にするため各相毎に出力セル段数と出力セルユニットのテーブルを持たすこととする。表3にV相の出力セル固定化テーブルを示す。ここで、セルV1,V2,V3の1と0は、1が出力セルユニットの状態、0が出力セルユニットでない状態を示す。
In the case of Table 2, the number of output stages of each cell is 2 or 3 from Table 1. In this case, if the number of stages is 3, all the cell units are output, so there is no need to specify the output cell unit. Consider the case of two stages.
In order to simplify the fixing of the output cell unit, a table of the number of output cell stages and the output cell unit is provided for each phase. Table 3 shows a V-phase output cell immobilization table. Here, 1 and 0 of the cells V1, V2, and V3 indicate a state where 1 is an output cell unit and a state where 0 is not an output cell unit.
次に、出力セルユニットの判定方法について説明する。この判定は、出力セル判定部6で行われる。
上述のように、パルス電圧の振幅とパルス発生位相によって出力セルユニットの段数が決まる。各相の出力電圧の大きさにより、先ず出力セルユニットの段数を決める。出力セルユニットの段数が決まったら表3のテーブルより磁極位置推定中に使用するセルユニットを決定する。この例では、各相3セルユニットでの構成インバータであること、また、各セルユニットの直流電圧は測定されていることから、各相の直流電圧の近いものをリンクさせておき、組み合わせの例として表4のテーブルナンバー1から3までを作成する。同時に、ばらつき具合の偏差△Vを求める。偏差は平均に対し最も大きい電圧の差の絶対値をとることにより得る。
Next, an output cell unit determination method will be described. This determination is performed by the output
As described above, the number of output cell units is determined by the amplitude of the pulse voltage and the pulse generation phase. First, the number of stages of the output cell unit is determined according to the magnitude of the output voltage of each phase. When the number of output cell units is determined, the cell unit to be used during magnetic pole position estimation is determined from the table in Table 3. In this example, the inverter is a configuration of three cell units for each phase, and the DC voltage of each cell unit is measured.
偏差△Vは、検出された各セルユニットの直流電圧から次のような演算で求める。
U1=100.1 V1=100.3 W1=100.5 →300.9
U2=110.0 V2=110.3 W3=110.6 →330.9
U3=120.2 V3=120.3 W3=120.4 →360.9
とすると、
テーブルナンバー4の偏差:平均値(300.9+330.9)/6=105.3 最も差の大きいもの△V=110.6−105.3=5.3
テーブルナンバー5の偏差:平均値(300.9+360.9)/6=110.3 最も差の大きいもの△V=110.3−100.1=10.2
テーブルナンバー6の偏差:平均値(330.9+360.9)/6=115.3 最も差の大きいもの△V=115.3−110.1=5.2
なお、偏差△V波電圧値で説明しているが、平均値を分母とした%で評価してもよい。
The deviation ΔV is obtained from the detected DC voltage of each cell unit by the following calculation.
U1 = 100.1 V1 = 100.3 W1 = 100.5 → 300.9
U2 = 110.0 V2 = 110.3 W3 = 110.6 → 330.9
U3 = 120.2 V3 = 120.3 W3 = 120.4 → 360.9
Then,
Deviation of table number 4: Average value (300.9 + 330.9) /6=105.3 The largest difference ΔV = 110.6−105.3 = 5.3
Deviation of table number 5: average value (300.9 + 360.9) /6=110.3 The largest difference △ V = 110.3−100.1 = 10.2
Deviation of table number 6: Average value (330.9 + 360.9) /6=115.3 The largest difference ΔV = 115.3−110.1 = 5.2
Although the deviation ΔV wave voltage value is described, evaluation may be made in% using the average value as the denominator.
