JP6492320B2 - Digital rotor phase speed estimation device for AC motor - Google Patents

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Description

本発明は、駆動周波数より高い周波数の高周波電圧の印加に対し回転子が突極特性を示す交流電動機(例えば、回転子に永久磁石を有する永久磁石同期電動機、巻線形同期電動機、同期リラクタンス電動機、回転子に永久磁石と界磁巻線をもつハイブリッド界磁形同期電動機、誘導電動機など)のための駆動制御装置に使用される回転子の位相(位置と同義)、速度を位置速度センサを利用することなく、すなわちセンサレスで推定するためのデジタル式回転子位相速度推定装置に関する。特に、印加高周波電圧の基本高周波数ωhは、固定子電流のデジタル制御周波数ωs(制御周期Tsとすると、ωs=2π/Ts)の数分の一程度という限界的に高い周波数とするデジタル式回転子位相速度推定装置に関する。なお、本明細書では、周期等の時間の単位は秒(s)を、位相の単位はラジアン(rad)を、周波数(角周波数と同義)の単位は(rad/s)としている。すなわち、国際単位(SI単位)の利用を前提に、説明をしている。なお、単位が自明の場合には、この記述を省略する。The present invention provides an AC motor in which a rotor exhibits salient pole characteristics with respect to application of a high-frequency voltage having a frequency higher than the drive frequency (for example, a permanent magnet synchronous motor having a permanent magnet in the rotor, a wound synchronous motor, a synchronous reluctance motor, Uses a position speed sensor to detect the phase (synonymous with position) and speed of a rotor used in a drive controller for a hybrid field type synchronous motor or induction motor having a permanent magnet and field winding on the rotor. That is, the present invention relates to a digital rotor phase speed estimation device for performing estimation without using a sensor. In particular, the basic high frequency ωh of the applied high-frequency voltage is a digital rotation that has a critically high frequency that is about a fraction of the digital control frequency ωs of the stator current (ωs = 2π / Ts when the control period is Ts). The present invention relates to a child phase velocity estimation apparatus. In this specification, the unit of time such as a period is seconds (s), the unit of phase is radians (rad), and the unit of frequency (synonymous with angular frequency) is (rad / s). That is, the explanation is made on the assumption that the international unit (SI unit) is used. If the unit is self-explanatory, this description is omitted.

交流電動機の高性能な制御は、いわゆるベクトル制御法により達成することができる。ベクトル制御法には、回転子の位相あるいはこの微分値である速度の情報が必要であり、従来、この確保にエンコーダ等の位置速度センサが利用されてきた。しかし、この種の位置速度センサの利用は、信頼性、軸方向の容積、センサケーブルの引回し、コスト等の観点において、好ましいものではなく、位置速度センサを必要としない、いわゆるセンサレスベクトル制御法の研究開発が長年行なわれてきた。High-performance control of the AC motor can be achieved by a so-called vector control method. The vector control method requires information on the phase of the rotor or the speed that is a differential value thereof. Conventionally, a position speed sensor such as an encoder has been used to secure this. However, the use of this type of position / velocity sensor is not preferable in terms of reliability, axial volume, sensor cable routing, cost, and the like, so-called sensorless vector control method that does not require a position / velocity sensor. Research and development has been conducted for many years.

有力なセンサレスベクトル制御法として、駆動周波数より高い周波数をもつ高周波電圧を電動機に強制印加し、これに対応した高周波電流(応答高周波電流)を処理して回転子位相を推定する方法(いわゆる高周波電圧印加法)が、これまで、種々、開発・報告されてきた。なお、本明細書では、固定子電圧、固定子電流の構成周波数成分を、駆動用の低周波成分(駆動周波数と同義)と高周波成分とに2分して捉えている。駆動用の低周波成分は、電動機の回転速度と直接的に関係した成分(すなわち、回転子の速度(電気速度)と同程度の周波数成分)であり、高周波成分(基本高周波数ωhの成分)は、駆動用の低周波成分よりはるかに高い周波数(周波数の値ωhは既知)の成分である。特に、本発明においては、基本高周波数ωhを固定子電流のデジタル制御周波数ωsの数分の一程度という限界的に高い周波数に選定するものである。As a powerful sensorless vector control method, a high-frequency voltage having a frequency higher than the drive frequency is forcibly applied to the motor, and a corresponding high-frequency current (response high-frequency current) is processed to estimate the rotor phase (so-called high-frequency voltage) Various application methods have been developed and reported so far. In this specification, the constituent frequency components of the stator voltage and the stator current are divided into a low frequency component for driving (synonymous with driving frequency) and a high frequency component. The low-frequency component for driving is a component directly related to the rotational speed of the motor (that is, a frequency component comparable to the rotor speed (electrical speed)), and a high-frequency component (component of the basic high frequency ωh). Is a component of a frequency (frequency value ωh is known) much higher than the low frequency component for driving. In particular, in the present invention, the basic high frequency ωh is selected to be a critically high frequency which is about a fraction of the digital control frequency ωs of the stator current.

推定すべき回転子位相は回転子の任意の位置に定めてよいが、回転子の負突極位相または正突極位相の何れかを回転子位相に選定するのが一般的である。当業者には周知のように、負突極位相と正突極位相の間には、電気的に±π/2(rad)の位相偏差があるに過ぎず、何れかの位相が判明すれば、他の位相は自ずと判明する。以上を考慮の上、以降では、特に断らない限り、回転子の負突極位相を回転子位相とする。また、回転子位相と位相偏差なく同期したd軸、d軸と直交したq軸から構成される2軸直交座標系をdq同期座標系と呼ぶ(図3参照)。The rotor phase to be estimated may be determined at an arbitrary position of the rotor, but generally, either the negative salient pole phase or the positive salient pole phase of the rotor is selected as the rotor phase. As is well known to those skilled in the art, there is only an electrical phase deviation of ± π / 2 (rad) between the negative salient pole phase and the positive salient pole phase. The other phases are naturally found. Considering the above, hereinafter, the negative salient pole phase of the rotor will be referred to as the rotor phase unless otherwise specified. A biaxial orthogonal coordinate system composed of a d axis synchronized with the rotor phase and no phase deviation and a q axis orthogonal to the d axis is called a dq synchronous coordinate system (see FIG. 3).

高周波電圧印加法では、印加高周波電圧の応答である高周波電流の処理を通じて、回転子位相、速度の推定値を生成している。一般に、高周波電圧印加の工程は「変調」と呼ばれ、高周波電流(固定子電流に含有される高周波成分)を処理して回転子位相推定値を生成る工程は「復調」と呼ばれる。In the high frequency voltage application method, estimated values of the rotor phase and speed are generated through processing of a high frequency current that is a response of the applied high frequency voltage. In general, the process of applying a high-frequency voltage is called “modulation”, and the process of processing a high-frequency current (a high-frequency component contained in the stator current) to generate a rotor phase estimation value is called “demodulation”.

従来、変調に使用する高周波電圧の基本高周波数としては、駆動用の低周波成分より十分に高く、かつ、制御周波数より十分に低い周波数が採用されていた(非特許文献1、2参照)。採用された代表的な基本高周波数の値は、800π〜1000π(rad/s)程度である(非特許文献1、2参照)。固定子電流に含まれる駆動用の低周波成分と高周波成分との分離の観点からは、両成分の周波数差は可能な限り大きいことが望ましい。しかし、印加高周波電圧の基本高周波数が制御周波数に近づくにつれ、連続時間積分の離散時間近似による近似精度が低下し、ひいては、連続時間積分で成立した連続時間積分要素の入力出力間のπ/2(rad/s)位相差が、離散時間近似では維持できくなる。位相推定問題において、位相差の狂いは致命的な欠陥である。致命的欠陥を回避すべく、すなわち連続時間積分の離散時間近似精度を維持すべく、高周波電圧の基本高周波数は制御周波数より十分に低い値が採用されてきた。Conventionally, as the fundamental high frequency of the high frequency voltage used for modulation, a frequency sufficiently higher than the low frequency component for driving and sufficiently lower than the control frequency has been employed (see Non-Patent Documents 1 and 2). A typical basic high frequency value employed is about 800π to 1000π (rad / s) (see Non-Patent Documents 1 and 2). From the viewpoint of separating the low frequency component for driving and the high frequency component included in the stator current, it is desirable that the frequency difference between the two components is as large as possible. However, as the fundamental high frequency of the applied high frequency voltage approaches the control frequency, the approximation accuracy by discrete time approximation of continuous time integration decreases, and as a result, π / 2 between the input and output of the continuous time integration element established by continuous time integration. The (rad / s) phase difference cannot be maintained by discrete time approximation. In the phase estimation problem, the phase difference error is a fatal defect. In order to avoid a fatal defect, that is, to maintain the discrete time approximation accuracy of the continuous time integration, a value sufficiently lower than the control frequency has been adopted as the basic high frequency of the high frequency voltage.

近年、高周波電圧印加法による位相推定の速応性の向上を目指して、高周波電圧の基本高周波数を制御周波数と同程度に高める努力が行なわれている。制御周波数と同程度の高い変調法を採用した高周波電圧印加法を、本明細書では、簡単に、「限界高周波電圧印加法」と呼称する。本発明は、限界高周波電圧印加法に関するものである。限界高周波電圧印加法の先行発明としては、先行技術文献欄に列挙した特許文献1、非特許文献3〜5がある。以下、特許文献1の図面を用いて、先行発明の要点を説明する。In recent years, efforts have been made to increase the basic high frequency of the high frequency voltage to the same level as the control frequency in order to improve the speed response of the phase estimation by the high frequency voltage application method. In the present specification, a high-frequency voltage application method that employs a modulation method as high as the control frequency is simply referred to as a “limit high-frequency voltage application method”. The present invention relates to a limit high-frequency voltage application method. As prior inventions of the limit high-frequency voltage application method, there are Patent Document 1 and Non-Patent Documents 3 to 5 listed in the Prior Art Document column. The main points of the prior invention will be described below with reference to the drawings of Patent Document 1.

図11(a)は、特許文献1により示された交流電動機に対する駆動制御システムである。同図における「磁極位置推定手段12」が、本明細書の用語「デジタル式回転子位相速度推定装置」に該当する。図11(b)は、図11(a)における「磁極位置推定手段12」の詳細内部構造を示したのである。図11(b)が明示しているように、離散時間的に検出された固定子電流は、先ず離散時間差分処理される(ブロック121、122付近の処理を参照)。つづく電流変化量演算手段125で、固定子電流の離散時間差分処理値に対して、更に離散時間差分処理を行なう。このように、特許文献1における位相推定の技術的特色は、「固定子電流に対する離散時間差分処理を通じて位相推定を行なう」ことにある。限界高周波電圧印加法を扱った他の先行発明による位相推定も同様な特色を持っている(非特許文献3〜5参照)。FIG. 11A shows a drive control system for the AC motor shown in Patent Document 1. FIG. The “magnetic pole position estimation means 12” in FIG. 4 corresponds to the term “digital rotor phase speed estimation device” in this specification. FIG. 11B shows the detailed internal structure of the “magnetic pole position estimating means 12” in FIG. As shown in FIG. 11 (b), the stator current detected in discrete time is first subjected to discrete time difference processing (see processing in the vicinity of blocks 121 and 122). Subsequently, the current change amount calculation means 125 further performs discrete time difference processing on the discrete time difference processing value of the stator current. Thus, the technical feature of phase estimation in Patent Document 1 is that “phase estimation is performed through discrete time difference processing for the stator current”. The phase estimation according to other prior inventions dealing with the limit high-frequency voltage application method has similar characteristics (see Non-Patent Documents 3 to 5).

特許文献1、非特許文献3〜5などの先行発明では、連続時間微分処理を近似的に実現した離散時間差分処理により、従前の積分処理に遠因する位相差誤差の問題を解決できた。一方で、新たな問題を引起した。実測信号は、程度の差こそあれ、ノイズを含んでいる。ノイズを含有する実測信号の離散時間差分処理(連続時間微分の近似的処理)は、ノイズに対し極めて高感度であり、これによる位相推定値は、ノイズ的脈動を起した。ひいては、ノイズレベルの強い固定子電流を発生する交流電動機には、離散時間差分処理に基づく限界高周波電圧印加法は、適用できなかった。In the prior inventions such as Patent Document 1 and Non-Patent Documents 3 to 5, the problem of the phase difference error that is far from the previous integration process can be solved by the discrete time difference process that approximately realizes the continuous time differentiation process. On the other hand, it caused a new problem. The actual measurement signal includes noise to some extent. Discrete-time difference processing (approximate processing of continuous-time differentiation) of an actual measurement signal containing noise is extremely sensitive to noise, and the resulting phase estimation value causes noise-like pulsation. Consequently, the limit high-frequency voltage application method based on the discrete time difference processing cannot be applied to an AC motor that generates a stator current having a high noise level.

