JP6464559B2 - 電動機の制御装置 - Google Patents
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Description
Duu *,Dul *,Dvu *,Dvl *,Dwu *,Dwl *に応じて各相のスイッチング回路をオンオフ制御し、電源2の直流電圧を三相の交流電圧Vu,Vv,Vwにそれぞれ変換する。そして、インバータ11は、当該変換した交流電圧Vu,Vv,Vwを三相交流誘導モータ1の各相にそれぞれ印加する。
する回転子機械角速度ωrm及び電源2の電源電圧Vdcが入力される。電流指令値演算部12は、トルク指令値T*、回転子機械角速度ωrm及び電源電圧Vdcに基づいて、
γ軸電流(磁束軸成分の電流)の指令値に相当するγ軸電流指令値iγs *と、δ軸電流
(トルク軸成分の電流)の指令値に相当するδ軸電流指令値iδs *とを算出する。電流
指令値演算部12は、予めメモリに記憶したマップデータ又は演算式を参照して、γ軸電流指令値iγs *とδ軸電流指令値iδs *とをそれぞれ算出する。
ントローラ(図示せず)から入力され、回転子機械角速度ωrmは、後述する角速度演算部25から入力される。また、電源電圧Vdcは、例えば電源2を管理するバッテリーコントローラ(図示せず)から入力される。
、γ軸電流指令値iγs *がγ軸電流iγsに対して定常偏差なく所望の応答性で追従す
るように、フィードバック演算によりγ軸電圧指令値(初期値)vγs **を算出する。磁束電流制御部13では、例えばPI制御を用いる。
4は、δ軸電流指令値iδs *がδ軸電流iδsに対して定常偏差なく所望の応答性で追
従するように、フィードバック演算によりδ軸電圧指令値(初期値)vδs **を算出する。磁束電流制御部13では、例えばPI制御を用いる。
δ軸に相当する非干渉電圧vγs * _dcplは、数2により算出される。
り、最終的なγ軸電圧指令値vγs *が算出される。同様に、トルク電流制御部14にお
いて算出されたδ軸電圧指令値(初期値)vδs **は、非干渉制御部15において算出された非干渉電圧vδs * _dcplにより補正され、これにより、最終的なδ軸電圧指令
値vδs *が算出される。
圧指令値vδs *とが入力される。座標変換部16は、電源角周波数(電源角速度)ωで
回転する直交二軸の座標系(γδ軸)から、三相交流座標系(uvw軸)への変換を行なう。具体的には、座標変換部16は、電源角θと、γ軸電圧指令値vγs *及びδ軸電圧
指令値vδs *とに基づいて、数4に示す座標変換処理によりU相・V相・W相に係る三相の電圧指令値vu *、vv *、vw *を算出する。
vv *、vw *が入力される。PWM変換部17は、三相の電圧指令値vu *、vv *、vw *に応じて、インバータ11のスイッチング回路(IGBTなどのスイッチング素子を含
む)を駆動するための駆動信号Duu *,Dul *,Dvu *,Dvl *,Dwu *,Dwl *を生成する。
、δ軸電流iδsと、回転子電気角周波数ωreと、電源角周波数ωとが入力される。補正値演算部20は、δ軸電圧指令値vδs *と、γ軸電流iγsと、δ軸電流iδsと、
回転子電気角周波数ωreと、電源角周波数ωとに基づいて、回転子抵抗補正値ΔRrを算出する。
相電流iu、v相電流iv)を検出する。座標変換部18には、AD変換部23を通して
サンプリングしたu相電流ius及びv相電流ivsが入力される。
iγsと、δ軸電流iδsと、回転子電気角周波数ωre、電源角速度ωに基づいて、数12によってδ軸成分の回転子磁束φδrを推定する。ここで、「φ^ δr」は回転子磁束φδrの推定値を示す)。
施すことで求めることができる(数14)。
が不安定となる。
b2:実値)、回転子抵抗Rr(La:目標値、Lb1,Lb2:実値)、回転子温度Tmr、すべり角周波数ωse(La:指令値、Lb1,Lb2:実値)、モータトルクT(La:指令値、Lb1,Lb2:実値)である。同図における各データにおいて横軸は時間である。また、実値Lb1は、インダクタンス誤差がない場合のデータを示し、実値Lb2は、インダクタンス誤差がある場合のデータを示す。