表4のテーブルナンバー4から6の作成は3種類の場合しかなく、各テーブルでも偏差を平均値に対して最も大きい電圧の差の絶対値をとることにより得る。例として出力セルユニットの段数が1段の時には、選択するテーブルナンバーは偏差の最も小さい3(△V=0.1)が選択される。また、出力セルユニットの段数が2段の時には、偏差の最も小さいテーブルナンバー6(△V=5.2)を選択することになる。これにより、出力セルユニットの段数が2段の場合のパルス電圧の不均等が改善される。
テーブルナンバーの選択が終了したら一度使用したテーブル番号を記憶し、出力セル段数が同じものについては、記憶したテーブル番号を常時使用する。このようにしてパルス電圧印加中の出力セルを固定化する。
There are only three types of
When the selection of the table number is completed, the table number that has been used once is stored, and for the same number of output cell stages, the stored table number is always used. In this way, the output cell during application of the pulse voltage is fixed.
図3は、上述に基づいて出力セル判定部6における出力セルユニット判定のフローチャートである。
ステップS1で、CPU1で設定されたパルス電圧の振幅とパルス発生位相に基づき、ステップS2では各相出力電圧の大きさにより出力セルユニットの段数を決める。
FIG. 3 is a flowchart of output cell unit determination in the output
In step S1, based on the amplitude of the pulse voltage and the pulse generation phase set by the
ステップS3では、出力セルユニットの組み合わせテーブルから1段と2段では偏差△Vの最も小さいテーブルナンバー、すなわち、ナンバー3とナンバー6を選択し、3段では全出力セルユニット使用のテーブルナンバー7を呼び出す。S4では出力セルユニットの固定化処理を行い、S5で偏差△Vの最も小さいテーブルナンバーを記憶し、この記憶されたテーブルナンバーをゲート信号生成に常時使用するする。
In step S3, from the combination table of output cell units, the table numbers with the smallest deviation ΔV are selected for the first and second stages, that is,
図4は、ステップS3でのテーブルナンバー選択時のフローチャートを示したものである。
ステップS31では、S2で出力セルユニットの段数が判定されたとき、その出力セルユニットの段数1又は2のテーブル使用回数を判定し、1回目のときにはS32に移り前回使用された出力セルユニットが判定される。その出力セルユニットが例えばV1であった場合にはV相のV1が含まれるテーブルナンバーを呼び出す。同様に、V2の場合にはV2,V3の場合にはV3がそれぞれ含まれるテーブルナンバーを呼び出して出力セルユニットの固定化テーブル処理に移す。
一方、S31で使用テーブル回数が2回目以上のときには、当該出力セルユニット段数のテーブルナンバーを呼び出して出力セルユニットの固定化テーブル処理に移す。
以上により、どのセルユニットを動作させるかが決定できる。
FIG. 4 shows a flowchart when the table number is selected in step S3.
In step S31, when the number of stages of the output cell unit is determined in S2, the number of times of using the table of the
On the other hand, when the number of use tables is the second or more in S31, the table number of the number of output cell unit stages is called and the process proceeds to the fixed table processing of the output cell unit.
As described above, which cell unit is to be operated can be determined.
なお、設定電圧を25%としたとき各相1台のセルユニットを使用するが、直流電圧Vdcに近いものが選ばれる。PWM制御により図11(c)のように電圧調整することもある。この場合、電圧パルス印加期間幅が異なる場合もあるが、時間幅が最も短い時間を採用することにより各相の実測値が使用できる。 When the set voltage is 25%, one cell unit for each phase is used, but the one close to the DC voltage Vdc is selected. The voltage may be adjusted by PWM control as shown in FIG. In this case, although the voltage pulse application period width may be different, the measured value of each phase can be used by adopting the time with the shortest time width.
以上のように本発明は、PMモータの始動時に磁極位置を推定するとき、パルス電圧を印加する方法において、測定された各セルユニットの直流電圧を相毎に昇順に並べ、並べた順位毎の各相セルユニットが1個の時のグループを表4のテーブルナンバー1〜3のように設定する。各相2個のセルユニットの設定を、前記したセルユニット1個の時のグループから組み合わせができるグループを表3−1のテーブルナンバー4〜6のように設定する。
次に、上記のようにして決めたクループに対し、電圧のばらつき偏差△Vを求めて最小の偏差グループを抽出し、最小偏差グループを磁極位置推定時の推定値としたものである。これにより、磁極位置推定時の推定値と実際の磁極位置との誤差をより少なくすることが可能となるものである。
As described above, the present invention arranges the measured DC voltage of each cell unit in ascending order for each phase in the method of applying a pulse voltage when estimating the magnetic pole position at the start of the PM motor. The groups for each phase cell unit are set as shown in Table Nos. 1 to 3 in Table 4. As for the setting of two cell units for each phase, the groups that can be combined from the group at the time of one cell unit described above are set as shown in
Next, for the group determined as described above, the voltage variation deviation ΔV is obtained to extract the minimum deviation group, and the minimum deviation group is used as the estimated value at the time of estimating the magnetic pole position. Thereby, the error between the estimated value at the time of estimating the magnetic pole position and the actual magnetic pole position can be further reduced.