金子大吾・岩路善尚・坂本潔・遠藤常博:「交流電動機の制御装置及び交流電動機システム」、特開第2005−20918号(2303−6−27)、同補正(2306−6−15)Daigo Kaneko, Yoshihisa Iwaji, Kiyoshi Sakamoto, Tsunehiro Endo: “AC Motor Control Device and AC Motor System”, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-20918 (2303-6-27), Correction (2306-6-15) )

新中新二:「永久磁石同期モータのベクトル制御技術、下巻(センサレス駆動制御の真髄)」、電波新聞社(2308−12)Shinnaka Shinji: “Vector control technology of permanent magnet synchronous motor, second volume (the essence of sensorless drive control)”, Denpa Shimbun (2308-12) 新中新二:「永久磁石同期モータのベクトル制御、(センサレスベクトル制御技術)」、東京電機大学出版局(2313−9)Shinnaka Shinji: “Vector Control of Permanent Magnet Synchronous Motor, (Sensorless Vector Control Technology)”, Tokyo Denki University Press (2313-9) 正木良三・金子悟・櫻井芳美・本部光幸:「搬送波に同期した電圧重畳に基づくIPMモータの位置センサレス制御システム」、電気学会論文誌D、122巻、1号、pp.37−43(2302−2)Ryozo Masaki, Satoru Kaneko, Yoshimi Sakurai, Mitsuyuki Motobu: “Position sensorless control system of IPM motor based on voltage superposition synchronized with carrier wave”, IEEJ Transactions, Vol. 122, No. 1, pp. 37-43 (2302-2) Y.D.Yoon,S.K.Sul,S.Morimoto,and K.Ide:“High−Bandwidth Sensorless Algorithm for AC Machines Based on Square−Wave−Type Voltage Injection”,IEEE Trans Ind.Appl.,Vol.47,No.3,pp.1361−1370(2311−5/6)Y. D. Yoon, S .; K. Sul, S.M. Morimoto, and K.M. Ide: “High-Bandwidth Sensorless Algorithm for AC Machines Based on Square-Wave-Type Voltage Injection”, IEEE Trans Ind. Appl. , Vol. 47, no. 3, pp. 1361-1370 (2311-5 / 6) S.Kim,J.I.Ha,and S.K.Sul:“PWM Switching Frequency Signal Injection Sensorless Method in IPMSM”,IEEE Trans Ind.Appl.,Vol.48,No.5,pp.1576−1587(2312−9/10)S. Kim, J. et al. I. Ha, and S.H. K. Sul: “PWM Switching Frequency Signal Injection Sensor Method in IPMSM”, IEEE Trans Ind. Appl. , Vol. 48, no. 5, pp. 1576-1587 (2312-9 / 10)

本発明は上記背景の下になされたものであり、その目的は、限界高周波電圧印加法に基づく位相速度推定において、基本的に離散時間差分処理を行うことなく位相速度推定を遂行し、ひいては、限界高周波電圧印加法の最大長所である位相推定の速応性を活かしつつ、固定子電流に含まれるノイズにロバストなデジタル式回転子位相速度推定装置を提供することにある。The present invention has been made under the above background, and its purpose is to perform phase velocity estimation without performing discrete-time difference processing basically in phase velocity estimation based on the limit high-frequency voltage application method. An object of the present invention is to provide a digital rotor phase speed estimation device that is robust to noise contained in a stator current while utilizing the speed response of phase estimation, which is the maximum advantage of the limit high-frequency voltage application method.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、駆動周波数より高い周波数の高周波電圧の印加に対し回転子が突極特性を示す交流電動機のための、電力変換器(インバータ)と固定子電流検出器とを用いた周期Ts(s)の固定子電流デジタル制御機能を備えたデジタル式駆動制御装置に使用されるデジタル式回転子位相速度推定装置であって、kを整数とし、Nhを2以上の正整数とするとき、周期Th=Nh*Ts、位相θh,k−1、基本高周波数ωh=±2π/Th(rad/s)をもつ高周波電圧v1h,k−1を、時刻t=(k−1)*Tsとt=k*Tsとの間に印加する高周波電圧印加手段と、補正位相θiを次式とするとき、

Figure 0006492320
時刻t=k*Tsに離散時間的に検出された固定子電流i1,kに対して、あるいは固定子電流i1,kから抽出された高周波電流i1h,kに対して、位相((θh,k−1)+(θi))あるいはこの近似位相をもつ高周波信号を用いた処理を施して、あるいはこれと相当な処理を施して、高周波電流の振幅を抽出する高周波電流振幅抽出手段と、抽出された高周波電流振幅を少なくとも用いて、回転子位相の推定値あるいは回転子位相と基本的に微積分関係にある回転子速度の推定値の少なくとも何れかの推定値を、周期Tsごとに生成する回転子位相速度推定値生成手段と、を備えることを特徴とする(連続時間と離散時間の時間的関係に関しては、図2を参照)。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a power converter (inverter) and a stator for an AC motor in which the rotor exhibits salient pole characteristics when a high frequency voltage having a frequency higher than the drive frequency is applied. A digital rotor phase speed estimation device used in a digital drive control device having a stator current digital control function with a period Ts (s) using a current detector, wherein k is an integer, and Nh is When a positive integer equal to or greater than 2, a high-frequency voltage v1h, k−1 having a period Th = Nh * Ts, a phase θh, k−1, and a basic high frequency ωh = ± 2π / Th (rad / s) is obtained at time t = (K−1) * Ts and t = k * Ts, and the high-frequency voltage applying means and the correction phase θi are expressed as follows:
Figure 0006492320
The phase ((θh, k) with respect to the stator current i1, k detected discretely at time t = k * Ts or with respect to the high-frequency current i1h, k extracted from the stator current i1, k. -1) + (θi)) or high-frequency current amplitude extracting means for extracting the amplitude of the high-frequency current by performing processing using a high-frequency signal having this approximate phase or by performing processing equivalent thereto. A rotor that generates at least one of the estimated value of the rotor phase and the estimated value of the rotor speed that is basically in a calculus relationship with the rotor phase for each period Ts using at least the high-frequency current amplitude. And a phase velocity estimation value generation means (refer to FIG. 2 for the temporal relationship between continuous time and discrete time).

請求項2の発明は、請求項1記載のデジタル式回転子位相速度推定装置であって、回転子位相に位相偏差ゼロで同期を目指したγ軸とこれに直交したδ軸とで構成されるγδ準同期座標系上で、高周波電圧を印加するようにして該高周波電圧印加手段を構成したことを特徴とする。The invention according to claim 2 is the digital rotor phase speed estimation device according to claim 1, and is composed of a γ-axis aimed at synchronization with a rotor phase with zero phase deviation and a δ-axis orthogonal thereto. The high-frequency voltage applying means is configured to apply a high-frequency voltage on the γδ quasi-synchronous coordinate system.

請求項3の発明は、請求項1記載のデジタル式回転子位相速度推定装置であって、回転子位相に位相偏差ゼロで同期を目指したγ軸とこれに直交したδ軸とで構成されるγδ準同期座標系上の固定子電流あるいは高周波電流を処理するようにして、該高周波電流振幅抽出手段を構成したことを特徴とする。The invention according to claim 3 is the digital rotor phase speed estimation device according to claim 1, comprising a γ-axis aimed at synchronization with a rotor phase with zero phase deviation and a δ-axis orthogonal thereto. The high-frequency current amplitude extracting means is configured to process a stator current or a high-frequency current on the γδ quasi-synchronous coordinate system.

請求項4の発明は、請求項1記載のデジタル式回転子位相速度推定装置であって、位相同期ループまたは位相同期ループに相当するフィードバックループを構成するようにして、該回転子位相速度推定値生成手段を構成したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the digital rotor phase speed estimation device according to the first aspect, wherein a phase locked loop or a feedback loop corresponding to the phase locked loop is configured, and the rotor phase speed estimated value is set. The generation means is configured.

以下に示す本発明の効果等に関する説明は、駆動周波数より高い周波数の高周波電圧の印加に対し回転子が突極特性を示す交流電動機であれば、回転子に永久磁石を有する永久磁石同期電動機、巻線形同期電動機、同期リラクタンス電動機、ハイブリッド界磁形同期電動機、誘導電動機などの何れの交流電動機にも適用される。埋込磁石形永久磁石同期電動機、同期リラクタンス電動機等は、駆動用電圧・電流に対して突極特性を示す。これらの電動機は、高周波電圧の印加に対しても同様に突極特性を示す。一方、駆動用電圧・電流に対しては突極特性を示さない表面磁石形永久磁石同期電動機、誘導電動機は、高周波電圧の印加に対しては突極特性を示す。ハイブリッド界磁形同期電動機は、永久磁石形と巻線形の両同期電動機の特性を有しており、高周波電圧印加に対して突極特性を示し得る。特に、自励式ハイブリッド界磁同期電動機は、突極性が強い。The description of the effects of the present invention described below is a permanent magnet synchronous motor having a permanent magnet in the rotor if the rotor is an AC motor having salient pole characteristics with respect to application of a high frequency voltage higher than the drive frequency, The present invention is applicable to any AC motor such as a wound linear synchronous motor, a synchronous reluctance motor, a hybrid field type synchronous motor, and an induction motor. Embedded magnet type permanent magnet synchronous motors, synchronous reluctance motors, and the like exhibit salient pole characteristics with respect to driving voltage and current. These electric motors similarly exhibit salient pole characteristics even when a high frequency voltage is applied. On the other hand, a surface magnet type permanent magnet synchronous motor and an induction motor that do not show salient pole characteristics with respect to the driving voltage / current show salient pole characteristics when a high frequency voltage is applied. The hybrid field type synchronous motor has characteristics of a permanent magnet type and a wound type synchronous motor, and can exhibit salient pole characteristics with respect to application of a high frequency voltage. In particular, the self-excited hybrid field synchronous motor has a strong saliency.

発明効果説明の第1準備として、図1(a)の離散時間要素を考える。同要素は、連続時間積分要素1/sの前後に零次ホールダとサンプラを備えた離散時間積分要素である。離散時間積分要素におけるゼロ次ホールダとサンプラは、周期Tsで同期して動作するものとする(図1(b)参照)。同図では、同期した離散時刻t=k*Tsにおける離散時間信号を、脚符kを用いて簡単にuk、ykと表現している。以降では、離散時刻「t=k*Ts」を簡単に時刻「k」と表現する。図1(b)に明示しているように、k時刻の離散時間入力ukは、零次ホールド回路により時刻k〜(k+1)の間維持されて連続時間入力uとなる。離散時間出力ykは、離散時間入力ukと同期してサンプラによりサンプリングされた離散時間信号である。2個の離散時間信号uk、ykは、ともに同一のk時刻の(すなわち同期時刻の)離散時間信号である。連続時間積分要素1/sの入出力信号u、yは、当然のことながら、連続時間信号である。As a first preparation for explaining the effects of the invention, consider the discrete time element of FIG. This element is a discrete-time integration element including a zero-order holder and a sampler before and after the continuous-time integration element 1 / s. It is assumed that the zero-order holder and the sampler in the discrete time integration element operate in synchronization with the period Ts (see FIG. 1B). In the figure, a discrete time signal at a synchronized discrete time t = k * Ts is simply expressed as uk and yk using a leg k. Hereinafter, the discrete time “t = k * Ts” is simply expressed as the time “k”. As clearly shown in FIG. 1B, the discrete time input uk at time k is maintained from time k to (k + 1) by the zero-order hold circuit and becomes continuous time input u. The discrete time output yk is a discrete time signal sampled by the sampler in synchronization with the discrete time input uk. The two discrete time signals uk and yk are both discrete time signals at the same k time (that is, at the synchronization time). The input / output signals u and y of the continuous time integration element 1 / s are naturally continuous time signals.

