JP6433411B2 - Synchronous motor drive device - Google Patents

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この発明は、同期電動機用ドライブ装置に関し、特に制御特性を改善した同期電動機用ドライブ装置に関する。   The present invention relates to a synchronous motor drive device, and more particularly to a synchronous motor drive device with improved control characteristics.

同期電動機の駆動制御を行う場合、一般的にはベクトル制御に基づくパルス幅変調(PWM)に従って電動機電流が制御される。そして、基底速度以上で低減トルク特性で運転する場合は、PWMによる電圧可変制御でなく、電圧は一定で界磁軸に対する電圧の位相を制御することが行われている(例えば特許文献1参照。)。   When drive control of a synchronous motor is performed, the motor current is generally controlled according to pulse width modulation (PWM) based on vector control. When operating with a reduced torque characteristic at a speed higher than the base speed, the voltage is constant and the phase of the voltage with respect to the field axis is controlled instead of the variable voltage control by PWM (see, for example, Patent Document 1). ).

特開2010−124544号公報(全体)JP 2010-124544 A (Overall)

特許文献1に示されるような位相制御によってドライブ装置の出力電流を制御する構成の場合、同期電動機の回転位置を検出する必要があり、通常はレゾルバが用いられる。ところがこのレゾルバは、周囲温度によってその出力が変化するため、例えば同期電動機の周囲温度が調整時から変化したとき、検出誤差が生じ、その結果トルク特性に変化が生じて正常な運転ができない場合があった。この対策として、温度検出を行って位置検出角を補正することが考えられるが、そのためには温度検出器が必要となってしまう。本発明は上記問題点に鑑みて為されたもので、温度検出器を設けることなくレゾルバ出力の温度ドリフト補正が可能となる同期電動機用ドライブ装置を提供することを目的とする。   In the case of a configuration in which the output current of the drive device is controlled by phase control as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to detect the rotational position of the synchronous motor, and a resolver is usually used. However, since the output of this resolver changes depending on the ambient temperature, for example, when the ambient temperature of the synchronous motor changes from the time of adjustment, a detection error may occur, resulting in a change in torque characteristics, and normal operation may not be possible. there were. As a countermeasure, it is conceivable to correct the position detection angle by detecting the temperature, but for that purpose, a temperature detector is required. The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drive device for a synchronous motor that can correct a temperature drift of a resolver output without providing a temperature detector.

上記目的を達成するために、本発明の同期電動機用ドライブ装置は、回転軸にレゾルバが取り付けられた同期電動機を駆動するインバータと、前記インバータの出力電流である第1の検出電流を検出する第1の電流検出器と、前記同期電動機の界磁電流である第2の検出電流を検出する第2の電流検出器と、前記インバータを制御するインバータ制御部を具備し、前記インバータ制御部は、前記レゾルバの位置検出角、前記第1及び第2の検出電流から前記同期電動機の負荷角を求める演算手段と、前記第1の検出電流を、前記レゾルバの位置検出角に前記負荷角を加えた値を基準位相として変換して同期電動機のトルク電流帰還を得る変換手段と、前記トルク電流帰還とトルク電流基準とを比較してその差分が最小となるように電圧位相補償値を出力する電流制御手段と、前記電圧位相補償値と前記レゾルバの位置検出角と前記負荷角とを合算して前記インバータの出力電圧位相を得る電圧位相演算手段と、前記レルバの位置検出角を補正する位置補正手段とを有し、前記位置補正手段は、前記同期電動機のトルク電流が所定の閾値以下で且つ前記同期電動機の回転速度が所定の閾値以上のとき、前記電流制御手段の積分増幅器の出力を積分して前記レゾルバの位置検出角に加算するようにしたことを特徴としている。 To achieve the above object, a drive device for a synchronous motor according to the present invention includes an inverter that drives a synchronous motor having a resolver attached to a rotating shaft, and a first detection current that is an output current of the inverter. 1 current detector , a second current detector that detects a second detected current that is a field current of the synchronous motor, and an inverter control unit that controls the inverter, the inverter control unit, The calculation means for obtaining the load angle of the synchronous motor from the position detection angle of the resolver and the first and second detection currents, and the load angle is added to the position detection angle of the resolver with the first detection current. The conversion means for obtaining the torque current feedback of the synchronous motor by converting the value as the reference phase and the voltage current complement so that the difference between the torque current feedback and the torque current reference is minimized. Current control means for outputting a value; voltage phase calculation means for obtaining the output voltage phase of the inverter by adding the voltage phase compensation value, the position detection angle of the resolver, and the load angle; and the position detection angle of the lerva The position correction means corrects the integration of the current control means when the torque current of the synchronous motor is equal to or lower than a predetermined threshold value and the rotational speed of the synchronous motor is equal to or higher than the predetermined threshold value. The output of the amplifier is integrated and added to the position detection angle of the resolver.