なるおそれがある。
演算部12と、三相交流誘導モータ1のγ軸電流iγsがγ軸電流指令値iδs *に追従
するように、γ軸電圧指令値vγs **を算出する磁束電流制御部13と、三相交流誘導モータ1のδ軸電流iδsがδ軸電流指令値iγs *に追従するように、δ軸電圧指令値v
δs **を算出するトルク電流制御部14と、γ軸及びδ軸間の干渉電圧を相殺するために必要な非干渉電圧vγs * _dcpl,vδs * _dcplをγ軸とδ軸とについて算出し
、γ軸電圧指令値vγs **及びδ軸電圧指令値vδs **を非干渉電圧非干渉電圧vγs *
_dcpl,vδs * _dcplでそれぞれ補正する非干渉制御部15と、をさらに有し
ている。この場合、補正値演算部20は、三相交流誘導モータ1のδ軸電圧として非干渉制御部15による補正後のδ軸電圧指令値vδs *を用い、当該δ軸電圧指令値vδs *と、γ軸電流iγsと、δ軸電流iδsと、回転子電気角周波数ωreと、電源角周波数ωとに基づいて、δ軸成分の回転子磁束φδrを推定している。
角周波数ωseを補正したものである。同図において、左側は上から、γ軸電流iγs(La:指令値、Lc:実値)、δ軸電流iδs(La:指令値、Lc:実値)、γ軸電圧vγs(Lc:実値)、δ軸電圧vδs(Lc:実値)、電圧ベクトルvs(Lc:実値)である。また、右側は上から、δ軸成分の回転子磁束推定値φ^δr(Lc:実値)、
回転子抵抗R(La:目標値、Lc:実値)、回転子温度Tmr、すべり角周波数ωse(La:指令値、Lc:実値)、モータトルクT(La:指令値、Lc:実値)である。同図における各データにおいて横軸は時間である。また、実値Lcは、インダクタンス誤差がある場合のデータを示している。
ス誤差があったとしてもすべり角周波数ωseが飽和することがないので、安定した制御を行うことが可能となる。また、非干渉制御後のδ軸電圧指令値vδs *を用いることで
、電流指令値を利用する方式、実電流を利用する方式、マップを利用する方式といった幅広い構成の非干渉制御に対応することができる。
図8は、本実施形態に係る電動機の制御装置の構成を模式的に示す説明図である。本実施形態に係る電動機の制御装置10が第1の実施形態と相違する点は、δ軸成分の回転子磁束φδrの推定方法である。なお、第1の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。
ク図である。本実施形態において、補正値演算部20には、トルク電流制御部14から出力された非干渉制御前のδ軸電圧指令値vδs **と、δ軸電流iδsと、回転子電気角周波数ωreと、電源角周波数ωとが入力されている。補正値演算部20は、非干渉制御前のδ軸電圧指令値vδs **と、δ軸電流iδsと、回転子電気角周波数ωreと、電源角周波数ωとに基づいて、数16によってδ軸成分の回転子磁束φδrを推定する。
令値iδs *とδ軸電流指令値iγs *とを算出する電流指令値演算部12と、三相交流誘導モータ1のγ軸電流iγsがγ軸電流指令値iδs *に追従するように、γ軸電圧指令
値vγs **を算出する磁束電流制御部13と、三相交流誘導モータ1のδ軸電流iδsがδ軸電流指令値iγs *に追従するように、δ軸電圧指令値vδs **を算出するトルク電
流制御部14と、γ軸及びδ軸間の干渉電圧を相殺するために必要な非干渉電圧vγs *
_dcpl,vδs * _dcplをγ軸とδ軸とについて算出し、γ軸電圧指令値vγs **及びδ軸電圧指令値vδs **を非干渉電圧非干渉電圧vγs * _dcpl,vδs * _d
cplでそれぞれ補正する非干渉制御部15と、をさらに有している。この場合、補正値演算部20は、三相交流誘導モータ1のδ軸電圧としてトルク電流制御部14において演算されたδ軸電圧指令値vδs **を用い、当該δ軸電圧指令値vδs **と、δ軸電流iδsと、回転子電気角周波数ωreと、電源角周波数ωとに基づいて、δ軸成分の回転子磁束φδrを推定している。