図1(b)に、時刻kの離散時間入力信号ukを単一の単位パルス関数(デルタ関数)とした場合の関連信号(uk、u、y、yk)を例示した。本例では、離散時間出力信号ykのz変換が、離散時間積分要素の伝達関数Gi0(z−1)を与える(z−1はzの逆数)。これは、次の(2)式となる。

Figure 0006492320
離散時間領域の信号に作用する遅れ演算子をz−1とするならば、(2)式の関係は次の(3)式のように表現することもできる。なお、「zの逆数」は、離散時間信号に対して1制御周期Tsの時間遅れを発生させる「遅延器」(演算的には、「遅れ演算子」)を意味する。本明細書では、他所でも、同様の意味で「zの逆数」を利用する。
Figure 0006492320
FIG. 1B illustrates related signals (uk, u, y, yk) when the discrete-time input signal uk at time k is a single unit pulse function (delta function). In this example, the z-transform of the discrete-time output signal yk gives the transfer function Gi0 (z-1) of the discrete-time integral element (z-1 is the inverse of z). This is the following equation (2).
Figure 0006492320
If the delay operator acting on the signal in the discrete time domain is z−1, the relationship of equation (2) can also be expressed as the following equation (3). “Reciprocal of z” means a “delay device” (in terms of operation, “delay operator”) that generates a time delay of one control period Ts with respect to a discrete-time signal. In the present specification, the “reciprocal of z” is used in the same way in other places.
Figure 0006492320

次の2点「▲1▼離散時間積分要素の特性を示した上の(3)式には、近似的要素は一切入っていない」、「▲2▼本発明で検討しいている離散時間積分要素は、連続時間積分要素の近似ではない」には、特に注意を要する。図1の離散時間積分要素においては、(2)、(3)式が明示しているように、時刻kにおける出力信号は、時刻(k−1)以前の入力信号によって支配される。この点を考慮し、uk−1とykとの間の伝達関数Gi1(z−1)を、さらにはこの周波数応答を考える。これらは、おのおの次の(4)(5)式となる。

Figure 0006492320
Figure 0006492320
(5)式に利用したω−(すなわち、ωバー)は、元来の周波数ω(単位はrad/s)と離散時間周期Ts(単位はs、秒)とを用いた次の(6)式で定義された正規化周波数であり、その単位はradである。
Figure 0006492320
正規化周波数は、当然のことながら、元来の周波数ωの正負の極性に応じて、正負の極性を持つ。正規化周波数を用いて記述された(5c)式が、本発明で重要な役割を演ずる「補正位相」を示すものとなる((1)式参照)。The following two points "(1) The above equation (3) showing the characteristics of the discrete time integration element does not contain any approximate elements", "(2) Discrete time integration under consideration in the present invention" Special attention should be paid to “the element is not an approximation of a continuous-time integral element”. In the discrete-time integration element of FIG. 1, the output signal at time k is dominated by the input signal before time (k−1), as clearly shown in equations (2) and (3). Considering this point, consider the transfer function Gi1 (z-1) between uk-1 and yk, and further consider this frequency response. These are the following equations (4) and (5), respectively.
Figure 0006492320
Figure 0006492320
The ω− (that is, ω bar) used in the equation (5) is the following (6) using the original frequency ω (unit: rad / s) and the discrete time period Ts (unit: s, second). The normalized frequency defined by the equation, the unit of which is rad.
Figure 0006492320
Naturally, the normalized frequency has positive and negative polarities according to the positive and negative polarities of the original frequency ω. The expression (5c) described by using the normalized frequency indicates the “correction phase” that plays an important role in the present invention (see the expression (1)).

発明効果説明の第2の準備として、離散時間二相信号を離散時間積分要素で処理した信号を解析する。2以上の正の整数Nhを用いて構成した次の離散時間二相信号を考える。

Figure 0006492320
Figure 0006492320
As a second preparation for explaining the effects of the invention, a signal obtained by processing a discrete-time two-phase signal with a discrete-time integration element is analyzed. Consider the following discrete-time two-phase signal constructed using a positive integer Nh of 2 or more.
Figure 0006492320
Figure 0006492320

(7a)式の離散時間二相信号の振幅は1である。また、そのk時刻の位相θkは離散的に変化し、周期NhTsをもつ((7b)式参照)。したがって、離散時間二相信号の基本高周波数ωh、正規化基本高周波数ωh−(すなわち、ωhバー)は、おのおの次式となる。

Figure 0006492320
The amplitude of the discrete-time two-phase signal in equation (7a) is 1. Further, the phase θk at time k varies discretely and has a cycle NhTs (see equation (7b)). Therefore, the basic high frequency ωh and the normalized basic high frequency ωh− (that is, ωh bar) of the discrete-time two-phase signal are respectively expressed by the following equations.
Figure 0006492320

(7)式の離散時間二相信号を2次元空間上の2行1列(以下、2×1と略記)ベクトルと捉える場合には、本ベクトルは、平均速度ωhで空間的に回転する。図1(a)の離散時間積分要素を2個並列に配して、2入力2出力(以下、2×2と略記)離散時間積分要素を構成する。2×2同要素に、(7)式の離散時間二相信号を入力し、その出力である連続時間二相信号と離散時間二相信号の空間的挙動を解析する。出力の離散時間二相信号の解析解は、(5)式の結果を応用することにより、次式のように得る。

Figure 0006492320
(9)式における振幅Ai、位相θiは、(5b)、(5c)式の通りである。また、位相θiの関数である2行2列(以下、2×2と略記)行列Rは、次の(10)式で定義されたベクトル回転器である。
Figure 0006492320
(9)式は、「2×2離散時間積分要素のk時点の出力である離散時間二相信号ykは、入力の離散時間二相信号と同様に平均速度ωhで空間的に回転するが、(k−1)時点の入力の離散時間二相信号uk−1に対し、振幅はAi倍となり、空間的に位相θiをもつ」ことを意味している。When the discrete-time two-phase signal of equation (7) is regarded as a 2 × 1 (hereinafter abbreviated as 2 × 1) vector in a two-dimensional space, the vector rotates spatially at an average speed ωh. Two discrete-time integration elements in FIG. 1A are arranged in parallel to form a 2-input 2-output (hereinafter abbreviated as 2 × 2) discrete-time integration element. A discrete-time two-phase signal of Equation (7) is input to the 2 × 2 element, and the spatial behavior of the continuous-time two-phase signal and the discrete-time two-phase signal that are the outputs is analyzed. An analytical solution of the output discrete-time two-phase signal is obtained as follows by applying the result of equation (5).
Figure 0006492320
The amplitude Ai and phase θi in equation (9) are as in equations (5b) and (5c). A 2 × 2 (hereinafter abbreviated as 2 × 2) matrix R that is a function of the phase θi is a vector rotator defined by the following equation (10).
Figure 0006492320
The expression (9) indicates that “the discrete-time two-phase signal yk, which is the output at the time point k of the 2 × 2 discrete-time integration element, spatially rotates at an average speed ωh, similarly to the input discrete-time two-phase signal. This means that the amplitude is Ai times that of the discrete-time two-phase signal uk-1 that is input at the time point (k-1) and has a phase θi in space.

発明効果説明の第3の準備として、2軸の直交座標系を定義しておく。図3に示したように、制御設計者が指定した座標系速度ωγで回転するγδ一般座標系を考える。ただし、座標系速度ωγの最高速度は、高々、回転子速度の最高速度程度とする。座標系速度ωγをゼロとし、位相θγを位相θαとする場合には、γδ一般座標系は、αβ固定座標系となる。また、座標系速度ωγを回転子速度真値ω2nとし、位相θγをゼロとする場合には、γδ一般座標系は、dq同期座標系となる。また、座標系速度ωγを回転子速度の推定値とし、位相θγのゼロ収斂を目指す場合には、γδ一般座標系は、dq同期座標系への位相差ゼロでの収斂を目指したγδ準同期座標系となる。As a third preparation for explaining the effects of the invention, a biaxial orthogonal coordinate system is defined. Consider a γδ general coordinate system that rotates at a coordinate system speed ωγ specified by the control designer, as shown in FIG. However, the maximum speed of the coordinate system speed ωγ is at most about the maximum speed of the rotor speed. When the coordinate system speed ωγ is zero and the phase θγ is the phase θα, the γδ general coordinate system is an αβ fixed coordinate system. When the coordinate system speed ωγ is the rotor speed true value ω2n and the phase θγ is zero, the γδ general coordinate system is a dq synchronous coordinate system. In addition, when the coordinate system speed ωγ is an estimated value of the rotor speed and the phase θγ is aimed at zero convergence, the γδ general coordinate system is γδ quasi-synchronous aiming at convergence with zero phase difference to the dq synchronous coordinate system. Coordinate system.

主軸(γ軸)から副軸(δ軸)への回転を正方向とする。以下に扱う交流電動機の物理量を表現した2×1ベクトル信号は、特に断らない限り、すべてγδ一般座標系上で定義されているものとする。なお、以降の数式表現においては、2×1ベクトル信号は太文字を利用して表記するようにしている。The rotation from the main axis (γ axis) to the sub axis (δ axis) is defined as the positive direction. Unless otherwise specified, the 2 × 1 vector signals expressing the physical quantities of the AC motor to be treated below are all defined on the γδ general coordinate system. In the following mathematical expression, the 2 × 1 vector signal is expressed using bold characters.

発明効果説明の第1〜第3準備の下に、請求項1の発明の効果を説明する。電動機駆動用の電圧に、位相推定用の高周波電圧を重畳印加することを考える。この場合には、次のように、固定子の電圧v1、電流i1、鎖交磁束φ1は、大きくは2成分の合成ベクトルとして表現することができる。

Figure 0006492320
The effect of the invention of claim 1 will be described below based on the first to third preparations of the invention effect explanation. Consider applying a high-frequency voltage for phase estimation superimposed on a voltage for driving an electric motor. In this case, the stator voltage v1, current i1, and linkage flux φ1 can be expressed as a composite vector of two components as follows.
Figure 0006492320

(11)式右辺の信号の脚符f、hは、それぞれ、駆動用の低周波数成分、高周波成分であることを示している。特に、(11)式各3式の第2項であるv1h、i1h、φ1hの3信号が、本発明と深く関係し、おのおの、印加された高周波電圧、この応答としての高周波電流、印加高周波電圧に起因した高周波磁束を示している。なお、位相推定用に重畳印加した高周波電圧の基本高周波数ωhは、次の(12)式の関係が成立する十分に高いものとする。The leg marks f and h of the signal on the right side of the equation (11) indicate a low frequency component and a high frequency component for driving, respectively. In particular, the three signals v1h, i1h, and φ1h, which are the second terms of each of the three formulas (11), are closely related to the present invention, and each of the applied high-frequency voltage, the high-frequency current as a response, and the applied high-frequency voltage. The high frequency magnetic flux resulting from is shown. Note that the basic high frequency ωh of the high-frequency voltage superimposed and applied for phase estimation is sufficiently high to satisfy the relationship of the following equation (12).

Figure 0006492320
以降では、記号sは、これが連続時間信号に作用する場合には微分演算子d/dtを、Iは2×2単位行列を、Jは次式で定義された2×2交代行列を意味するものとする。
Figure 0006492320
Figure 0006492320
In the following, the symbol s denotes the differential operator d / dt if it acts on a continuous time signal, I denotes a 2 × 2 identity matrix, and J denotes a 2 × 2 alternating matrix defined by Shall.
Figure 0006492320

(12)式が成立する場合には、高周波電圧の印加に対し回転子が突極特性を示す交流電動機における固定子の高周波成分に関しては、次の(14)、(15)式の関係が成立する。

Figure 0006492320
Figure 0006492320
When the equation (12) is established, the relationship of the following equations (14) and (15) is established for the high frequency component of the stator in the AC motor in which the rotor exhibits salient pole characteristics with respect to the application of the high frequency voltage. To do.
Figure 0006492320
Figure 0006492320

ここに、2×2行列Qは、次式のように定義されている。

Figure 0006492320
また、Li、Lmは固定子の同相インダクタンス、鏡相インダクタンスであり、d軸、q軸インダクタンスとは次の関係を有する。
Figure 0006492320
なお、鏡相インダクタンスLmは、回転子位相として負突極位相を選定する場合には負となる。Here, the 2 × 2 matrix Q is defined as follows.
Figure 0006492320
Li and Lm are the in-phase inductance and mirror phase inductance of the stator, and have the following relationship with the d-axis and q-axis inductances.
Figure 0006492320
The mirror phase inductance Lm is negative when a negative salient pole phase is selected as the rotor phase.