この発明によれば、温度検出器を設けることなくレゾルバ出力の温度ドリフト補正が可能となる同期電動機用ドライブ装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a drive device for a synchronous motor that can correct a temperature drift of a resolver output without providing a temperature detector.

本発明の実施例1に係る同期電動機用ドライブ装置の回路構成図。1 is a circuit configuration diagram of a synchronous motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施例1に係る同期電動機用ドライブ装置のトルク電流増幅器の内部構成図。1 is an internal configuration diagram of a torque current amplifier of a synchronous motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 本発明の実施例1に係る同期電動機用ドライブ装置の温度補正回路の内部構成図。The internal block diagram of the temperature correction circuit of the drive device for synchronous motors which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る同期電動機用ドライブ装置の温度補正回路の内部構成図。The internal block diagram of the temperature correction circuit of the drive device for synchronous motors which concerns on Example 2 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下、本発明の実施例1に係る同期電動機用ドライブ装置を図1乃至図3を参照して説明する。   A synchronous motor drive device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は、本発明の実施例1に係る同期電動機用ドライブ装置の回路構成図である。交流電源1から整流器2に交流が給電され、これを所望の電圧の直流に変換し、平滑コンデンサ3を介してインバータ4に与える。インバータ4は直流を交流電圧に変換して同期電動機5を駆動する。インバータ4を構成するパワーデバイスはインバータ制御部10から与えられるゲート信号によってオンオフ制御されている。同期電動機5の回転軸にはレゾルバ6が取り付けられており、この位置検出角はインバータ制御部10に与えられる。また、インバータ4の出力側には電流検出器7が設けられ、この出力も電流帰還Iu、Iv、Iwとしてインバータ制御部10に与えられる。また、同期電動機5の界磁巻線は励磁用電源8によって直流励磁されており、界磁電流は電流検出器9で検出されてインバータ制御部10に与えられる。   FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a synchronous motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. An alternating current is fed from the alternating current power source 1 to the rectifier 2, converted into a direct current having a desired voltage, and supplied to the inverter 4 through the smoothing capacitor 3. The inverter 4 converts the direct current into an alternating voltage and drives the synchronous motor 5. The power device constituting the inverter 4 is on / off controlled by a gate signal supplied from the inverter control unit 10. A resolver 6 is attached to the rotating shaft of the synchronous motor 5, and this position detection angle is given to the inverter control unit 10. Further, a current detector 7 is provided on the output side of the inverter 4, and this output is also given to the inverter control unit 10 as current feedback Iu, Iv, Iw. Further, the field winding of the synchronous motor 5 is DC-excited by the excitation power supply 8, and the field current is detected by the current detector 9 and given to the inverter control unit 10.

次にインバータ制御部10の内部構成について説明する。   Next, the internal configuration of the inverter control unit 10 will be described.