2 電源
10 制御装置
11 インバータ
12 電流指令値演算部
13 磁束電流制御部
14 トルク電流制御部
15 非干渉制御部
16 座標変換部
17 PWM変換部
18 座標変換部
19 すべり角周波数制御部
20 補正値演算部
21 電流センサ
22 磁極位置検出部
23 AD変換部
24 パルスカウンタ
25 角速度演算部
26 変換用角度部
Claims (3)
- 電動機の固定子に流す交流電流を電源角周波数に同期して回転する直交二軸座標系である磁束軸及びトルク軸に変換して調整することで電動機トルクを制御するベクトル制御を用いた電動機の制御装置において、
前記電動機のトルク軸電流及び磁束軸電流に基づいて、回転子磁束のトルク軸成分がゼロとなるよう、すべり角周波数を演算するすべり角周波数制御部と、
前記電動機のトルク軸電圧に基づき、かつ、磁束軸電圧に基づかずトルク軸成分の回転子磁束を推定し、当該推定したトルク軸成分の回転子磁束がゼロとなるように前記すべり角周波数を補正する補正部と、
を有することを特徴とする電動機の制御装置。 - トルク指令値に基づいて、磁束軸電流指令値とトルク軸電流指令値とを算出する電流指令値演算部と、
前記電動機の磁束軸電流が前記磁束軸電流指令値に追従するように、磁束軸電圧指令値を算出する磁束電流制御部と、
前記電動機のトルク軸電流が前記トルク軸電流指令値に追従するように、トルク軸電圧指令値を算出するトルク電流制御部と、
磁束軸及びトルク軸間の干渉電圧を相殺するための非干渉電圧を磁束軸とトルク軸とについて算出し、前記磁束軸電圧指令値及び前記トルク軸電圧指令値を前記非干渉電圧でそれぞれ補正する非干渉制御部と、をさらに有し、
前記補正部は、前記電動機のトルク軸電圧として前記非干渉制御部による補正後のトルク軸電圧指令値を用い、当該トルク軸電圧指令値と、磁束軸電流と、トルク軸電流と、回転子電気角周波数と、電源角周波数とに基づいて、前記トルク軸成分の回転子磁束を推定することを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。 - トルク指令値に基づいて、磁束軸電流指令値とトルク軸電流指令値とを算出する電流指令値演算部と、
前記電動機の磁束軸電流が前記磁束軸電流指令値に追従するように、磁束軸電圧指令値を算出する磁束電流制御部と、
前記電動機のトルク軸電流が前記トルク軸電流指令値に追従するように、トルク軸電圧指令値を算出するトルク電流制御部と、
磁束軸及びトルク軸間の干渉電圧を相殺するための非干渉電圧を磁束軸とトルク軸とについて算出し、前記磁束軸電圧指令値及び前記トルク軸電圧指令値を前記非干渉電圧でそれぞれ補正する非干渉制御部と、をさらに有し、
前記補正部は、前記電動機のトルク軸電圧として前記トルク電流制御部において演算されたトルク軸電圧指令値を用い、当該トルク軸電圧指令値と、トルク軸電流と、回転子電気角周波数と、電源角周波数とに基づいて、前記トルク軸成分の回転子磁束を推定することを特徴とする請求項1に記載された電動機の制御装置。
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JP2014054264A JP6464559B2 (ja) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014054264A JP6464559B2 (ja) | 2014-03-18 | 2014-03-18 | 電動機の制御装置 |
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-
2014
- 2014-03-18 JP JP2014054264A patent/JP6464559B2/ja active Active
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