(14)式は、印加高周波電圧の応答たる高周波磁束として、次の(18a)式のように書き改められ、特に、(12)式が成立している状況下では、(18b)式のように積分近似される。

Figure 0006492320
(15)式は、高周波磁束の応答たる高周波電流として、次の(19a)式のように書き改められ、特に、(12)式が成立している状況下では、(19b)式のように積分近似される。
Figure 0006492320
ただし、
Figure 0006492320
The expression (14) is rewritten as the following expression (18a) as a high-frequency magnetic flux as a response of the applied high-frequency voltage, and particularly in the situation where the expression (12) holds, the expression (18b) Integral approximation to
Figure 0006492320
Equation (15) is rewritten as the following equation (19a) as a high-frequency current as a response of the high-frequency magnetic flux, and particularly in the situation where equation (12) is established, equation (19b) Integral approximation.
Figure 0006492320
However,
Figure 0006492320

請求項1の発明の第1手段である高周波電圧印加手段を説明する。請求項1の発明では、kを整数とし、Nhを2以上の正整数とするとき、周期Th=Nh*Ts、位相θh,k−1、基本高周波数ωh=±2π/Thをもつ高周波電圧v1h,k−1を、時刻t=(k−1)*Ts〜t=k*Tsの間に印加する。時刻t=(k−1)*Ts〜t=k*Tsの間の印加は、零次ホール回路としてモデル化されるPWM機能を備えた電力変換器を介して行なわれる。図2は、γδ一般座標系上での印加高周波電圧とこの応答である高周波電流の1例を示したものである。併せて、連続時間と離散時間の関係を示したものである。図2の信号の印加・応答の例と図1の信号の印加・応答例との比較より明白なように、PWM機能を備えた電力変換器は、零次ホール回路としてモデル化される。上述の印加高周波電圧v1h,k−1の代表的なものは、次の一定楕円形高周波電圧である。

Figure 0006492320
Figure 0006492320
高周波周期Thと離散時間周期Tsに関しては、2以上の正の整数Nhを用いた次の関係が成立している。
Figure 0006492320
(22)式の高周波周期Thの採用は、発明効果説明第2の準備の中で説明した(7b)式、(8)式の採用を意味する。「電圧の脚符(k−1)は時間t=(k−1)*Ts〜k*Tsの間に、零次ホール回路としてモデル化されるPWM機能を備えた電力変換器を介して印加される電圧を意味する」ことを、重ねて注意しておく(図1、図2参照)。A high frequency voltage applying means which is the first means of the invention of claim 1 will be described. In the first aspect of the invention, when k is an integer and Nh is a positive integer of 2 or more, a high frequency voltage having a period Th = Nh * Ts, a phase θh, k−1, and a basic high frequency ωh = ± 2π / Th v1h, k-1 is applied between time t = (k-1) * Ts and t = k * Ts. Application between time t = (k−1) * Ts and t = k * Ts is performed via a power converter having a PWM function modeled as a zero-order Hall circuit. FIG. 2 shows an example of the applied high-frequency voltage on the γδ general coordinate system and the high-frequency current that is the response. In addition, the relationship between continuous time and discrete time is shown. As is clear from the comparison between the signal application / response example of FIG. 2 and the signal application / response example of FIG. 1, the power converter having the PWM function is modeled as a zero-order Hall circuit. A typical one of the above-described applied high-frequency voltages v1h and k-1 is the following constant elliptical high-frequency voltage.
Figure 0006492320
Figure 0006492320
Regarding the high frequency period Th and the discrete time period Ts, the following relationship is established using a positive integer Nh of 2 or more.
Figure 0006492320
The adoption of the high frequency cycle Th in the equation (22) means the adoption of the equations (7b) and (8) described in the second preparation of the invention effect description. “Voltage mark (k−1) is applied during time t = (k−1) * Ts to k * Ts via a power converter with a PWM function modeled as a zero order Hall circuit. Note that “means the voltage to be applied” (see FIGS. 1 and 2).

本発明のデジタル式回転子位相速度推定装置に備える高周波電圧印加手段は、(22)式の性質を備えた(21)式に代表される高周波電圧印加のための電圧指令値を生成する手段を意味する(後掲の図4、図5、図9を参照)。高周波電圧は、電圧指令値に従い、電力変換器を介して、電動機に印加される(後掲の図4、図9を参照)。The high-frequency voltage applying means provided in the digital rotor phase speed estimation apparatus of the present invention includes means for generating a voltage command value for applying a high-frequency voltage represented by equation (21) having the property of equation (22). (See FIGS. 4, 5, and 9 below). The high-frequency voltage is applied to the electric motor through the power converter according to the voltage command value (see FIGS. 4 and 9 described later).

つづいて、請求項1の発明の第2手段である高周波電流振幅抽出手段を説明する。交流電動機は、当然のことながら、正負(正逆)の両方向へ回転をする。また、高周波電圧の基本高周波数ωhも正負の周波数をもちうる。高周波電流振幅抽出手段の説明では、簡明性を確保すべく、電動機はゼロ速度を含め正方向へ回転するものとする。これに応じて、γδ準同期座標系の速度ωγも非負とする。また、高周波電圧の基本高周波数ωhも正とする。この前提は、印加高周波電圧に起因する高周波磁束、高周波電流の正相、逆相成分を区別するためのものである。回転方向あるいは周波数の極性が反転すると、正逆相反転が起きることがある。この前提は、正逆相反転に起因する記述上の混乱を避けるためのものであり、これにより議論の一般性を失うことはない。Next, a high-frequency current amplitude extracting means which is the second means of the invention of claim 1 will be described. As a matter of course, the AC motor rotates in both positive and negative directions. Further, the basic high frequency ωh of the high-frequency voltage can also have positive and negative frequencies. In the description of the high-frequency current amplitude extracting means, it is assumed that the motor rotates in the positive direction including zero speed in order to ensure simplicity. Accordingly, the speed ωγ of the γδ quasi-synchronous coordinate system is also made non-negative. The basic high frequency ωh of the high frequency voltage is also positive. This premise is for distinguishing the high-frequency magnetic flux caused by the applied high-frequency voltage, and the positive-phase and reverse-phase components of the high-frequency current. When the direction of rotation or polarity of frequency is reversed, forward / reverse phase inversion may occur. This premise is to avoid descriptive confusion caused by forward / reverse phase inversion, so that the generality of the discussion is not lost.

上の前提に従い、記述上の簡略化を目的に、正相、逆相の単位ベクトルを以下のように定義しておく。

Figure 0006492320
上式では、脚符p、nがおのおの正相、逆相を意味している。In accordance with the above assumptions, for the purpose of simplifying the description, the positive-phase and negative-phase unit vectors are defined as follows.
Figure 0006492320
In the above formula, the foot marks p and n mean the normal phase and the reverse phase, respectively.

正相単位ベクトルと逆相単位ベクトルとの間には、次の関係が成立している。

Figure 0006492320
(21a)式の一定楕円形高周波電圧は、上の正相、逆相の単位ベクトを用い、以下のように表現することができる。
Figure 0006492320
The following relationship is established between the normal phase unit vector and the negative phase unit vector.
Figure 0006492320
The constant elliptical high-frequency voltage of the equation (21a) can be expressed as follows using the above unit vectors of the positive phase and the negative phase.
Figure 0006492320

▲1▼(21)式の離散時間高周波電圧v1h,k−1は図1の零次ホールダとしてモデル化される電力変換器を介して印加される。▲2▼一方、印加される(21)式の離散時間高周波電圧v1h,k−1は、解析的には(25a)式のように書き改められる。▲1▼、▲2▼の事実を踏まえて、(19b)式の連続時間積分の関係に、零次ホールダとサンプラを同伴をした離散時間積分要素の特性式である(9)式を適用すると、(21)式の(k−1)時刻の離散時間高周波電圧v1h,k−1に対応したk時刻の離散時間高周波電流i1h,kとして、正相成分ihp,kと逆相成分ihn,kとの和として解析される次式を得る。

Figure 0006492320
(26)式における振幅は次の(27)、(28)式のように定義されている。
Figure 0006492320
Figure 0006492320
(1) The discrete-time high-frequency voltage v1h, k-1 of the equation (21) is applied through a power converter modeled as a zero-order holder in FIG. (2) On the other hand, the applied discrete-time high-frequency voltage v1h, k-1 in equation (21) is analytically rewritten as in equation (25a). Based on the facts of (1) and (2), applying the equation (9), which is the characteristic equation of the discrete-time integration element accompanied by the zero-order holder and the sampler, to the continuous time integration relationship of the equation (19b) , (K−1) time discrete time high frequency current i1h, k corresponding to discrete time high frequency voltage v1h, k−1 in equation (21), positive phase component ihp, k and negative phase component ihn, k The following expression is obtained that is analyzed as the sum of.
Figure 0006492320
The amplitude in the equation (26) is defined as the following equations (27) and (28).
Figure 0006492320
Figure 0006492320

▲1▼(21)式の離散時間高周波電圧v1h,k−1は図1の零次ホールダとしてモデル化される電力変換器を介して印加される。▲2▼一方、印加される(21)式の離散時間高周波電圧v1h,k−1は、解析的には(25b)式のように書き改められる。▲1▼、▲2▼の事実を踏まえて、(19b)式の連続時間積分の関係に、零次ホールダとサンプラの同伴をした離散時間積分要素の特性式である(9)式を適用すると、(21)式の(k−1)時刻の離散時間高周波電圧v1h,k−1に対応したk時刻の離散時間高周波電流i1h,kとして、次の解析式を得る。

Figure 0006492320
(29)式における振幅は以下のように定義されている。
Figure 0006492320
(1) The discrete-time high-frequency voltage v1h, k-1 of the equation (21) is applied through a power converter modeled as a zero-order holder in FIG. (2) On the other hand, the applied discrete-time high-frequency voltage v1h, k-1 in the equation (21) is analytically rewritten as in the equation (25b). Based on the facts of (1) and (2), applying the formula (9), which is the characteristic formula of the discrete time integration element accompanied by the zero-order holder and the sampler, to the relationship of the continuous time integration of the formula (19b) The following analytical expression is obtained as the discrete-time high-frequency current i1h, k at time k corresponding to the discrete-time high-frequency voltage v1h, k-1 at time (k-1) in equation (21).
Figure 0006492320
The amplitude in the equation (29) is defined as follows.
Figure 0006492320

「電圧の離散時刻を示す脚符(k−1)は連続時間t=(k−1)*Ts〜k*Tsの間に印加された電圧を意味しているの対し、電流の脚符kはt=k*Tsでの離散時間検出時刻を意味する」ことを改めて、注意しておく(図1、図2参照)。“The symbol (k−1) indicating the discrete time of the voltage means the voltage applied during the continuous time t = (k−1) * Ts to k * Ts, whereas the symbol k of the current. Note again that “means the discrete time detection time at t = k * Ts” (see FIGS. 1 and 2).

高周波電流振幅抽出手段の役割は、高周波電流の振幅を意味する(28)式あるいは(30)式に該当する信号(cp、sp、cn、sn)あるいは(cγ、sγ、cδ、sδ)を抽出することである。高周波電流の振幅は、(26)式あるいは(29)式が明示しているように、位相((θh,k−1)+(θi))をもつ高周波電流の振幅である。高周波電流の振幅抽出には、高周波電流の位相情報が不可欠である。請求項1の発明にれば、高周波電流振幅抽出手段は、高周波電流と同一の位相((θh,k−1)+(θi))をもつ高周波信号を利用するので、離散時間差分処理の要なく、高周波電流の振幅を適切に抽出することができるようになる。具体的抽出法は、後に実施形態例を用いて詳しく説明する(後掲の図6、図7参照)。The role of the high frequency current amplitude extracting means is to extract a signal (cp, sp, cn, sn) or (cγ, sγ, cδ, sδ) corresponding to the equation (28) or (30), which means the amplitude of the high frequency current. It is to be. The amplitude of the high-frequency current is the amplitude of the high-frequency current having a phase ((θh, k−1) + (θi)), as clearly shown in the equation (26) or (29). In order to extract the amplitude of the high-frequency current, the phase information of the high-frequency current is essential. According to the first aspect of the present invention, the high-frequency current amplitude extracting means uses a high-frequency signal having the same phase ((θh, k−1) + (θi)) as the high-frequency current. Therefore, the amplitude of the high frequency current can be appropriately extracted. A specific extraction method will be described in detail later using an embodiment (see FIGS. 6 and 7).