外部から与えられた速度基準ωr*と速度帰還ωrの差分は速度制御器11の入力となる。速度帰還ωrは、後述するように、補正された位置検出角θrを入力とする微分器21の出力である。速度制御器62においてはこの両者の偏差が最小となるように調節制御し、トルク基準T*を出力する。トルク基準T*は除算器12で磁束指令φ*によって除算され、トルク電流基準IT*を得る。このトルク電流基準IT*はトルク電流帰還ITと比較され、両者の偏差が電流制御器13の入力となる。トルク電流帰還ITは3相−MT変換器19の出力であるが、その詳細は後述する。電流制御器13はトルク電流基準IT*とトルク電流帰還ITの偏差が最小となるように電圧位相補償値Δθ*を出力して電圧位相演算器14に与える。電圧位相演算器14においては、機械角/電気角変換器20の出力である位置検出角θrと、磁束演算器18の出力である負荷角δと、この電圧位相補償値Δθ*を合算して電圧位相基準θ*を得る。この電圧位相基準θ*はインバータ4の出力電圧位相の指令値となるが、上記これらの角度の関連については後述する。   The difference between the speed reference ωr * and the speed feedback ωr given from the outside becomes an input to the speed controller 11. The speed feedback ωr is an output of the differentiator 21 that receives the corrected position detection angle θr as will be described later. The speed controller 62 performs adjustment control so that the deviation between the two is minimized, and outputs a torque reference T *. The torque reference T * is divided by the magnetic flux command φ * in the divider 12 to obtain the torque current reference IT *. This torque current reference IT * is compared with the torque current feedback IT, and the deviation between the two becomes an input to the current controller 13. The torque current feedback IT is an output of the three-phase-MT converter 19, and details thereof will be described later. The current controller 13 outputs the voltage phase compensation value Δθ * so as to minimize the deviation between the torque current reference IT * and the torque current feedback IT, and supplies the voltage phase calculator 14 with the voltage phase compensation value Δθ *. In the voltage phase calculator 14, the position detection angle θr that is the output of the mechanical angle / electrical angle converter 20, the load angle δ that is the output of the magnetic flux calculator 18, and the voltage phase compensation value Δθ * are added together. Obtain the voltage phase reference θ *. The voltage phase reference θ * is a command value for the output voltage phase of the inverter 4, and the relationship between these angles will be described later.

電圧位相基準θ*と外部から与えられるインバータ4が出力すべき電圧の電圧振幅基準値V1とが極座標3相変換器15に与えられると、極座標3相変換器15は入力された極座標基準値を3相電圧基準値Vu*、Vv*、Vw*に変換する。そして、この3相電圧基準値Vu*、Vv*、Vw*をPWM変換器16によってインバータ4を構成するパワーデバイスのゲート信号に変換してインバータ4を駆動する。   When the voltage phase reference θ * and the voltage amplitude reference value V1 of the voltage to be output from the inverter 4 supplied from the outside are supplied to the polar coordinate three-phase converter 15, the polar coordinate three-phase converter 15 uses the input polar coordinate reference value. Conversion to three-phase voltage reference values Vu *, Vv *, Vw *. Then, the three-phase voltage reference values Vu *, Vv *, and Vw * are converted by the PWM converter 16 into the gate signal of the power device that constitutes the inverter 4 to drive the inverter 4.

電流検出器7で検出されたIu、Iv、Iwの3相電流帰還は、3相dq変換器17に与えられ、ここで2軸の電流帰還Id及びIqに変換される。このときの変換基準位相は補正された位置検出角θrである。ここで、補正された位置検出角θrは、レゾルバ6の検出位置を機械角/電気角変換器20で電気角に換算したものを後述する位置補正回路21で補正したものである。機械角/電気角変換器20は、同期電動機5の極数をPとすると、検出機械角にP/2を乗算して求める。この補正された位置検出角θrは同期電動機5の磁極である界磁巻線の位置を示しているので、d軸電流帰還Idは界磁巻線軸の電流、q軸電流帰還Iqはこれと直交する軸の電流となる。   The three-phase current feedback of Iu, Iv, and Iw detected by the current detector 7 is given to the three-phase dq converter 17, where it is converted into two-axis current feedback Id and Iq. The conversion reference phase at this time is the corrected position detection angle θr. Here, the corrected position detection angle θr is obtained by correcting the detection position of the resolver 6 into the electrical angle by the mechanical angle / electrical angle converter 20 and correcting it by the position correction circuit 21 described later. The mechanical angle / electrical angle converter 20 obtains the detected mechanical angle by multiplying P / 2, where P is the number of poles of the synchronous motor 5. Since the corrected position detection angle θr indicates the position of the field winding that is the magnetic pole of the synchronous motor 5, the d-axis current feedback Id is the current of the field winding axis, and the q-axis current feedback Iq is orthogonal thereto. It becomes the current of the axis that performs.

