JP6497106B2 - Multi-winding rotating machine control device - Google Patents

Multi-winding rotating machine control device

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JP6497106B2 JP2015026654A JP2015026654A JP6497106B2 JP 6497106 B2 JP6497106 B2 JP 6497106B2 JP 2015026654 A JP2015026654 A JP 2015026654A JP 2015026654 A JP2015026654 A JP 2015026654A JP 6497106 B2 JP6497106 B2 JP 6497106B2
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Description

本発明は、多重巻線回転機の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a multiple winding rotating machine.

従来、複数の巻線群を有する多重巻線回転機の制御装置において、複数の巻線群の間の磁気結合による干渉電圧を補償するように、非干渉制御演算を行うものが知られている。例えば、特許文献1に開示された制御装置は、電流の微分値に比例した干渉電圧、及び、回転機の角速度に比例した干渉電圧を補償した指令電圧を出力するように非干渉制御演算を行う非干渉化部を有している。   Conventionally, in a control device for a multi-winding rotary machine having a plurality of winding groups, a device that performs non-interference control calculation so as to compensate for interference voltage due to magnetic coupling between the plurality of winding groups is known. . For example, the control device disclosed in Patent Document 1 performs a non-interference control calculation so as to output a command voltage that compensates for an interference voltage proportional to the differential value of the current and an interference voltage proportional to the angular velocity of the rotating machine. It has a non-interacting part.

特開2014−138494号公報JP 2014-138494 A

特許文献1の制御装置の非干渉化部は、詳細なモータ逆モデルに基づいて非干渉制御演算を実行している。そのため、A系統及びB系統の2つの巻線群を有する2重巻線回転機システムでの非干渉制御演算において、例えばA系統のd軸指令電圧を演算するために、A系統のd軸電流及びq軸電流、B系統のd軸電流及びq軸電流の全てを用いて演算を行う必要がある。A系統のq軸指令電圧、B系統のd軸及びq軸指令電圧についても同様の演算が必要である。このように、従来技術の非干渉化部は、制御構成が複雑であるため、演算負荷が増大する。また、制御パラメータの増加により適合工数が増大するという問題がある。   The non-interacting unit of the control device of Patent Document 1 executes non-interference control calculation based on a detailed motor inverse model. Therefore, in the non-interference control calculation in the double winding rotating machine system having two winding groups of the A system and the B system, for example, in order to calculate the d axis command voltage of the A system, the d axis current of the A system It is necessary to perform calculation using all of the q-axis current, the B-axis d-axis current, and the q-axis current. Similar calculations are required for the q-axis command voltage of the A system and the d-axis and q-axis command voltages of the B system. As described above, the decoupling unit according to the related art has a complicated control configuration, so that the calculation load increases. In addition, there is a problem that the number of man-hours for adaptation increases due to an increase in control parameters.

ところで、複数の巻線群の電気的仕様が互いに同等であることを前提とすると、各巻線群に流れる電流は実質的に同一であるとみなすことができる。したがって、特許文献1の非干渉化部の制御構成には、実質的に重複する演算を省略する余地があると考えられる。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、非干渉化部の制御構成を簡素化し、演算負荷を低減する多重巻線回転機の制御装置を提供することにある。
By the way, assuming that the electrical specifications of a plurality of winding groups are equivalent to each other, the currents flowing through the winding groups can be regarded as substantially the same. Therefore, it can be considered that the control configuration of the non-interacting unit of Patent Document 1 has room for omitting substantially overlapping calculations.
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a control device for a multi-winding rotating machine that simplifies the control configuration of the non-interacting unit and reduces the calculation load. is there.

本発明は、電気的仕様が互いに同等である複数の巻線群を有する多重巻線回転機と、複数の巻線群毎に設けられ、電源の電力を変換して複数の巻線群に供給する複数の電力変換器と、複数の巻線群に流れる電流を検出する電流検出器とを備える多重巻線回転機システムに適用される多重巻線回転機の制御装置に係る発明である。   The present invention provides a multi-winding rotating machine having a plurality of winding groups having electrical specifications equivalent to each other, and is provided for each of the plurality of winding groups, and converts the power of the power source to supply the plurality of winding groups. The present invention relates to a control device for a multi-winding rotating machine that is applied to a multi-winding rotating machine system that includes a plurality of power converters and a current detector that detects current flowing in a plurality of winding groups.