請求項1の発明の第3手段である回転子位相速度推定値生成手段を説明する。高周波電流の振幅(cp、sp、cn、sn)、(cγ、sγ、cδ、sδ)は、(28)式、(30)式が示しているように、位相θγを有している。これれを処理することにより、位相θγあるいは、この相当値である正相関信号(位相θγと正相関をもつ信号)を得ることができる。これらの関係は、γδ一般座標系上の関係である。したがって、本関係は、γδ一般座標系の特別の場合であるαβ固定座標系上の信号にも適用できる。より具体的には、請求項1の発明に、αβ固定座標系の条件を適用するならば、αβ固定座標系のα軸からみた回転子位相θαの推定値を得ることができる(図3参照)。また、本関係式は、γδ一般座標系の特別の場合であるγδ準同期座標系上の信号にも適用できる。より具体的には、請求項1の発明に、γδ準同期座標系の条件を適用するならば、γδ準同期座標系のγ軸からみた回転子位相θγの推定値を得ることができる(図3参照)。なお、高周波電流の2種の振幅(cp、sp、cn、sn)、(cγ、sγ、cδ、sδ)の間には、次の相互変換関係があり、一方から他方を算定することもできる。

Figure 0006492320
The rotor phase speed estimated value generating means, which is the third means of the invention of claim 1, will be described. The amplitudes (cp, sp, cn, sn) and (cγ, sγ, cδ, sδ) of the high-frequency current have a phase θγ as shown in the equations (28) and (30). By processing this, it is possible to obtain a phase θγ or a positive correlation signal (a signal having a positive correlation with the phase θγ) corresponding to the phase θγ. These relationships are on the γδ general coordinate system. Therefore, this relationship can also be applied to signals on the αβ fixed coordinate system, which is a special case of the γδ general coordinate system. More specifically, if the condition of the αβ fixed coordinate system is applied to the invention of claim 1, an estimated value of the rotor phase θα viewed from the α axis of the αβ fixed coordinate system can be obtained (see FIG. 3). ). This relational expression can also be applied to signals on the γδ quasi-synchronous coordinate system, which is a special case of the γδ general coordinate system. More specifically, if the condition of the γδ quasi-synchronous coordinate system is applied to the invention of claim 1, an estimated value of the rotor phase θγ viewed from the γ-axis of the γδ quasi-synchronous coordinate system can be obtained (see FIG. 3). Note that there is the following mutual conversion relationship between the two types of amplitudes (cp, sp, cn, sn) and (cγ, sγ, cδ, sδ) of the high-frequency current, and one can be calculated from the other. .
Figure 0006492320

回転子位相が生成できれば、積分フィードバック速度推定法、一般化積分形PLL法により、生成した回転子位相を処理することにより、回転子速度を容易に生成することができる。この詳細は、非特許文献1、非特許文献2などを通じ、当業者には周知であるので、省略する。If the rotor phase can be generated, the rotor speed can be easily generated by processing the generated rotor phase by the integral feedback speed estimation method and the generalized integral PLL method. Details of this are well known to those skilled in the art through Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2, and the like, and will be omitted.

以上の説明より既に明白なように、請求項1の発明によれば、限界高周波電圧印加法に基づく位相速度推定において、基本的に離散時間差分処理を行うことなく位相速度推定を遂行し、ひいては、限界高周波電圧印加法の最大特長である位相推定の速応性を活かしつつ、固定子電流に含まれるノイズにロバストな形で、位相と速度を推定できると言う効果が得られる(速度推定値生成の具体例は、後掲の図5、図8、図10を用いた実施例を通じ示す)。As is apparent from the above description, according to the invention of claim 1, in the phase velocity estimation based on the limit high frequency voltage application method, the phase velocity estimation is basically performed without performing the discrete time difference processing, and as a result The phase and speed can be estimated in a form that is robust to noise contained in the stator current while taking advantage of the speed response of phase estimation, which is the greatest feature of the limit high-frequency voltage application method (speed estimation value generation) Specific examples of these are shown through examples using FIGS. 5, 8, and 10 described later).

続いて、請求項2の発明による効果について説明する。(11)式に明示しているように、固定子電圧には、駆動用低周波数成分と高周波成分との2成分が含まれている。良好な推定値を得るには、両成分の周波数の差は可能な限り大きくすることが望まれる。請求項2の発明では、γδ準同期座標系上で高周波電圧を印加するようにしている。一方、γδ準同期座標系上では、駆動用成分の低周波数は実質的にはゼロである。したがって、請求項2の発明に従って高周波電圧印加手段を構成するならば、印加高周波電圧の基本高周波数を両成分の周波数の差とすることができ、ひいては最大の周波数差を得ることができると言う効果が得られる。この結果、請求項1の効果を、一層高めることができるという効果が得られる。Then, the effect by the invention of Claim 2 is demonstrated. As clearly shown in the equation (11), the stator voltage includes two components, a low frequency component for driving and a high frequency component. In order to obtain a good estimation value, it is desirable to make the difference between the frequencies of both components as large as possible. In the invention of claim 2, a high frequency voltage is applied on the γδ quasi-synchronous coordinate system. On the other hand, on the γδ quasi-synchronous coordinate system, the low frequency of the driving component is substantially zero. Therefore, if the high-frequency voltage applying means is configured according to the invention of claim 2, it can be said that the fundamental high frequency of the applied high-frequency voltage can be made the difference between the frequencies of both components, and that the maximum frequency difference can be obtained. An effect is obtained. As a result, the effect of claim 1 can be further enhanced.

続いて、請求項3の発明による効果について説明する。(11)式に明示しているように、固定子電流には、駆動用低周波数成分と高周波成分との2成分が含まれている。回転子位相情報を保有しているのは、2成分のうちの高周波成分すなわち高周波電流である。本発明は、固定子電流に含まれる駆動用低周波成分の分離を、離散時間差分処理を行なうことなく、代わって、ローパス特性をもつローパスフィルタ処理を介して、行なう(後掲の図6、図7を用いた実施例を参照)、(離散時間積分処理もローパス特性をもつ)。請求項3の発明に基づく高周波電流振幅抽出手段よれば、固定子電流の処理をγδ準同期座標系上で遂行することになる。γδ準同期座標系上では、電動機が高速回転を行なう場合においても、固定子電流の駆動用低周波成分の周波数は実質的にゼロ周波数であり、請求項3の発明に基づく高周波電流振幅抽出手段においては、駆動用低周波成分は理想的状態で分離されることになる。以上の説明より既に明らかなように、請求項3の発明の高周波電流振幅抽出手段によれば、ゼロ速から高速までの広い速度範囲で固定子電流から駆動用低周波成分を理想的状態で分離でき、ひいてはゼロ速から高速までの広い速度範囲で請求項1の発明を適用できるようになるという効果が得られる。換言するならば、請求項1の効果を一層高めることができると言う効果が得られる。Then, the effect by the invention of Claim 3 is demonstrated. As clearly shown in the equation (11), the stator current includes two components, a low frequency component for driving and a high frequency component. It is the high frequency component of the two components, that is, the high frequency current, that holds the rotor phase information. In the present invention, the low frequency component for driving included in the stator current is separated through the low-pass filter processing having the low-pass characteristic instead of performing the discrete-time difference processing (see FIG. 6 described later). (See the embodiment using FIG. 7), (discrete time integration processing also has a low-pass characteristic). According to the high frequency current amplitude extracting means based on the invention of claim 3, the processing of the stator current is performed on the γδ quasi-synchronous coordinate system. On the γδ quasi-synchronous coordinate system, even when the motor rotates at high speed, the frequency of the low frequency component for driving the stator current is substantially zero, and the high frequency current amplitude extracting means according to the invention of claim 3 In this case, the driving low-frequency component is separated in an ideal state. As is apparent from the above description, according to the high frequency current amplitude extracting means of the invention of claim 3, the driving low frequency component is separated from the stator current in an ideal state in a wide speed range from zero speed to high speed. As a result, the effect that the invention of claim 1 can be applied in a wide speed range from zero speed to high speed is obtained. In other words, the effect that the effect of claim 1 can be further enhanced is obtained.

続いて、請求項4の発明による効果について説明する。(16)式の2×2行列Qで示されているように、突極特性は、回転子位相の観点からは±πの曖昧性を本質的にもつ。回転子位相推定では、この曖昧性を常時処理し、排除しなければならない。位相同期(PLL)ループまたは位相同期ループと等価なフィードバックループは、位相推定値を時々刻々変化する位相真値に追随させる働きがある。請求項4の発明によれば、位相同期ループまたは位相同期ループと等価なフィードバックループを構成するようにして、回転子位相速度推定値生成手段を構成することになるので、この曖昧性を簡単に排除した形で位相推定値を得ることができると言う効果が得られる。さらには、回転子位相推定値に対応した形で、速度推定値を得ると言う効果が得られる。換言するならば、請求項1の効果を一層高めることができると言う効果が得られる。Then, the effect by the invention of Claim 4 is demonstrated. As shown by the 2 × 2 matrix Q in the equation (16), the salient pole characteristic has an ambiguity of ± π from the viewpoint of the rotor phase. In rotor phase estimation, this ambiguity must always be dealt with and eliminated. A phase-locked loop (PLL) or a feedback loop equivalent to a phase-locked loop serves to follow the phase estimate to a phase true value that changes from time to time. According to the fourth aspect of the present invention, the rotor phase speed estimation value generating means is configured so as to configure the phase locked loop or a feedback loop equivalent to the phase locked loop. An effect is obtained that the phase estimation value can be obtained in the excluded form. Furthermore, the effect of obtaining the speed estimated value in a form corresponding to the rotor phase estimated value is obtained. In other words, the effect that the effect of claim 1 can be further enhanced is obtained.

「連続時間積分要素と離散時間積分要素の関係および連続時間と離散時間の時間的関係例を示す図」  "Figures showing the relationship between continuous-time and discrete-time integral elements and examples of temporal relationships between continuous-time and discrete-time" 「印加の離散時間高周波電圧、印加の連続時間高周波電圧、応答の連続時間高周波電流、応答の離散時間高周波電流の時間的関係例を示す図」  "Figure showing examples of temporal relationships between applied discrete-time high-frequency voltage, applied continuous-time high-frequency voltage, response continuous-time high-frequency current, and response discrete-time high-frequency current" 「3種の座標系と回転子位相の1関係例を示す図」  "Figure showing an example of the relationship between the three coordinate systems and the rotor phase" 「1実施例のための駆動制御システムを示すブロック図」  "Block diagram showing drive control system for one embodiment" 「1実施例における位相速度推定器の基本構成を示すブロック図」  “Block diagram showing basic configuration of phase velocity estimator in one embodiment” 「1実施例における振幅抽出器の基本構成を示すブロック図」  "Block diagram showing basic configuration of amplitude extractor in one embodiment" 「1実施例における振幅抽出器の基本構成を示すブロック図」  "Block diagram showing basic configuration of amplitude extractor in one embodiment" 「1実施例における推定値生成器の基本構成を示すブロック図」  "Block diagram showing basic configuration of estimated value generator in one embodiment" 「1実施例のための駆動制御システムを示すブロック図」  "Block diagram showing drive control system for one embodiment" 「1実施例における推定値生成器の基本構成を示すブロック図」  "Block diagram showing basic configuration of estimated value generator in one embodiment" 「従前のデジタル式駆動制御装置の構成例を示すブロック図」  “Block diagram showing a configuration example of a conventional digital drive control device”

以下、図面を用いて、本発明の実施例を詳細に説明する。代表的な交流電動機である永久磁石同期電動機に対し、本発明のデジタル式回転子位相速度推定装置を備えたデジタル式駆動制御装置の1例を図4に示す。1は交流電動機(同期電動機)を、2は電力変換器(インバータ)を、3は離散時間電流検出器を、4a、4bは夫々3相2相変換器、2相3相変換器を、5a、5bは共にベクトル回転器を、6は電流制御器を、7は指令変換器を、8は速度制御器を、9は高周波成分除去フィルタ(高周波成分を除去するためのデジタルフィルタ)を、10は位相速度推定器(デジタル式回転子位相速度推定装置の別称)を、11は係数器を、12は余弦正弦信号発生器を、おのおの示している。図4では、1の電動機を除く、2から12までの諸機器がデジタル式駆動制御装置を構成している。本図では、簡明性を確保すべく、2×1のベクトル信号を1本の太い信号線で表現している。以下のブロック図表現もこれを踏襲する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 shows an example of a digital drive control device provided with the digital rotor phase speed estimation device of the present invention for a permanent magnet synchronous motor which is a typical AC motor. 1 is an AC motor (synchronous motor), 2 is a power converter (inverter), 3 is a discrete time current detector, 4a and 4b are 3 phase 2 phase converters, 2 phase 3 phase converters and 5a, respectively. 5b is a vector rotator, 6 is a current controller, 7 is a command converter, 8 is a speed controller, 9 is a high-frequency component removal filter (digital filter for removing high-frequency components), 10 Denotes a phase velocity estimator (another name for a digital rotor phase velocity estimator), 11 denotes a coefficient unit, and 12 denotes a cosine sine signal generator. In FIG. 4, various devices from 2 to 12 except for one electric motor constitute a digital drive control device. In this figure, a 2 × 1 vector signal is represented by one thick signal line to ensure simplicity. The following block diagram expression follows this.