ここで、q軸電流帰還Iqはトルク電流帰還ITとは異なる。トルク電流帰還ITは、3相電流帰還Iu、Iv、Iwを3相−MT変換器19で変換して求める。3相−MT変換器19の変換基準位相は、上記磁極位置検出値θrに負荷角δを加算した値となっている。この負荷角δは同期電動機5に負荷電流Iu、Iv、Iwが流れたとき、その負荷電流Iu、Iv、Iwの電機子反作用によって電動機の主磁束が界磁巻線軸からずれる角度を示す。従って3相−MT変換器19のトルク軸に相当するトルク電流帰還ITはこのずれた主磁束に直交するので、実際の同期電動機5を2軸制御する場合のトルク軸電流となる。尚、負荷角δはトルク電流帰還ITが少ない領域ではトルク電流帰還ITに比例する角度であり、内部相差角とも称される。この負荷角δは、d軸電流帰還Id及びq軸電流帰還Iqと、電流検出器9で検出された界磁電流Ifとを磁束演算器18に与えることによって得ることができる。磁束演算器18は、これらの電流と同期電動機5の定数からギャップ磁束を演算し、更にdq軸のギャップ磁束から負荷角δを演算する。尚、界磁電流Ifは励磁用電源8の出力であるが、この励磁用電源8には磁束指令φ*を入力とする界磁電流演算器22の出力によって制御されている。   Here, the q-axis current feedback Iq is different from the torque current feedback IT. The torque current feedback IT is obtained by converting the three-phase current feedback Iu, Iv, Iw by the three-phase-MT converter 19. The conversion reference phase of the three-phase-MT converter 19 is a value obtained by adding the load angle δ to the magnetic pole position detection value θr. This load angle δ indicates the angle at which the main magnetic flux of the motor deviates from the field winding axis due to the armature reaction of the load currents Iu, Iv, Iw when the load currents Iu, Iv, Iw flow through the synchronous motor 5. Accordingly, the torque current feedback IT corresponding to the torque axis of the three-phase-MT converter 19 is orthogonal to the shifted main magnetic flux, and thus becomes the torque axis current when the actual synchronous motor 5 is controlled in two axes. The load angle δ is an angle proportional to the torque current feedback IT in a region where the torque current feedback IT is small, and is also referred to as an internal phase difference angle. This load angle δ can be obtained by applying the d-axis current feedback Id and the q-axis current feedback Iq and the field current If detected by the current detector 9 to the magnetic flux calculator 18. The magnetic flux calculator 18 calculates the gap magnetic flux from these currents and the constants of the synchronous motor 5, and further calculates the load angle δ from the dq axis gap magnetic flux. The field current If is the output of the excitation power supply 8, and the excitation power supply 8 is controlled by the output of the field current calculator 22 that receives the magnetic flux command φ *.

次に、位置補正回路21の構成及び動作について、図2及び図3も参照して以下に説明する。図2は電流制御器13の内部構成図である。電流制御器13は、トルク電流基準IT*とトルク電流帰還ITの差分を、比例増幅器131で増幅したものと積分増幅器132で増幅したものとの合算値が電圧位相補償値Δθ*となるように構成されたPI制御器である。そして、積分増幅器132の出力を位置補正回路21の入力とする。   Next, the configuration and operation of the position correction circuit 21 will be described below with reference to FIGS. FIG. 2 is an internal configuration diagram of the current controller 13. The current controller 13 is configured so that the sum of the difference between the torque current reference IT * and the torque current feedback IT amplified by the proportional amplifier 131 and the amplifier amplified by the integral amplifier 132 becomes the voltage phase compensation value Δθ *. A configured PI controller. Then, the output of the integrating amplifier 132 is used as the input of the position correction circuit 21.

図3は位置補正回路21の内部構成図である。積分増幅器132の出力は、スイッチ回路216を介して積分回路217に与えられ、この積分回路217の出力が位置補正量ΔθTとなる。スイッチ回路216の閉路条件は、以下の構成で作成されている。トルク電流帰還ITは絶対値回路211を介して比較回路212のa端子に与えられる。比較回路212のb端子には最小電流設定値Iminが与えられる。そして比較回路212は電流帰還ITの絶対値が最小電流設定値Imin以下のとき、信号1をAND回路213に出力する。同様に速度帰還ωrは絶対値回路214を介して比較回路212のa端子に与えられる。比較回路212のb端子には最大速度設定値ωmaxが与えられる。そして比較回路215は速度帰還ωrの絶対値が最大速度設定値ωmax以上のとき、信号1をAND回路213に出力する。そしてAND回路213は両方の条件が成立したとき、スイッチ回路216を閉路する。   FIG. 3 is an internal configuration diagram of the position correction circuit 21. The output of the integrating amplifier 132 is given to the integrating circuit 217 via the switch circuit 216, and the output of the integrating circuit 217 becomes the position correction amount ΔθT. The closing condition of the switch circuit 216 is created with the following configuration. The torque current feedback IT is given to the a terminal of the comparison circuit 212 via the absolute value circuit 211. The minimum current setting value Imin is given to the b terminal of the comparison circuit 212. The comparison circuit 212 outputs a signal 1 to the AND circuit 213 when the absolute value of the current feedback IT is less than or equal to the minimum current set value Imin. Similarly, the speed feedback ωr is given to the a terminal of the comparison circuit 212 via the absolute value circuit 214. The maximum speed set value ωmax is given to the b terminal of the comparison circuit 212. The comparison circuit 215 outputs the signal 1 to the AND circuit 213 when the absolute value of the speed feedback ωr is greater than or equal to the maximum speed setting value ωmax. The AND circuit 213 closes the switch circuit 216 when both conditions are satisfied.