この多重巻線回転機の制御装置は、複数の電流制御器と、非干渉化部と、複数の操作部とを有する。ここで、「対応する巻線群と電力変換器との組」を「系統」という。
複数の電流制御器は、系統毎に指令される指令電流、及び、電流検出器からのフィードバック電流に基づき、系統毎に制御器後指令電流を演算する。
The control device for a multi-winding rotating machine includes a plurality of current controllers, a non-interacting unit, and a plurality of operation units. Here, “a set of corresponding winding group and power converter” is referred to as “system”.
The plurality of current controllers calculate a post-controller command current for each system based on the command current commanded for each system and the feedback current from the current detector.

非干渉化部は、入力された制御器後指令電流に対し、自系統のモータ逆モデル項、及び、磁気結合による干渉電圧を補償するように算出される非干渉制御項を用いて非干渉制御演算を行い、非干渉化した指令電圧を系統毎に出力する。
複数の操作部は、非干渉部が出力した指令電圧に基づき、複数の巻線群に電圧を印加すべく複数の電力変換器を操作する。
非干渉化部は、制御器後指令電流に対して演算される複数の非干渉制御項のうち少なくとも一部を「統合」し、又は、非干渉制御演算の結果の少なくとも一部を「共用」するものである。
The non-interacting unit uses the non-interference control term calculated to compensate for the motor inverse model term of its own system and the interference voltage due to magnetic coupling for the input post-controller command current. The calculation is performed, and the non-interfering command voltage is output for each system.
The plurality of operation units operate the plurality of power converters to apply a voltage to the plurality of winding groups based on the command voltage output from the non-interference unit.
The non-interference unit “integrates” at least a part of a plurality of non-interference control terms calculated for the controller post-command current, or “shared” at least a part of the result of the non-interference control calculation. To do .

ここで、ベクトル制御の回転座標系におけるd軸及びq軸の制御器後指令電流について、注目する一方の軸を「注目軸」とし、他方の軸を「相手軸」とする。
本発明の一態様において、非干渉化部は、自系統の注目軸の制御器後指令電流に係る逆モデル項に、他系統の注目軸の制御器後指令電流に係る相互インダクタンス及び電流微分値を含む非干渉制御項を「統合」する。
また、自系統の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度及び自己インダクタンスを含む非干渉制御項と、他系統の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度及び相互インダクタンスを含む非干渉制御項とを「統合」する。
Here, with respect to the d-axis and q-axis post-controller command currents in the vector-controlled rotating coordinate system, one axis of interest is set as the “target axis”, and the other axis is set as the “mating axis”.
In one aspect of the present invention, the non-interacting unit includes a mutual inductance and a current differential value related to the post-controller command current of the other axis of interest in the inverse model term relating to the post-controller command current of the current axis of interest. “Integrate” non-interfering control terms including.
In addition, the non-interference control term including the angular velocity and the self-inductance related to the post-controller command current of the counterpart shaft of the own system, and the non-interference control term including the angular velocity and the mutual inductance related to the post-controller command current of the counterpart shaft of the other system. Are "integrated".

また、本発明の別の態様において、非干渉化部は、一部の系統において非干渉制御演算を行い、当該一部の系統における非干渉制御演算の算出値を残りの系統の演算に「共用」する。   Further, in another aspect of the present invention, the non-interacting unit performs non-interference control calculation in a part of the system, and the calculation value of the non-interference control calculation in the part of the system is “shared” "

本発明では、非干渉化部に入力される両系統の制御器後指令電流が実質的に同じ値であるとみなし、非干渉化部は、複数の非干渉制御項のうち少なくとも一部を「統合」し、又は、非干渉制御演算の結果の少なくとも一部を「共用」する。
こうして、実質的に重複する演算を省略することにより、詳細なモータ逆モデルに基づいて非干渉制御演算を実行する従来技術に対し、非干渉制御演算の制御構成を簡素化し、演算負荷を低減することができる。例えば、同性能のマイコンを用いたときの演算時間を従来技術に比べて短縮することができる。
In the present invention, the post-controller command currents of both systems input to the non-interacting unit are regarded as substantially the same value, and the non-interacting unit determines at least some of the plurality of non-interfering control terms as `` “Integrate” or “share” at least some of the results of the non-interfering control operations.
Thus, by omitting substantially overlapping calculations, the control configuration of the non-interference control calculation is simplified and the calculation load is reduced as compared to the conventional technique that executes the non-interference control calculation based on the detailed motor inverse model. be able to. For example, the calculation time when using a microcomputer with the same performance can be shortened as compared with the prior art.