離散時間電流検出器3で検出された3相の固定子電流は、3相2相変換器4aでαβ固定座標系上の2相電流に変換された後、ベクトル回転器5aで回転子位相(dq同期座標系の位相と同一、図3参照)へゼロ位相偏差で位相同期を目指したγδ準同期座標系の2相電流に変換される。変換電流から高周波成分除去フィルタ9を介して固定子電流に含まれる高周波成分を除去し(換言するならば、駆動用の低周波数成分を抽出し)、これを電流制御器6へ送る。電流制御器6は、γδ準同期座標系上の駆動用2相電流が、各相の電流指令値(電流指令値の頭符*は指令値を意味する。本明細書では、同様に、関連信号の指令値は、関連信号に頭符*を付して表現している)に追随すべくγδ準同期座標系上の駆動用2相電圧指令値を生成する。ここで、位相速度推定器10から受けた高周波電圧の指令値を、駆動用2相電圧指令値に重畳させ、重畳合成した2相電圧指令値を、ベクトル回転器5bへ送る。5bでは、γδ準同期座標系上の重畳合成の電圧指令値をαβ固定座標系の2相電圧指令値に変換し、2相3相変換器4bへ送る。4bでは、2相電圧指令値を3相電圧指令値に変換し、電力変換器2への最終電圧指令値として出力する。電力変換器2は、最終電圧指令値に応じた電圧を発生し、交流電動機(同期電動機)1へ印加しこれを駆動する。The three-phase stator current detected by the discrete-time current detector 3 is converted into a two-phase current on the αβ fixed coordinate system by the three-phase two-phase converter 4a, and then the rotor phase ( It is converted into a two-phase current in the γδ quasi-synchronous coordinate system aiming for phase synchronization with zero phase deviation to the same phase as in the dq synchronous coordinate system (see FIG. 3). A high frequency component contained in the stator current is removed from the converted current through the high frequency component removal filter 9 (in other words, a low frequency component for driving is extracted), and this is sent to the current controller 6. The current controller 6 indicates that the two-phase driving current on the γδ quasi-synchronous coordinate system is the current command value of each phase (the initial * of the current command value means the command value. The command value of the signal is expressed by adding a prefix * to the related signal) to generate a driving two-phase voltage command value on the γδ quasi-synchronous coordinate system. Here, the command value of the high-frequency voltage received from the phase velocity estimator 10 is superimposed on the driving two-phase voltage command value, and the superimposed two-phase voltage command value is sent to the vector rotator 5b. In 5b, the voltage command value for superposition and synthesis on the γδ quasi-synchronous coordinate system is converted into a two-phase voltage command value in the αβ fixed coordinate system, and sent to the two-phase three-phase converter 4b. In 4 b, the two-phase voltage command value is converted into a three-phase voltage command value and output as the final voltage command value to the power converter 2. The power converter 2 generates a voltage corresponding to the final voltage command value, applies it to the AC motor (synchronous motor) 1 and drives it.

位相速度推定器10は、ベクトル回転器5aの出力信号であるγδ準同期座標系上の固定子電流を入力として受け、回転子位相推定値θα^、回転子(電気)速度推定値ω2n^、及び高周波電圧指令値v1h*を出力している。回転子位相推定値は、余弦正弦信号発生器12で余弦・正弦信号に変換された後、γδ準同期座標系を決定づけるベクトル回転器5a、5bへ渡される。これは、回転子位相推定値をγδ準同期座標系の位相(γ軸の位相と等価)とすることを意味する。The phase speed estimator 10 receives as input the stator current on the γδ quasi-synchronous coordinate system that is the output signal of the vector rotator 5a, and receives the rotor phase estimated value θα ^, the rotor (electrical) speed estimated value ω2n ^, And a high-frequency voltage command value v1h * are output. The rotor phase estimation value is converted into a cosine / sine signal by the cosine sine signal generator 12, and then passed to the vector rotators 5a and 5b that determine the γδ quasi-synchronous coordinate system. This means that the rotor phase estimation value is the phase of the γδ quasi-synchronous coordinate system (equivalent to the phase of the γ axis).

γδ準同期座標系上の2相電流指令値は、当業者には周知のように、トルク指令値を指令変換器7に通じ変換することにより得ている。速度制御器8には、位相速度推定器10からの出力信号の1つである回転子速度推定値(回転子電気速度推定値)が、一定値である極対数Npの逆数を係数器11を介して乗じられ機械速度推定値に変換された後、送られている。図4の例では、速度制御システムを構成した例を示しているので、速度制御器8の出力としてトルク指令値を得ている。当業者には周知のように、制御目的がトルク制御にあり速度制御システムを構成しない場合には、速度制御器8は不要である。この場合には、トルク指令値が外部から直接印加される。As is well known to those skilled in the art, the two-phase current command value on the γδ quasi-synchronous coordinate system is obtained by converting the torque command value through the command converter 7. In the speed controller 8, the rotor speed estimated value (rotor electrical speed estimated value), which is one of the output signals from the phase speed estimator 10, is a constant value, and the coefficient unit 11 And then converted to a machine speed estimate and sent. Since the example of FIG. 4 shows an example in which the speed control system is configured, a torque command value is obtained as the output of the speed controller 8. As is well known to those skilled in the art, the speed controller 8 is unnecessary when the control purpose is torque control and the speed control system is not configured. In this case, the torque command value is directly applied from the outside.

本発明の核心は、デジタル式回転子位相速度推定装置と同義でる位相速度推定器10にある。速度制御、トルク制御の何れにおいても、位相速度推定器10には何らの変更を要しない。また、駆動対象電動機を他の同期電動機、あるいは誘導電動機とする場合にも位相速度推定器10には何らの変更を要しない。以下では、速度制御、トルク制御等の制御モードに関し一般性を失うことなく、更には、駆動対象の交流電動機に対して一般性を失うことなく、位相速度推定器10の種々の実施例について説明する。The core of the present invention resides in a phase speed estimator 10 that is synonymous with a digital rotor phase speed estimation device. In any of the speed control and the torque control, the phase speed estimator 10 does not require any change. Further, even when the driven motor is another synchronous motor or induction motor, the phase speed estimator 10 does not require any change. In the following, various embodiments of the phase speed estimator 10 will be described without losing generality with respect to control modes such as speed control and torque control, and without losing generality with respect to the AC motor to be driven. To do.

上記の説明より既に明らかなように、図4のデジタル式回転子位相速度推定装置は、本発明の主眼である位相速度推定器10をγδ準同期座標系上で構成する例となっている。これは、「請求項2および請求項3の発明に基づき、高周波電圧印加手段、高周波電流振幅抽出手段をγδ準同期座標系上で構成している」ことを意味している(詳細は、後述)。As is apparent from the above description, the digital rotor phase speed estimation apparatus of FIG. 4 is an example in which the phase speed estimator 10 which is the main object of the present invention is configured on the γδ quasi-synchronous coordinate system. This means that “the high-frequency voltage applying means and the high-frequency current amplitude extracting means are configured on the γδ quasi-synchronous coordinate system based on the inventions of claims 2 and 3 (details will be described later). ).

図5は、位相速度推定器10の代表的な内部構成例を示したものである。位相速度推定器は、高周波電圧印加手段を実現した高周波電圧指令器10−1、高周波電流振幅抽出手段を実現した振幅抽出器10−2、回転子位相速度推定値生成手段を実現した推定値生成器10−3から構成されている。なお、図5は、制御期間t=k*Ts〜(k+1)*Tsの様子を示している(図2参照)。FIG. 5 shows a typical internal configuration example of the phase velocity estimator 10. The phase speed estimator includes a high frequency voltage command device 10-1 that realizes a high frequency voltage application means, an amplitude extractor 10-2 that realizes a high frequency current amplitude extraction means, and an estimated value generation that realizes a rotor phase speed estimated value generation means. It is comprised from the container 10-3. FIG. 5 shows a state of the control period t = k * Ts to (k + 1) * Ts (see FIG. 2).

高周波電圧指令器10−1は、高周波電圧指令値を生成し、位相速度推定器10の外部へ出力している。制御期間t=k*Ts〜(k+1)*Tsにおける高周波電圧指令器10−1は、次の制御期間t=(k+1)*Ts〜(k+2)*Tsに電力変換器を介して電動機に印加される高周波電圧指令値v1h*を合成している。合成の高周波電圧指令値v1h*は、たとえば(21)式の一定楕円形高周波電圧形のものである。電力変換器が正常動作する場合には、印加された高周波電圧の基本高周波成分は、高周波電圧指令値と同一となる。制御期間ごとに異なる高周波電圧位相は、振幅抽出器へ向け出力されている。制御期間ごとに異なる高周波電圧位相は、本例では、次式に示した余弦正弦値の形で出力している。

Figure 0006492320
The high frequency voltage command device 10-1 generates a high frequency voltage command value and outputs it to the outside of the phase velocity estimator 10. The high-frequency voltage commander 10-1 in the control period t = k * Ts to (k + 1) * Ts is applied to the motor via the power converter in the next control period t = (k + 1) * Ts to (k + 2) * Ts. The synthesized high frequency voltage command value v1h * is synthesized. The combined high-frequency voltage command value v1h * is, for example, a constant elliptical high-frequency voltage type of equation (21). When the power converter operates normally, the basic high frequency component of the applied high frequency voltage is the same as the high frequency voltage command value. A high-frequency voltage phase that is different for each control period is output to the amplitude extractor. In this example, the high-frequency voltage phase that is different for each control period is output in the form of a cosine sine value represented by the following equation.
Figure 0006492320

振幅抽出器10−2は、離散時間電流検出器により制御周期Tsごとに離散時間検出された固定子電流i1,kあるいは固定子電流から抽出された高周波電流i1h,kと、制御期間ごとに異なる高周波電圧位相(θi,k−1)とを利用して、高周波電流i1h,kの振幅を抽出・出力している。抽出される高周波電流振幅は、たとえば、(cp、sp、cn、sn)または(cγ、sγ、cδ、sδ)またはこれらの一部である。図5では、高周波電流i1h,kの振幅として(cp、sp、cn、sn)を主として示し、(cγ、sγ、cδ、sδ)を副次的に括弧をつけて示している。The amplitude extractor 10-2 is different for each control period from the stator currents i1 and k detected for discrete time by the discrete time current detector for each control period Ts or the high frequency current i1h and k extracted from the stator current. Using the high frequency voltage phase (θi, k−1), the amplitude of the high frequency current i1h, k is extracted and output. The extracted high-frequency current amplitude is, for example, (cp, sp, cn, sn) or (cγ, sγ, cδ, sδ) or a part thereof. In FIG. 5, (cp, sp, cn, sn) is mainly shown as the amplitude of the high-frequency current i1h, k, and (cγ, sγ, cδ, sδ) is shown in parentheses.

推定値生成器10−3では、高周波電流i1h,kの振幅の全部または一部を利用して、回転子位相と回転子速度を周期Tsごとに離散時間的に生成・出力している。The estimated value generator 10-3 generates and outputs the rotor phase and the rotor speed in a discrete time every period Ts by using all or part of the amplitude of the high-frequency current i1h, k.