以上の説明により、位置補正回路21は、同期電動機5の回転速度が所定の閾値以上で且つ負荷率が所定値以下のとき、位置補正量ΔθTを出力する。同期電動機5が無負荷運転されている状態であって、機械角/電気角変換器20の出力である位置検出角θrが正確であれば、位置補正量ΔθTは0になる筈であるので、この状態で位置検出角θrに位置補正量ΔθTを加えた状態で全体の閉ループ系がバランスしていれば、位置検出角θrは温度ドリフト等で位置補正量ΔθTだけ誤差が生じたと考えることができる訳である。この位置補正量ΔθTは積分回路217によって積分ホールドされているので、AND回路213の出力が0になってスイッチ回路216が開路状態になってもその値が保持される。   As described above, the position correction circuit 21 outputs the position correction amount ΔθT when the rotational speed of the synchronous motor 5 is equal to or higher than a predetermined threshold and the load factor is equal to or lower than a predetermined value. If the synchronous motor 5 is in a no-load operation and the position detection angle θr, which is the output of the mechanical angle / electrical angle converter 20, is accurate, the position correction amount ΔθT should be zero. In this state, if the entire closed loop system is balanced with the position detection amount θr added to the position detection angle θr, it can be considered that the position detection angle θr has an error of the position correction amount ΔθT due to temperature drift or the like. It is a translation. Since this position correction amount ΔθT is integrated and held by the integration circuit 217, even if the output of the AND circuit 213 becomes 0 and the switch circuit 216 is opened, the value is held.

尚、図1において位置補正回路21の出力位置補正量ΔθTに外部から与えられる位置検出器取付誤差補正量ΔθPが加えられているが、これは文字通りレゾルバ6の取り付け時の誤差を補正するものであり、何らかの方法で得られた取付誤差を常時補正するようにしているものである。この実施例1によれば、位置検出器取付誤差補正量ΔθPに誤差を含んでいても、その誤差と前述の温度ドリフト誤差を包括して位置補正量ΔθTが得られるので、その誤差も補正することが可能となる。また、位置検出器取付誤差補正量ΔθPを与えなくてもその取付誤差を含む補正が可能となる。   In FIG. 1, a position detector mounting error correction amount ΔθP given from the outside is added to the output position correction amount ΔθT of the position correction circuit 21. This literally corrects an error when the resolver 6 is mounted. Yes, it always corrects the mounting error obtained by some method. According to the first embodiment, even if the position detector mounting error correction amount ΔθP includes an error, the position correction amount ΔθT is obtained by including the error and the above-described temperature drift error, so that the error is also corrected. It becomes possible. Further, the correction including the mounting error can be performed without giving the position detector mounting error correction amount ΔθP.

次に位置補正量ΔθTの符号について考察する。温度ドリフト等に起因する位置ずれが、負荷角δを小さくする方向に生じたときには、この位置ずれを補正する位置補正量ΔθTは正符号となり、逆の場合は負符号となる。位置ずれが、負荷角δを小さくする方向に生じるということは、同期電動機5が正回転時に逆転方向にずれていることになり、逆に位置ずれが、負荷角δを大きくする方向に生じるということは、同期電動機5が正回転時に正回転方向にずれていることになる。   Next, the sign of the position correction amount ΔθT will be considered. When a positional deviation due to temperature drift or the like occurs in the direction of decreasing the load angle δ, the positional correction amount ΔθT for correcting the positional deviation is a positive sign, and in the opposite case, a negative sign. The fact that the positional deviation occurs in the direction of decreasing the load angle δ means that the synchronous motor 5 is displaced in the reverse direction during forward rotation, and conversely, the positional deviation occurs in the direction of increasing the load angle δ. This means that the synchronous motor 5 is deviated in the normal rotation direction during the normal rotation.