本発明の各実施形態による多重巻線回転機システムの全体構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole block diagram of the multiple winding rotary machine system by each embodiment of this invention. (a)2重巻線回転機(ISG)の模式図。(b)2重巻線回転機(ISG)のステータの部分断面図。(A) The schematic diagram of a double winding rotary machine (ISG). (B) The fragmentary sectional view of the stator of a double winding rotating machine (ISG). 本発明の各実施形態による制御装置のブロック図。The block diagram of the control apparatus by each embodiment of this invention. 電圧方程式に基づくモータモデルの図。The figure of the motor model based on a voltage equation. 比較例(非干渉制御なし)の電圧演算部のブロック図。The block diagram of the voltage calculating part of a comparative example (no non-interference control). 従来技術の非干渉化部のブロック図。The block diagram of the non-interference part of a prior art. 本発明の第1実施形態による非干渉化部のブロック図。The block diagram of the non-interference part by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による非干渉化部のブロック図。The block diagram of the non-interference part by 2nd Embodiment of this invention. 比較例(非干渉制御なし)の(a)閉ループ特性図、(b)開ループ特性図。(A) Closed loop characteristic diagram of comparative example (without non-interference control), (b) Open loop characteristic diagram. 従来技術の(a)閉ループ特性図、(b)開ループ特性図。(A) Closed loop characteristic diagram of prior art, (b) Open loop characteristic diagram. 本発明の第1実施形態の(a)閉ループ特性図、(b)開ループ特性図。The (a) closed loop characteristic figure of the 1st embodiment of the present invention, and (b) the open loop characteristic figure. 本発明の第2実施形態の(a)閉ループ特性図、(b)開ループ特性図。The (a) closed-loop characteristic figure of the 2nd Embodiment of this invention, (b) The open-loop characteristic figure. 比較例(非干渉制御なし)の(a)低速、(b)中速、(c)高速のときのステップ応答特性図。The step response characteristic figure at the time of (a) low speed, (b) medium speed, (c) high speed of a comparative example (no non-interference control). 従来技術の(a)低速、(b)中速、(c)高速のときのステップ応答特性図。The step response characteristic figure at the time of (a) low speed, (b) medium speed, and (c) high speed of a prior art. 本発明の第1実施形態の(a)低速、(b)中速、(c)高速のときのステップ応答特性図。FIG. 4 is a step response characteristic diagram of (a) low speed, (b) medium speed, and (c) high speed in the first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態の(a)低速、(b)中速、(c)高速のときのステップ応答特性図。The step response characteristic figure at the time of (a) low speed, (b) medium speed, and (c) high speed of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態による非干渉化部のブロック図。The block diagram of the non-interacting part by 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態による非干渉化部のブロック図。The block diagram of the non-interacting part by 4th Embodiment of this invention.

以下、本発明の複数の実施形態による多重巻線回転機の制御装置を図面に基づいて説明する。
最初に、各実施形態に共通する多重巻線回転機システムの全体構成について図1〜図3を参照して説明する。この多重巻線回転機システムは、駆動力源としてエンジンを備える車両に適用される。図1に示すように、多重巻線回転機システム100は、多重巻線回転機としてスータ及びオルタネータの機能を統合したISG(Integrated Starter Generator)10、2系統の「電力変換器」としてのインバータ61、62、及び、制御装置30等を含む。
Hereinafter, control devices for a multi-winding rotating machine according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Initially, the whole structure of the multiple winding rotary machine system common to each embodiment is demonstrated with reference to FIGS. This multi-winding rotating machine system is applied to a vehicle including an engine as a driving force source. As shown in FIG. 1, multiple winding rotary machine system 100 integrates the functions of the scan te motor and the alternator as a multiple winding rotating machine ISG (Integrated Starter Generator) 10,2 strains as a "power converter" Inverters 61 and 62, and the control device 30.