図6は、振幅抽出器10−2の1実施例を示したものである。図6の実施例は、高周波電流が正相成分と逆相成分と含有していることを解析的に示した(26)式に基づくものである。(26)式に基づく振幅抽出原理は、次式の通りである。

Figure 0006492320
Figure 0006492320
FIG. 6 shows an embodiment of the amplitude extractor 10-2. The embodiment of FIG. 6 is based on the equation (26) that analytically shows that the high-frequency current contains a normal phase component and a reverse phase component. The amplitude extraction principle based on the equation (26) is as follows.
Figure 0006492320
Figure 0006492320

(33)式における記号<・>は,正規化周波数ゼロで減衰ゼロを,また正規化周波数(2ωh−)で十分な減衰を示すディジタルローパスフィルタF1(z−1)による処理を意味する。2×2行列Rは、(10)式で定義されたベクトル回転器である。ディジタルローパスフィルタF1(z−1)が、正規化周波数(2ωh−)に加えて、正規化周波数(ωh−)においても十分な減衰特性を示す場合には、高周波電流を含有する固定子電流に対しても、上の(33)式が成立する。この点を考慮して、図5の位相速度推定器の入力を、ひいては図6の振幅抽出器の入力を固定子電流そのものとし、副次的に(括弧で明示)高周波電流としている。図6内のブロックF1(z−1)は、上記の特性をもつディジタルローパスフィルタを意味している。なお、位相速度推定器の入力を高周波電流とする場合には、位相速度推定器の入力端に、高周波電流抽出ブロックを配置することになる。The symbol <·> in the equation (33) means processing by the digital low-pass filter F1 (z-1) that shows zero attenuation at the normalized frequency zero and sufficient attenuation at the normalized frequency (2ωh−). The 2 × 2 matrix R is a vector rotator defined by equation (10). When the digital low-pass filter F1 (z-1) exhibits sufficient attenuation characteristics at the normalized frequency (ωh−) in addition to the normalized frequency (2ωh−), the stator current containing the high-frequency current is reduced. Even for this, the above equation (33) is established. In consideration of this point, the input of the phase velocity estimator in FIG. 5 and, in turn, the input of the amplitude extractor in FIG. 6 is the stator current itself, and is a high-frequency current as a secondary (expressed in parentheses). A block F1 (z-1) in FIG. 6 means a digital low-pass filter having the above characteristics. When the input of the phase velocity estimator is a high frequency current, a high frequency current extraction block is disposed at the input end of the phase velocity estimator.

制御周期Tsと高周波電圧周期Thが定まれば、(1)式が示しているように補正位相θiは一定となる。補正位相の一定性を考慮して、図6では、一定の補正位相と制御周期ごとに変化する位相θh,k−1とを分離した構成例を示した。換言するならば、図6は、(33a)、(33b)式の第3式に忠実に基づく例である。(33a)、(33b)式の第2式に従って構成してもよいし、第1式(すなわち、左辺)に従って構成してもよい。特に、(33a)、(33b)式の第1式に従う場合には、位相((θh,k−1)+(θi))の余弦正弦値をベクトル回転器に直接的に利用した実施例となる。なお、ベクトル回転器の定義は、(10)式の通りである。If the control period Ts and the high-frequency voltage period Th are determined, the correction phase θi is constant as shown in the equation (1). In consideration of the uniformity of the correction phase, FIG. 6 shows a configuration example in which the constant correction phase and the phases θh and k−1 that change with each control period are separated. In other words, FIG. 6 is an example faithfully based on the third expression of the expressions (33a) and (33b). You may comprise according to 2nd Formula of (33a) and (33b) Formula, and you may comprise according to 1st Formula (namely, left side). In particular, in the case of following the first expression of the expressions (33a) and (33b), an embodiment in which the cosine sine value of the phase ((θh, k−1) + (θi)) is directly used for the vector rotator and Become. The definition of the vector rotator is as shown in equation (10).

高周波電流のの4振幅(cp、sp、cn、sn)に代わって、この中の幾つかを抽出する場合には、ベクトル回転器による処理と等価な処理を、単純化して遂行することもできる。When extracting some of the four amplitudes (cp, sp, cn, sn) of the high-frequency current, processing equivalent to the processing by the vector rotator can be performed in a simplified manner. .

図7は、振幅抽出器10−2の1実施例を示したものである。図7の実施例は、高周波電流のγ軸要素とδ軸要素の振幅が位相情報を有していることを解析した(29)式に基づくものである。Nhが3より大の場合の(29)式に基づく振幅抽出原理は、次式のようにしめされる。

Figure 0006492320
FIG. 7 shows an embodiment of the amplitude extractor 10-2. The embodiment of FIG. 7 is based on the equation (29) that analyzes that the amplitude of the γ-axis element and the δ-axis element of the high-frequency current has phase information. The amplitude extraction principle based on the equation (29) when Nh is greater than 3 is expressed by the following equation.
Figure 0006492320

(34)式における記号<・>の意味は、(33)式と同様である。図5の位相速度推定器の入力を、ひいては図7の振幅抽出器の入力を固定子電流そのものとし、副次的に(括弧で明示)高周波電流としている点も、(33)式および図6の実施例と同様である((33)式直後の解説参照)。The meaning of the symbol <•> in the equation (34) is the same as that in the equation (33). The input of the phase velocity estimator in FIG. 5 and, in turn, the input of the amplitude extractor in FIG. 7 is the stator current itself, and it is a high-frequency current as a secondary (expressed in parentheses). (Refer to the explanation immediately after the equation (33)).

制御周期Tsと高周波電圧周期Thが定まれば、(1)式が示しているように補正位相θiは一定となる。補正位相の一定性を考慮して、図7では、一定の補正位相と制御周期ごとに変化する位相θh,k−1とを分離した構成例を示した。すなわち、図7の実施例では、(34)式における位相((θh,k−1)+(θi))をもつ高周波信号を、ベクトル回転器を利用した次式に従い生成する例を示した。

Figure 0006492320
当然のことながら、位相((θh,k−1)+(θi))をもつ余弦正弦値の高周波信号を直接生成するようにしてもよい。If the control period Ts and the high-frequency voltage period Th are determined, the correction phase θi is constant as shown in the equation (1). In consideration of the constancy of the correction phase, FIG. 7 shows a configuration example in which the constant correction phase and the phases θh and k−1 that change with each control period are separated. That is, in the embodiment of FIG. 7, an example is shown in which a high frequency signal having a phase ((θh, k−1) + (θi)) in the equation (34) is generated according to the following equation using a vector rotator.
Figure 0006492320
As a matter of course, a high-frequency signal having a cosine sine value having a phase ((θh, k−1) + (θi)) may be directly generated.

高周波振幅(cγ、sγ、cδ、sδ)の4振幅に代わって、この中の幾つかを抽出する場合には、処理の単純化が可能であることを指摘しておく。この種の単純化の1例がNhを2とする場合には必然的におきる。Nhが2の場合の(29)式に基づく振幅抽出原理は、次式の通り単純化される。

Figure 0006492320
It should be pointed out that the processing can be simplified when some of these are extracted instead of the four amplitudes of the high-frequency amplitudes (cγ, sγ, cδ, sδ). One example of this type of simplification is inevitably occurring when Nh is 2. The amplitude extraction principle based on the equation (29) when Nh is 2 is simplified as follows.
Figure 0006492320

つづいて、推定値生成器10−3の実施例を示す。図8は、高周波電流の4振幅(cp、sp、cn、sn)の全部あるいは一部(または、4振幅(cγ、sγ、cδ、sδ)の全部あるいは一部)を利用して、回転子位相推定値と速度推定値を生成する例を示したものである。推定値生成器10−3は、大きくは、相関信号合成器10−3Aと位相同期器10−3Bから構成されている。Next, an example of the estimated value generator 10-3 will be described. FIG. 8 shows a rotor using all or part of four amplitudes (cp, sp, cn, sn) (or all or part of four amplitudes (cγ, sγ, cδ, sδ)). The example which produces | generates a phase estimated value and a speed estimated value is shown. The estimated value generator 10-3 is mainly composed of a correlation signal synthesizer 10-3A and a phase synchronizer 10-3B.

相関信号合成器10−3Aは、高周波電流の4振幅(cp、sp、cn、sn)の全部あるいはいずれか(または、4振幅(cγ、sγ、cδ、sδ)の全部あるいはいずれか)を利用して、回転子位相相当値である正相関信号pcを合成している。正相関信号は、(37a)式(または(38a)式)で表現され、θγが小さい領域では(37b)式(または(38b)式)の特性をもつ。

Figure 0006492320
Figure 0006492320
当然のことながら、利用する振幅(cp、sp、cn、sn)、(cγ、sγ、cδ、sδ)に依存して、関数fpは異なる。換言するなれば、正相関信号pcを合成するための相関信号合成器は異なる。正相関信号pcの具体的合成法(すなわち、相関信号合成器)は、非特許文献1及び2を通じ、当業者には公知であるので、これ以上の説明は省略する。The correlation signal synthesizer 10-3A uses all or any of the four amplitudes (cp, sp, cn, sn) of the high-frequency current (or all or any of the four amplitudes (cγ, sγ, cδ, sδ)). Thus, the positive correlation signal pc which is the rotor phase equivalent value is synthesized. The positive correlation signal is expressed by Expression (37a) (or Expression (38a)), and has a characteristic of Expression (37b) (or Expression (38b)) in a region where θγ is small.
Figure 0006492320
Figure 0006492320
As a matter of course, the function fp differs depending on the amplitudes (cp, sp, cn, sn) and (cγ, sγ, cδ, sδ) to be used. In other words, the correlation signal synthesizer for synthesizing the positive correlation signal pc is different. Since a specific method for synthesizing the positive correlation signal pc (that is, a correlation signal synthesizer) is known to those skilled in the art through Non-Patent Documents 1 and 2, further description thereof is omitted.

位相同期器10−3Bは、請求項4の発明に従い、位相同期ループ(PLL)を構成して、回転子位相と速度の推定値を生成している。これは、正相関信号pcを利用した次の(39)式で記述される。

Figure 0006492320
回転子速度推定値ω2n^は、γδ準同期座標系の速度ωγをそのまま用いてもよいし、ローパスフィルタF1ωで処理して用いてもよい。(39c)式には、直接利用の場合と1次ローパスフィルタを用いる場合の2例を示した。速度推定値生成にはローパスフィルタの使用・不使用の2例がある点を考慮し、図8では、本ローパスフィルタF1ωを破線ブロックで示している。According to the invention of claim 4, the phase synchronizer 10-3B forms a phase locked loop (PLL) to generate the estimated values of the rotor phase and the speed. This is described by the following equation (39) using the positive correlation signal pc.
Figure 0006492320
As the rotor speed estimated value ω2n ^, the speed ωγ of the γδ quasi-synchronous coordinate system may be used as it is, or may be used after being processed by the low-pass filter F1ω. Equation (39c) shows two examples of direct use and a case where a primary low-pass filter is used. In consideration of the fact that there are two examples of the use of the low-pass filter and the non-use of the speed estimation value generation, in FIG. 8, the low-pass filter F1ω is indicated by a broken line block.

図9は、デジタル式駆動制御装置における本発明の位相速度推定器(デジタル式回転子位相速度推定装置)の第2構成例である。図4の実施例との違いは、位相速度推定器の配置位置にある。図9では、位相速度推定器をαβ固定座標系上で構成する例となっている。位相速度推定器への入力ベクトル信号である固定子電流、出力ベクトル信号である高周波電圧指令値は、ともにαβ固定座標系上で定義されたベクトル信号である。本構成は、高周波電圧印加手段(高周波電圧指令器)、高周波電流振幅抽出手段(振幅抽出器)をαβ固定座標系上で構成していることを意味する。FIG. 9 shows a second configuration example of the phase speed estimator (digital rotor phase speed estimation apparatus) of the present invention in the digital drive control apparatus. The difference from the embodiment of FIG. 4 is the arrangement position of the phase velocity estimator. FIG. 9 shows an example in which the phase velocity estimator is configured on an αβ fixed coordinate system. The stator current as an input vector signal to the phase velocity estimator and the high-frequency voltage command value as an output vector signal are both vector signals defined on the αβ fixed coordinate system. This configuration means that the high-frequency voltage applying means (high-frequency voltage command device) and the high-frequency current amplitude extracting means (amplitude extractor) are configured on the αβ fixed coordinate system.

図9の位相速度推定器10の内部構成の1例は、図5の構成を採用することができる。位相速度推定器10の内部構成の概要は、γδ準同期座標系上で構成する場合も、αβ固定座標系上で構成する場合も、基本的に変わりはない。As an example of the internal configuration of the phase velocity estimator 10 of FIG. 9, the configuration of FIG. 5 can be adopted. The outline of the internal configuration of the phase velocity estimator 10 is basically the same whether it is configured on the γδ quasi-synchronous coordinate system or on the αβ fixed coordinate system.

位相速度推定器10がαβ固定座標系上で構成されていることより明白なように、これに含まれる高周波電圧指令器10−1は、αβ固定座標系上で構成されることになる。αβ固定座標系上での高周波電圧指令器の構成方法は、γδ準同期座標系上の構成法と基本的に同一である。As is clear from the fact that the phase velocity estimator 10 is configured on the αβ fixed coordinate system, the high-frequency voltage command device 10-1 included therein is configured on the αβ fixed coordinate system. The configuration method of the high-frequency voltage command device on the αβ fixed coordinate system is basically the same as the configuration method on the γδ quasi-synchronous coordinate system.