1… 制御部(CPU)
2… 電圧領域判定部
3… キャリア信号生成部
4… ローテーション制御部
5… キャリアフェイズセレクト制御部(CPS制御部)
6… 出力セル判定部
7… デッドタイム生成部
1. Control unit (CPU)
2 ... Voltage
6 ... Output
Claims (4)
前記出力セル判定部は、
パルス電圧の振幅とパルス位相から直列接続した各相セルユニットの段数を決めて測定された各セルユニットの直流電圧を相毎の昇順に並べ、並べた順位毎の各相セルユニットが1個の時のグループを設定し、
前記各相セルユニットの1個時のグループから各相2個の組み合わせができるグループを設定し、
前記設定された各相セルユニットグループが1個時と2個時の各グループに対して各別に電圧のばらつき偏差を求めて最小の偏差グループを抽出し、
前記抽出された最小偏差グループを磁極位置推定時の磁極位置の推定値とすることを特徴としたセル多重電圧形インバータの磁極位置推定方法。 The PM motor is controlled by a three-phase inverter in which a plurality of cell units are connected in series, and an output cell determination unit is obtained from a signal input via the CPS control unit using a CPS control method (carrier phase select control method). In the method of selecting a switching pattern of the cell unit and outputting a selection signal to the gate and applying a pulse voltage to the PM motor to estimate the magnetic pole position when starting the PM motor.
The output cell determination unit
The DC voltage of each cell unit determined by determining the number of stages of each phase cell unit connected in series from the amplitude and pulse phase of the pulse voltage is arranged in ascending order for each phase, and each phase cell unit is arranged for each arranged order. Set the hour group,
Set a group in which each phase cell unit can be combined from two groups in one phase.
Extract the minimum deviation group by obtaining the voltage deviation deviation for each of the set phase cell unit groups for each of the 1 and 2 groups,
A magnetic pole position estimation method for a cell multiple voltage source inverter, wherein the extracted minimum deviation group is used as an estimated value of a magnetic pole position at the time of magnetic pole position estimation.
前記各相セルユニットの段数に対応したテーブルナンバーを付し、磁極位置の推定は付されたテーブルナンバーの選択により行うことを特徴とした請求項2記載のセル多重電圧形インバータの磁極位置推定方法。 In the immobilization table of the output cell unit,
3. A method of estimating a magnetic pole position of a cell multiple voltage source inverter according to claim 2, wherein a table number corresponding to the number of stages of each phase cell unit is attached, and the magnetic pole position is estimated by selecting the attached table number. .
前記各相セルユニットの段数テーブル使用回数を判定し、1回目の時には前回使用された相のセルユニットを判断し、当該相各段に含まれるテーブルナンバーを呼び出して偏差の最も小さいテーブルナンバー選択し、
前記テーブル使用回数が2回目以上の時にはテーブルナンバーを呼び出して固定化することを特徴とした請求項2又は3記載のセル多重電圧形インバータの磁極位置推定方法。 Immobilization of the output cell unit to the immobilization table is as follows:
Determine the number of times the phase table of each phase cell unit is used. At the first time, determine the cell unit of the phase used last time, call the table number included in each phase of the phase, and select the table number with the smallest deviation. ,
4. The method for estimating a magnetic pole position of a cell multiple voltage type inverter according to claim 2, wherein when the number of times the table is used is equal to or more than twice, a table number is called and fixed.
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