図2(a)に示すように、ISG10のステータ14は、電気的仕様が互いに同等である2つの三相巻線群150、160を備えている。三相巻線群150は、インバータ61から通電される各相巻線15がY結線されており、三相巻線群160は、インバータ62から通電される各相巻線16がY結線されている。すなわち、本実施形態のISG10は「2重巻線回転機」である。
また、対応する巻線群と電力変換器との組を系統という。本実施形態のシステムは、巻線群150及びインバータ61によって構成されるA系統と、巻線群160及びインバータ62によって構成されるB系統との2系統を含む。図2(b)に示すように、A系統巻線15とB系統巻線16とは、ステータ14の周方向に交互に配置されている。
As shown in FIG. 2A, the stator 14 of the ISG 10 includes two three-phase winding groups 150 and 160 having the same electrical specifications. In the three-phase winding group 150, each phase winding 15 energized from the inverter 61 is Y-connected, and in the three-phase winding group 160, each phase winding 16 energized from the inverter 62 is Y-connected. Yes. That is, the ISG 10 of the present embodiment is a “double winding rotating machine”.
A set of a corresponding winding group and power converter is called a system. The system of the present embodiment includes two systems, that is, a system A configured by the winding group 150 and the inverter 61 and a system B configured by the winding group 160 and the inverter 62. As shown in FIG. 2B, the A system windings 15 and the B system windings 16 are alternately arranged in the circumferential direction of the stator 14.

A系統インバータ61及びB系統インバータ62は、それぞれ、ブリッジ接続された三相の上下アームのスイッチング素子611〜616、621〜626により構成される。スイッチング素子としては、例えばIGBT等が用いられる。
2系統のインバータ61、62は、「電源」としてのバッテリ18に対し並列に接続されている。なお、他の実施形態では、バッテリ18とインバータ61、62との間に昇圧コンバータが設けられてもよい。
The A-system inverter 61 and the B-system inverter 62 are respectively configured by three-phase upper and lower arm switching elements 611 to 616 and 621 to 626 that are bridge-connected. As the switching element, for example, an IGBT or the like is used.
The two inverters 61 and 62 are connected in parallel to the battery 18 as a “power source”. In other embodiments, a boost converter may be provided between the battery 18 and the inverters 61 and 62.

以下、電流、電圧等の記号末尾の添え字「A」、「B」は、それぞれA系統及びB系統の値であることを示す。
インバータ61、62は、制御装置30から出力される操作信号PWMA、PWMBに基づいて各スイッチング素子611〜616、621〜626がスイッチング動作する。そして、A系統インバータ61は、バッテリ18の直流電力を三相電圧VuA、VvA、VwAの交流電力に変換し、B系統インバータ62は、バッテリ18の直流電力を三相電圧VuB、VvB、VwBの交流電力に変換してISG10に供給する。
Hereinafter, suffixes “A” and “B” at the end of symbols such as current and voltage indicate values of the A system and the B system, respectively.
In the inverters 61 and 62, the switching elements 611 to 616 and 621 to 626 perform switching operations based on the operation signals PWM A and PWM B output from the control device 30. The A system inverter 61 converts the DC power of the battery 18 into AC power of the three-phase voltages Vu A , Vv A , and Vw A , and the B system inverter 62 converts the DC power of the battery 18 to the three-phase voltage Vu B , It is converted into AC power of Vv B and Vw B and supplied to the ISG 10.

A系統インバータ61からISG10へ接続される電力線には、V相電流IvA、W相電流IwAを検出する電流センサ64、65が設けられており、B系統インバータ62からISG10へ接続される電力線には、V相電流IvB、W相電流IwBを検出する電流センサ67、68が設けられている。電流センサ64、65、67、68は、「電流検出器」に相当する。
本実施形態では、各系統のU相電流IuA、IuBをキルヒホッフの法則に基づいて推定する。なお、他の実施形態では、どの二相の電流を検出してもよく、三相の電流を検出してもよい。或いは、一相の電流検出値に基づいて他の二相の電流を推定する技術を採用してもよい。
The power line connected from the A-system inverter 61 to the ISG 10 is provided with current sensors 64 and 65 for detecting the V-phase current Iv A and the W-phase current Iw A. The power line connected from the B-system inverter 62 to the ISG 10 Are provided with current sensors 67 and 68 for detecting the V-phase current Iv B and the W-phase current Iw B. The current sensors 64, 65, 67, and 68 correspond to “current detectors”.
In this embodiment, the U-phase currents Iu A and Iu B of each system are estimated based on Kirchhoff's law. In other embodiments, any two-phase current may be detected, and a three-phase current may be detected. Or you may employ | adopt the technique which estimates the other two-phase electric current based on the electric current detection value of one phase.