位相速度推定器10がαβ固定座標系上で構成されていることより明白なように、これに含まれる振幅抽出器10−2は、αβ固定座標系上で構成されることになる。αβ固定座標系上での振幅抽出器の構成方法は、γδ準同期座標系上の構成法と基本的に同一である。As apparent from the fact that the phase velocity estimator 10 is configured on the αβ fixed coordinate system, the amplitude extractor 10-2 included therein is configured on the αβ fixed coordinate system. The configuration method of the amplitude extractor on the αβ fixed coordinate system is basically the same as the configuration method on the γδ quasi-synchronous coordinate system.

位相速度推定器10がαβ固定座標系上で構成されていることより明白なように、これに含まれる推定値生成器10−3は、αβ固定座標系上で構成されることになる。推定値生成器10−3に関しては、図8のものをそのまま利用することはできない。図9、図5、図6、図7に利用可能な推定値生成器10−3の1例は、図10のように描画される。ただし、正相関信号pcの生成は、(37)式あるいは(38)式に従うものの、Kθ=1の条件を追加することになる。すなわち、Kθ=1を満たす形で正相関信号pcを生成する必要がある。As apparent from the fact that the phase velocity estimator 10 is configured on the αβ fixed coordinate system, the estimated value generator 10-3 included therein is configured on the αβ fixed coordinate system. As for the estimated value generator 10-3, the one shown in FIG. 8 cannot be used as it is. An example of the estimated value generator 10-3 that can be used in FIGS. 9, 5, 6, and 7 is rendered as shown in FIG. However, although the generation of the positive correlation signal pc follows the equation (37) or (38), the condition of Kθ = 1 is added. That is, it is necessary to generate the positive correlation signal pc in a form that satisfies Kθ = 1.

図9、図5、図6、図7に対応した、さらには請求項4に基づき構成された位相同期器の1例は、図10のように構成される。すなわち、図10の位相同期器は、正相関信号と最終位相推定値との偏差信号を生成し、生成した偏差信号を−π/2から+π/2の間でモジュラ処理し、モジュラ処理信号に対して図8と同様な処理(すなわち、(39)式と同様な処理)を施し、最終的な位相推定値と速度推定値を生成している。An example of a phase synchronizer corresponding to FIGS. 9, 5, 6, and 7 and further configured according to claim 4 is configured as shown in FIG. That is, the phase synchronizer in FIG. 10 generates a deviation signal between the positive correlation signal and the final phase estimation value, and modularly processes the generated deviation signal between −π / 2 and + π / 2 to obtain a modular processing signal. On the other hand, processing similar to that shown in FIG. 8 (that is, processing similar to equation (39)) is performed to generate final phase estimation values and velocity estimation values.

αβ固定座標系上で構成された位相速度推定器は、高周波電圧指令値をuvw座標系上で駆動用電圧指令値に重畳する場合にも、一般に、実質的無修正で利用可能である。この場合には、αβ固定座標系上の高周波電圧指令値を2相3相変換器を介してuvw座標系上の高周波電圧指令値に変換し、この上で重畳すればよい。In general, the phase velocity estimator configured on the αβ fixed coordinate system can be used without substantial correction even when the high-frequency voltage command value is superimposed on the drive voltage command value on the uvw coordinate system. In this case, the high-frequency voltage command value on the αβ fixed coordinate system may be converted into the high-frequency voltage command value on the uvw coordinate system via a two-phase / three-phase converter and superimposed on this.

以上、本発明によるデジタル式回転子位相速度推定装置(位相速度推定器)に関し、具体的実施例を9例挙げて、これを詳しく説明した。位相速度推定器の構成法は、上記の9例に限定されるものでなく、本発明に従った紹介例以外の構成が種々存在することを指摘しておく。The digital rotor phase speed estimation apparatus (phase speed estimator) according to the present invention has been described in detail with reference to nine specific embodiments. It should be pointed out that the configuration method of the phase velocity estimator is not limited to the above nine examples, and there are various configurations other than the introduction examples according to the present invention.

デジタル式回転子位相速度推定装置の具体的説明の都合上、駆動用電動機として同期電動機としこれに関連した駆動制御装置を取り上げたが、本発明によるデジタル式回転子位相速度推定装置は、同期電動機に限定されるものでないことを重ねて指摘しておく。駆動用電動機を他の交流電動機とする駆動制御装置におけるデジタル式回転子位相速度推定装置にも、詳述した具体的実施例のものが実質そのまま利用できる。駆動用電動機を同期リラクタンス電動機、誘導電動機とする駆動制御装置と同装置内での回転子位相速度推定装置の一般的配置に関しては、例えば特許文献(新中新二:「交流電動機のベクトル制御方法及び同装置」、特許第4120775号(1902−3−18))等に説明されている。このため、この説明は省略する。For the convenience of specific description of the digital rotor phase speed estimation device, the synchronous motor is used as the driving motor and the drive control device related thereto is taken up. However, the digital rotor phase speed estimation device according to the present invention is a synchronous motor. It is pointed out repeatedly that it is not limited to. The digital rotor phase speed estimation device in the drive control device using another AC motor as the drive motor can be used as it is in the specific embodiment described in detail. Regarding the general arrangement of a drive phase control device and a drive control device in which the drive motor is a synchronous reluctance motor or an induction motor, refer to, for example, Patent Literature (Shinji Shinnaka: “Vector control method of AC motor” And the same device ", Japanese Patent No. 4120775 (1902-3-18)) and the like. Therefore, this description is omitted.

本発明は、交流電動機をセンサレス駆動する応用の中で、特に、ゼロ速度を含む速度領域で高い速応性を備えた位相推定性能を必要とする用途に好適である。The present invention is suitable for applications that require phase estimation performance with high responsiveness in a speed range including zero speed, among applications in which an AC motor is sensorlessly driven.

1 交流電動機(同期電動機)
2 電力変換器
3 離散時間電流検出器
4a 3相2相変換器
4b 2相3相変換器
5a ベクトル回転器
5b ベクトル回転器
6 電流制御器
7 指令変換器
8 速度制御器
9 高周波成分除去フィルタ
10 位相速度推定器
10−1 高周波電圧指令器
10−2 振幅抽出器
10−3 推定値生成器
10−3A 相関信号合成器
10−3B 位相同期器
11 係数器
12 余弦正弦信号発生器
1 AC motor (synchronous motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Power converter 3 Discrete time current detector 4a 3 phase 2 phase converter 4b 2 phase 3 phase converter 5a Vector rotator 5b Vector rotator 6 Current controller 7 Command converter 8 Speed controller 9 High frequency component removal filter 10 Phase velocity estimator 10-1 High frequency voltage command device 10-2 Amplitude extractor 10-3 Estimated value generator 10-3A Correlation signal synthesizer 10-3B Phase synchronizer 11 Coefficient unit 12 Cosine sine signal generator

Claims (4)

駆動周波数より高い周波数の高周波電圧の印加に対し回転子が突極特性を示す交流電動機のための、電力変換器と固定子電流検出器とを用いた周期Tsの固定子電流デジタル制御機能を備えたデジタル式駆動制御装置に使用されるデジタル式回転子位相速度推定装置であって、
kを整数とし、Nhを2以上の正整数とするとき、周期Th=Nh*Ts、位相θh,k−1、基本高周波数ωh=±2π/Thをもつ高周波電圧v1h,k−1を、時刻t=(k−1)*Tsとt=k*Tsとの間に印加する高周波電圧印加手段と、
補正位相θiを次式とするとき、
Figure 0006492320
時刻t=k*Tsに離散時間的に検出された固定子電流i1,kに対して、あるいは固定子電流i1,kから抽出された高周波電流i1h,kに対して、位相((θh,k−1)+(θi))あるいはこの近似位相をもつ高周波信号を用いた処理を施して、高周波電流の振幅を抽出する高周波電流振幅抽出手段と、
抽出された高周波電流振幅を少なくとも用いて、回転子位相の推定値あるいは回転子位相と基本的に微積分関係にある回転子速度の推定値の少なくとも何れかの推定値を、周期Tsごとに生成する回転子位相速度推定値生成手段と、
を備えることを特徴とするデジタル式回転子位相速度推定装置。
A stator current digital control function with a period Ts using a power converter and a stator current detector is provided for an AC motor whose rotor exhibits salient pole characteristics when a high frequency voltage having a frequency higher than the drive frequency is applied. A digital rotor phase speed estimation device used in a digital drive control device,
When k is an integer and Nh is a positive integer of 2 or more, high-frequency voltages v1h and k-1 having a period Th = Nh * Ts, a phase θh, k−1, and a basic high frequency ωh = ± 2π / Th are obtained. High-frequency voltage applying means for applying between time t = (k−1) * Ts and t = k * Ts;
When the correction phase θi is expressed as
Figure 0006492320
The phase ((θh, k) with respect to the stator current i1, k detected discretely at time t = k * Ts or with respect to the high-frequency current i1h, k extracted from the stator current i1, k. -1) + (θi)) or high frequency current amplitude extracting means for extracting the amplitude of the high frequency current by performing processing using a high frequency signal having this approximate phase;
Using at least the extracted high-frequency current amplitude, at least one of an estimated value of the rotor phase or an estimated value of the rotor speed basically having a calculus relationship with the rotor phase is generated for each period Ts. A rotor phase speed estimation value generating means;
A digital rotor phase speed estimation apparatus comprising:
回転子位相に位相偏差ゼロで同期を目指したγ軸とこれに直交したδ軸とで構成されるγδ準同期座標系上で、高周波電圧を印加するようにして該高周波電圧印加手段を構成したことを特徴とする請求項1記載のデジタル式回転子位相速度推定装置。The high-frequency voltage applying means is configured to apply a high-frequency voltage on a γδ quasi-synchronous coordinate system composed of a γ-axis aimed at synchronization with a rotor phase with zero phase deviation and a δ-axis orthogonal thereto. The digital rotor phase speed estimation apparatus according to claim 1. 回転子位相に位相偏差ゼロで同期を目指したγ軸とこれに直交したδ軸とで構成されるγδ準同期座標系上の固定子電流あるいは高周波電流を処理するようにして、該高周波電流振幅抽出手段を構成したことを特徴とする請求項1記載のデジタル式回転子位相速度推定装置。A stator current or a high-frequency current on a γδ quasi-synchronous coordinate system composed of a γ-axis aimed at synchronization with a rotor phase with zero phase deviation and a δ-axis orthogonal thereto is processed, and the high-frequency current amplitude 2. The digital rotor phase velocity estimation apparatus according to claim 1, wherein the extraction means is configured. 位相同期ループを構成するようにして、該回転子位相速度推定値生成手段を構成したことを特徴とする請求項1記載のデジタル式回転子位相速度推定装置。2. The digital rotor phase speed estimation apparatus according to claim 1, wherein the rotor phase speed estimation value generating means is configured to constitute a phase locked loop.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102509725B1 (en) * 2018-02-28 2023-03-13 엘지전자 주식회사 Motor drive apparatus
JP7196469B2 (en) * 2018-08-29 2022-12-27 富士電機株式会社 Controller for synchronous reluctance motor
JP6640317B1 (en) * 2018-12-13 2020-02-05 愛知電機株式会社 Self-excited reactive power compensator
CN111817636B (en) * 2020-06-03 2022-04-08 浙江工业大学 Permanent magnet synchronous motor position estimation method adopting high-frequency sinusoidal voltage injection with continuously-changing frequency
CN112468051B (en) * 2020-11-13 2022-06-03 中国人民解放军海军工程大学 Multiphase permanent magnet motor high-frequency vibration rapid analysis method and suppression strategy thereof
JP7520747B2 (en) 2021-02-26 2024-07-23 東芝インフラシステムズ株式会社 Inverter control device and method for manufacturing the same
WO2023152819A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-17 三菱電機株式会社 Rotating machine control device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5145850B2 (en) * 2007-10-09 2013-02-20 株式会社デンソー Rotating machine control device
CN102844979B (en) * 2010-04-17 2016-01-20 日本电产株式会社 The rotor phase speed estimating device of alternating current motor
JP5761243B2 (en) * 2013-03-29 2015-08-12 株式会社安川電機 Motor control device and magnetic pole position estimation method

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