図4は本発明の実施例2に係る同期電動機用ドライブ装置の温度補正回路21Aの内部構成図である。この実施例2の各部について、図3の本発明の実施例1に係る同期電動機用ドライブ装置の位置補正回路21の内部構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例2が実施例1と異なる点は、トルク電流帰還ITを入力とする低減特性回路218を設け、この出力と積分回路217の出力とを乗算器219で乗算することによって位置補正量ΔθTを得るようにした点である。   FIG. 4 is an internal configuration diagram of a temperature correction circuit 21A of the synchronous motor drive device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the internal configuration diagram of the position correction circuit 21 of the synchronous motor drive device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that a reduction characteristic circuit 218 having a torque current feedback IT as an input is provided, and the output and the output of the integration circuit 217 are multiplied by a multiplier 219 to thereby obtain a position correction amount ΔθT. It is a point that I tried to get.

同期電動機5が所定の速度以上で運転されている条件においては、同期電動機5の鉄損及び機械損が必然的に生じているので、トルク電流帰還ITは0にはならない。トルク電流帰還ITが0でなければ、積分増幅器132の出力が常に生じている状態であるので、図3における積分器217の出力の位置補正量ΔθTはその分過補正になっていると考えられる。このため図4の低減特性回路218によってこの過補正分を吸収する。尚、低減特性回路218はトルク電流帰還ITに反比例するような演算を行えば良いが、実測データ等に基づいたテーブルを参照して求めるようにしても良い。   Under the condition that the synchronous motor 5 is operated at a predetermined speed or more, the iron loss and mechanical loss of the synchronous motor 5 are inevitably generated, so that the torque current feedback IT does not become zero. If the torque current feedback IT is not 0, the output of the integrating amplifier 132 is always generated. Therefore, the position correction amount ΔθT of the output of the integrator 217 in FIG. 3 is considered to be overcorrected accordingly. . Therefore, this overcorrection is absorbed by the reduction characteristic circuit 218 of FIG. The reduction characteristic circuit 218 may perform a calculation that is inversely proportional to the torque current feedback IT, but may be obtained by referring to a table based on actual measurement data or the like.

以上、いくつかの実施例について説明したが、これらの実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、図1に示した電圧位相演算器14による位相制御は同期電動機5が所定の速度以上のときに行い、所定速度未満においては通常の2軸ベクトル制御に切り替えて運転するようにしても良い。この場合は、所定速度以上で磁束指令φ*を速度に比例して弱める界磁弱め制御を行うのが普通である。   For example, phase control by the voltage phase calculator 14 shown in FIG. 1 may be performed when the synchronous motor 5 is equal to or higher than a predetermined speed, and may be switched to normal two-axis vector control when the speed is lower than the predetermined speed. . In this case, the field weakening control is generally performed to weaken the magnetic flux command φ * in proportion to the speed at a predetermined speed or higher.

また、図1の速度制御器11は必ずしも必要ではなく、トルク電流基準ITを電流制御器13に直接与えてトルク制御を行うようにしても良い。   Further, the speed controller 11 of FIG. 1 is not necessarily required, and the torque control may be performed by directly applying the torque current reference IT to the current controller 13.

また、界磁電流演算器22の出力と界磁電流Ifを突き合わせて閉ループ制御する構成としても良く、更に、同期電動機5の無効電流が所定の値となるような界磁電流制御を行っても良い。   Alternatively, the output of the field current calculator 22 and the field current If may be matched to perform closed loop control, and further, field current control may be performed so that the reactive current of the synchronous motor 5 becomes a predetermined value. good.