ISG10の回転角は、回転角センサ22によって検出される。
電流センサ64、65、67、68が検出した相電流IvA、IwA、IvB、IwB、及び、回転角センサ22が検出した所定の位相差(例えば30[deg])を有する電気角θA、θBは、制御装置30に入力される。また、制御装置30には、図示しない車両制御回路から、ISG10に対する指令トルクtrq*が入力される。
また、ISG10のステータ14の近傍には、インダクタンスLfの界磁巻線71を有し、界磁電流Ifが流れる界磁回路70が設けられている。
The rotation angle of the ISG 10 is detected by the rotation angle sensor 22.
Electrical current having phase currents Iv A , Iw A , Iv B , Iw B detected by the current sensors 64, 65, 67, 68 and a predetermined phase difference (for example, 30 [deg]) detected by the rotation angle sensor 22. θ A and θ B are input to the control device 30. In addition, a command torque trq * for the ISG 10 is input to the control device 30 from a vehicle control circuit (not shown).
Further, in the vicinity of the stator 14 of the ISG 10, there is provided a field circuit 70 having a field winding 71 having an inductance Lf through which a field current If flows.

続いて、図3を参照し、制御装置30の構成について説明する。「非干渉化部」については、後述する第1〜第4実施形態に応じて符号を41〜44というように変える。この部分の説明では、代表として第1実施形態の符号41を用いる。
制御装置30は、3相2相変換部31、32、指令電流演算部33、電流制御器35〜38、角速度算出部39、非干渉化部41、2相3相変換部51、52、及び、PWM信号生成部53、54を有している。非干渉化部41を除いては、基本的に周知のベクトル制御による電流フィードバック制御の構成に準ずる。PWM信号生成部53、54は、特許請求の範囲に記載の「操作部」に相当する。
Next, the configuration of the control device 30 will be described with reference to FIG. For the “non-interacting unit”, the reference numerals are changed to 41 to 44 in accordance with first to fourth embodiments described later. In the description of this part, reference numeral 41 of the first embodiment is used as a representative.
The control device 30 includes three-phase / two-phase converters 31, 32, a command current calculator 33, current controllers 35-38, an angular velocity calculator 39, a non-interacting unit 41, a two-phase / three-phase converter 51, 52, and PWM signal generation units 53 and 54 are provided. Except for the non-interacting unit 41, the configuration basically conforms to the well-known current feedback control based on vector control. The PWM signal generation units 53 and 54 correspond to an “operation unit” described in the claims.

3相2相変換部31は、回転角センサ22が検出した電気角θAに基づき、電流センサ64、65が検出したA系統の相電流IvA、IwAをdq軸電流IdA、IqAにdq変換する。同様に、3相2相変換部32は、電気角θBに基づき、電流センサ67、68が検出したB系統の相電流IvB、IwBをdq軸電流IdB、IqBにdq変換する。
指令電流演算部33は、指令トルクtrq*に基づき、マップや数式等を用いて各系統のdq軸指令電流IdA *、IqA *、IdB *、IqB *を演算する。
The three-phase / two-phase converter 31 converts the phase currents Iv A and Iw A of the A system detected by the current sensors 64 and 65 into the dq-axis currents Id A and Iq A based on the electrical angle θ A detected by the rotation angle sensor 22. To dq. Similarly, the three-phase / two-phase conversion unit 32 performs dq conversion on the B-system phase currents Iv B and Iw B detected by the current sensors 67 and 68 into dq-axis currents Id B and Iq B based on the electrical angle θ B. .
The command current calculation unit 33 calculates the dq axis command currents Id A * , Iq A * , Id B * , and Iq B * of each system using a map, a mathematical formula, and the like based on the command torque trq * .

