JP6404094B2 - 電動機のセンサレス制御方法およびシステム - Google Patents
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Description
−ωe:モータ電気角速度
−id:d軸電流
−iq:q軸電流
−idi:d軸鉄損電流
−iqi:q軸鉄損電流
−idm:d軸磁化電流
−iqm:q軸磁化電流
−vd:d軸電圧
−vq:q軸電圧
−Rs:固定子相抵抗
−Ri:鉄損等価抵抗
−Ld:d軸インダクタンス
−Lq:q軸インダクタンス
−Ψm:永久磁石磁束定数
−Piron:鉄損
−Ph:ヒステリシス損失
−Ped:渦電流損失
−eγ:推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−eδ:推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
−e’γ:鉄損を考慮した推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e’δ:鉄損を考慮した推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
前記逆起電力観測器の電圧(vγ、vδ)方程式は、下記の式によることができる。
−γ,δ:推定されたd、q軸
−ωm *:モータ機械角速度指令値
−ωm:モータ機械角速度推定値(センサレス制御結果)
−θ:モータ電気角速度推定値(センサレス制御結果)
−Δθ:電気角速度誤差
−iγ *:推定されたd軸電流指令値
−iδ *:推定されたq軸電流指令値
−iγ:推定されたd軸電流測定値(電流センサの測定後、3相2相変換器の結果)
−iδ:推定されたq軸電流測定値(電流センサの測定後、3相2相変換器の結果)
−vγ *:推定されたd軸電圧指令値
−vδ *:推定されたq軸電圧指令値
−tatbtc:a、b、c相PWM on時間
−ib,ic:b、c相電流(3相電流中の2相のみ測定可能であればよい。つまり、測定した電流がa、b相であっても、b、c相であっても、a、c相であってもかまわない)
−e^γ:推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)推定値(観測器の結果)
−e^δ:推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)推定値(観測器の結果)
本発明の実施例に適用される永久磁石電動機(モータ)は、例えば、自動車の電動式ターボチャージャに適用される超高速永久磁石電動機であるが、本発明の保護範囲が必ずしもこれに限定されると理解してはならない。
−ωe:モータ電気角速度
−id:d軸電流
−iq:q軸電流
−idi:d軸鉄損電流
−iqi:q軸鉄損電流
−idm:d軸磁化電流
−iqm:q軸磁化電流
−vd:d軸電圧
−vq:q軸電圧
−Rs:固定子相抵抗
−Ri:鉄損等価抵抗
−Ld:d軸インダクタンス
−Lq:q軸インダクタンス
−Ψm:永久磁石磁束定数
−Piron:鉄損
−Ph:ヒステリシス損失
−Ped:渦電流損失
−eγ:推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−eδ:推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
−e’γ:鉄損を考慮した推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e’δ:鉄損を考慮した推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
そして、前記逆起電力観測器110に入力される電圧(vγ、vδ)は、下記の式によって表現される。
−d、q:正確なd、q軸
−ωe:モータ電気角速度
−id:d軸電流
−iq:q軸電流
−idi:d軸鉄損電流
−iqi:q軸鉄損電流
−idm:d軸磁化電流
−iqm:q軸磁化電流
−vd:d軸電圧
−vq:q軸電圧
−Rs:固定子相抵抗
−Ri:鉄損等価抵抗
−Ld:d軸インダクタンス
−Lq:q軸インダクタンス
−Ψm:永久磁石磁束定数
−Piron:鉄損
−Ph:ヒステリシス損失
−Ped:渦電流損失
本発明の実施例に係る永久磁石電動機10の鉄損に対する影響を判断するためには、既存の電動機における影響を検討する必要がある。
−eδ:推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
−e’γ:鉄損を考慮した推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e’δ:鉄損を考慮した推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
電動機10の鉄損を考慮すると、電動機の電圧方程式も上記のように変わる。
性能の改善:角度情報に基づいてd軸、q軸電流/電圧制御の効率性を高めて、同一駆動領域における性能の改善(モータトルクおよび出力)が可能である。
110:逆起電力観測器
120:角度誤差算出器
130:角度誤差補償器
150:位相固定ループ制御器
Claims (6)
- 逆起電力観測器と位相固定ループ制御器を具備して行われる電動機のセンサレス制御方法において、
逆起電力観測器を通じて電動機の逆起電力を推定するステップと、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出するステップと、
前記算出された角度誤差を補正して、補正された角度誤差を前記位相固定ループ制御器に入力し、前記位相固定ループ制御器が前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機を制御するようにするステップと、
を含み、
前記鉄損を考慮した前記電動機の電圧(v γ 、v δ )方程式は、下記の式によることを特徴とする電動機のセンサレス制御方法。
−ω e :モータ電気角速度
−i d :d軸電流
−i q :q軸電流
−i di :d軸鉄損電流
−i qi :q軸鉄損電流
−i dm :d軸磁化電流
−i qm :q軸磁化電流
−v d :d軸電圧
−v q :q軸電圧
−R s :固定子相抵抗
−R i :鉄損等価抵抗
−L d :d軸インダクタンス
−L q :q軸インダクタンス
−Ψ m :永久磁石磁束定数
−P iron :鉄損
−P h :ヒステリシス損失
−P ed :渦電流損失
−e γ :推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e δ :推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
−e’ γ :鉄損を考慮した推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e’ δ :鉄損を考慮した推定されたq軸拡張EMF(extended EMF) - 永久磁石電動機をセンサレス制御するシステムにおいて、
前記電動機の逆起電力を推定するための逆起電力観測器と、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出する角度誤差算出器と、
前記算出された角度誤差を補正するための角度誤差補償器と、
前記補正された角度誤差の入力を受けて、前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機の角速度推定値としてセンサレス制御結果信号を出力する位相固定ループ制御器と、
を含み、
前記電動機の鉄損を考慮した電圧(v γ 、v δ )方程式は、下記の式の通りであることを特徴とする電動機のセンサレス制御システム。
−ω e :モータ電気角速度
−i d :d軸電流
−i q :q軸電流
−i di :d軸鉄損電流
−i qi :q軸鉄損電流
−i dm :d軸磁化電流
−i qm :q軸磁化電流
−v d :d軸電圧
−v q :q軸電圧
−R s :固定子相抵抗
−R i :鉄損等価抵抗
−L d :d軸インダクタンス
−L q :q軸インダクタンス
−Ψ m :永久磁石磁束定数
−P iron :鉄損
−P h :ヒステリシス損失
−P ed :渦電流損失
−e γ :推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e δ :推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
−e’ γ :鉄損を考慮した推定されたd軸拡張EMF(extended EMF)
−e’ δ :鉄損を考慮した推定されたq軸拡張EMF(extended EMF)
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