1 交流電源
2 整流器
3 平滑コンデンサ
4 インバータ
5 同期電動機
6 レゾルバ
7 励磁用電源
8、9 電流検出器
10 インバータ制御部
11 速度制御器
12 除算器
13 電流制御器
14 電圧位相演算器
15 極座標3相変換器
16 PWM制御器
17 3相dq変換器
18 磁束演算器
19 3相−MT変換器
20 機械角/電気角変換器
21、21A 位置補正回路
22 界磁電流演算器
131 比例増幅器
132 積分増幅器
211、214 絶対値回路
212、215 比較回路
213 AND回路
216 スイッチ回路
217 積分回路
218 低減特性回路
219 乗算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Rectifier 3 Smoothing capacitor 4 Inverter 5 Synchronous motor 6 Resolver 7 Excitation power supply 8, 9 Current detector 10 Inverter control part 11 Speed controller 12 Divider 13 Current controller 14 Voltage phase calculator 15 Polar coordinate three-phase conversion 16 PWM controller 17 3-phase dq converter 18 Magnetic flux calculator 19 3-phase-MT converter 20 Mechanical angle / electrical angle converter 21, 21A Position correction circuit 22 Field current calculator 131 Proportional amplifier 132 Integrating amplifier 211, 214 Absolute value circuit 212, 215 Comparison circuit 213 AND circuit 216 Switch circuit 217 Integration circuit 218 Reduction characteristic circuit 219 Multiplier

Claims (4)

回転軸にレゾルバが取り付けられた同期電動機を駆動するインバータと、
前記インバータの出力電流である第1の検出電流を検出する第1の電流検出器と、
前記同期電動機の界磁電流である第2の検出電流を検出する第2の電流検出器と、
前記インバータを制御するインバータ制御部を具備し、
前記インバータ制御部は、
前記レゾルバの位置検出角、前記第1及び第2の検出電流から前記同期電動機の負荷角を求める演算手段と、
前記第1の検出電流を、前記レゾルバの位置検出角に前記負荷角を加えた値を基準位相として変換して同期電動機のトルク電流帰還を得る変換手段と、
前記トルク電流帰還とトルク電流基準とを比較してその差分が最小となるように電圧位相補償値を出力する電流制御手段と、
前記電圧位相補償値と前記レゾルバの位置検出角と前記負荷角とを合算して前記インバータの出力電圧位相を得る電圧位相演算手段と、
前記レゾルバの位置検出角を補正する位置補正手段と
を有し、
前記位置補正手段は、
前記同期電動機のトルク電流が所定の閾値以下で且つ前記同期電動機の回転速度が所定の閾値以上のとき、前記電流制御手段の積分増幅器の出力を積分して前記レゾルバの位置検出角に加算するようにしたことを特徴とする同期電動機のドライブ装置。
An inverter that drives a synchronous motor having a resolver attached to a rotating shaft;
A first current detector that detects a first detection current that is an output current of the inverter;
A second current detector for detecting a second detection current which is a field current of the synchronous motor;
An inverter control unit for controlling the inverter;
The inverter control unit
Calculating means for obtaining a load angle of the synchronous motor from the position detection angle of the resolver and the first and second detection currents;
Conversion means for converting the first detection current as a reference phase using a value obtained by adding the load angle to the position detection angle of the resolver to obtain torque current feedback of the synchronous motor;
Current control means for comparing the torque current feedback and the torque current reference and outputting a voltage phase compensation value so that the difference is minimized;
Voltage phase calculation means for obtaining the output voltage phase of the inverter by adding the voltage phase compensation value, the position detection angle of the resolver, and the load angle;
Position correction means for correcting the position detection angle of the resolver,
The position correcting means includes
When the torque current of the synchronous motor is equal to or less than a predetermined threshold and the rotational speed of the synchronous motor is equal to or higher than the predetermined threshold, the output of the integrating amplifier of the current control means is integrated and added to the position detection angle of the resolver. A drive device for a synchronous motor, characterized in that
前記トルク電流基準は、
前記レゾルバの位置検出角から求められた前記同期電動機の速度帰還と、与えられた速度指令とを比較してその差分が最小となるように制御する速度制御手段の出力であることを特徴とする請求項1に記載の同期電動機用ドライブ装置。
The torque current reference is
It is an output of speed control means for comparing the speed feedback of the synchronous motor obtained from the position detection angle of the resolver and a given speed command and controlling so that the difference is minimized. The synchronous motor drive device according to claim 1.
前記位置補正手段は、
前記トルク帰還電流値の増大に応じてその出力を低減させるような補正手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の同期電動機用ドライブ装置。
The position correcting means includes
The synchronous motor drive device according to claim 1, further comprising a correction unit that reduces the output in response to an increase in the torque feedback current value.
前記同期電動機の回転速度が基底速度以下のとき、通常の2軸ベクトル制御を行うようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3に何れか1項に記載の同期電動機用ドライブ装置。   4. The drive device for a synchronous motor according to claim 1, wherein normal two-axis vector control is performed when the rotational speed of the synchronous motor is equal to or lower than a base speed. 5.
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