電流制御器35、36、37、38は、各系統dq軸毎に、指令電流演算部33が出力した指令電流IdA *、IqA *、IdB *、IqB *とフィードバック電流IdA、IqA、IdB、IqBとの偏差ΔIdA、ΔIqA、ΔIdB、ΔIqBに基づき、PI制御演算等によって制御器後指令電流IdA **、IqA **、IdB **、IqB **を演算する。
なお、電流制御器35〜38の伝達関数は、周波数特性の狙い周波数をωccとすると、「ωcc/s」と表される。
角速度算出部39は、電気角θA又はθBを時間微分して電気角速度ωを算出し、非干渉化部41に出力する。以下、「電気角速度ω」を適宜「角速度ω」と省略する。
The current controllers 35, 36, 37, and 38 are provided with command currents Id A * , Iq A * , Id B * , Iq B * and feedback currents Id A output from the command current calculation unit 33 for each system dq axis. Based on the deviations ΔId A , ΔIq A , ΔId B , ΔIq B from Iq A , Id B , Iq B , post-controller command currents Id A ** , Iq A ** , Id B ** , Iq B ** is calculated.
The transfer function of the current controllers 35 to 38 is expressed as “ω cc / s” where the target frequency of the frequency characteristic is ω cc .
The angular velocity calculator 39 calculates the electrical angular velocity ω by differentiating the electrical angle θ A or θ B with respect to time, and outputs the electrical angular velocity ω to the non-interacting unit 41. Hereinafter, “electrical angular velocity ω” is appropriately abbreviated as “angular velocity ω”.

非干渉化部41は、電流制御器35、36、37、38から入力された制御器後指令電流IdA **、IqA **、IdB **、IqB **に基づき、各系統のdq軸指令電圧VdA *、VqA *、VdB *、VqB *を演算する。非干渉化部41の詳細構成については後述する。
2相3相変換部51は、電気角θAに基づき、A系統dq軸指令電圧VdA *、VqA *を三相指令電圧VuA *、VvA *、VwA *に変換する。同様に、2相3相変換部52は、電気角θBに基づき、B系統dq軸指令電圧VdB *、VqB *を三相指令電圧VuB *、VvB *、VwB *に変換する。
The non-interacting unit 41 is connected to each system based on the post-controller command currents Id A ** , Iq A ** , Id B ** , Iq B ** input from the current controllers 35, 36, 37, 38. Dq-axis command voltages Vd A * , Vq A * , Vd B * , and Vq B * are calculated. A detailed configuration of the non-interacting unit 41 will be described later.
The two-phase three-phase conversion unit 51 converts the A system dq axis command voltages Vd A * and Vq A * into three-phase command voltages Vu A * , Vv A * , and Vw A * based on the electrical angle θ A. Similarly, the two-phase / three-phase converter 52 converts the B system dq-axis command voltages Vd B * and Vq B * into three-phase command voltages Vu B * , Vv B * , and Vw B * based on the electrical angle θ B. To do.

各系統のPWM信号生成部53、54は、三相指令電圧から算出されるデューティ信号と搬送波との比較に基づき、インバータ61、62を操作するための操作信号PWMA、PWMBを生成する。ここで、操作信号PWMA、PWMBは、三相上下アームのスイッチング素子611〜616、621〜626に対するスイッチング信号UU、VU、WU、UL、VL、WLを包括する。
操作信号PWMA、PWMBに基づいてインバータ61、62が動作し、2系統の巻線群150、160に所望の交流電圧VuA、VvA、VwA、VuB、VvB、VwBを印加することにより、ISG10は、指令トルクtrq*に応じたトルクを出力するように駆動が制御される。
The PWM signal generation units 53 and 54 of each system generate operation signals PWM A and PWM B for operating the inverters 61 and 62 based on the comparison between the duty signal calculated from the three-phase command voltage and the carrier wave. Here, the operation signals PWM A and PWM B include switching signals UU, VU, WU, UL, VL, and WL for the switching elements 611 to 616 and 621 to 626 of the three-phase upper and lower arms.
The inverters 61 and 62 operate based on the operation signals PWM A and PWM B , and desired AC voltages Vu A , Vv A , Vw A , Vu B , Vv B , and Vw B are applied to the two winding groups 150 and 160. When applied, the drive of the ISG 10 is controlled so as to output a torque corresponding to the command torque trq * .

次に、2重巻線回転機であるISG10におけるdq軸間及び系統間の磁気結合による相互干渉について説明する。電気的性能が互いに同等であるA系統巻線群150及びB系統巻線群160からなる2重巻線回転機の電圧方程式は、2つの巻線群の間の磁気結合を考慮した数式1で表される。   Next, mutual interference due to magnetic coupling between dq axes and between systems in the ISG 10 that is a double winding rotating machine will be described. The voltage equation of the double-winding rotating machine including the A-system winding group 150 and the B-system winding group 160 having the same electrical performance is expressed by Equation 1 in consideration of the magnetic coupling between the two winding groups. expressed.

Figure 0006497106
Figure 0006497106

未出の記号は以下の通りであり、添え字「A」、「B」は、それぞれA系統及びB系統の値であることを示す。
R:電機子抵抗(A系統巻線群の電機子抵抗RA=B系統巻線群の電機子抵抗RB
s:微分演算子
Ld、Lq:d軸自己インダクタンス、q軸自己インダクタンス
Md、Mq:d軸相互インダクタンス、q軸相互インダクタンス
The symbols that have not yet appeared are as follows, and the subscripts “A” and “B” indicate values of the A system and the B system, respectively.
R: Armature resistance (armature resistance R A of the A system winding group R A = armature resistance R B of the B system winding group)
s: differential operator Ld, Lq: d-axis self-inductance, q-axis self-inductance Md, Mq: d-axis mutual inductance, q-axis mutual inductance

数式1を整理すると、数式2が得られる。

Figure 0006497106
When formula 1 is rearranged, formula 2 is obtained.
Figure 0006497106

数式2を、各系統のdq軸電流Id、Iqについて展開すると数式3が得られる。

Figure 0006497106
When Expression 2 is expanded for dq-axis currents Id and Iq of each system, Expression 3 is obtained.
Figure 0006497106

数式3においてdq軸電圧Vd、Vqをdq軸指令電圧Vd*、Vq*とし、2重巻線回転機における入出力を図式化したものが図4のモータモデルである。
ここで、「自系統」と「他系統」、及び、「注目軸」と「相手軸」の用語を定義する。例えばA系統について言及するとき、A系統自身を「自系統」といい、B系統を「他系統」という。また、例えばd軸の電流又は電圧について言及するとき、d軸を「注目軸」といい、q軸を「相手軸」という。
The motor model in FIG. 4 is a diagram in which the input / output in the double winding rotating machine is represented by using dq axis voltages Vd and Vq as dq axis command voltages Vd * and Vq * in Equation 3.
Here, the terms “own system” and “other system”, and “target axis” and “partner axis” are defined. For example, when referring to the A system, the A system itself is referred to as “own system” and the B system is referred to as “other system”. For example, when referring to the d-axis current or voltage, the d-axis is referred to as the “target axis” and the q-axis is referred to as the “mating axis”.

図4に示すように、例えばA系統d軸電流IdAは、基本的には、自系統注目軸の指令電圧VdA *に対し、自己インダクタンスLdA、微分値s、抵抗Rに基づくインピーダンス項「LdAs+R」で除算される。これに加え干渉を考慮すると、入力側で、他系統注目軸であるB系統d軸電流IdBに「Mds」を乗算した値、自系統相手軸であるA系統q軸電流IqAに「ωLqA」を乗算した値、及び、他系統相手軸であるB系統q軸電流IqBに「ωMq」を乗算した値が加減算される。また、q軸電流IqA、IqBについては、界磁電流Ifによる逆起電圧項「ωLfIf」がさらに減算される。 As shown in FIG. 4, for example, the A-system d-axis current Id A is basically an impedance term based on the self-inductance Ld A , the differential value s, and the resistance R with respect to the command voltage Vd A * of the own system attention axis. Divide by “Ld A s + R”. In addition to this, in consideration of interference, on the input side, a value obtained by multiplying the B system d-axis current Id B , which is the other system attention axis, by “Mds”, and the A system q-axis current Iq A , which is the own system counterpart axis, is set to “ωLq. A value multiplied by “ A ” and a value obtained by multiplying the B system q-axis current Iq B which is the other system counterpart axis by “ωMq” are added and subtracted. For the q-axis currents Iq A and Iq B , the counter electromotive voltage term “ωLfIf” due to the field current If is further subtracted.

このように2重巻線回転機では、軸間干渉及び系統間干渉が発生する。以下、モータモデルにおける上記「Mds」、「ωLqA」、「ωMq」に相当するインピーダンス次元の各伝達関数を干渉項という。
従来、軸間干渉及び系統間干渉を補償するように、モータに入力される電圧を非干渉化する技術が特開2003−153585号公報や特開2014−138494号公報(特許文献1)等に開示されている。例えば特許文献1の技術では、電流制御器が出力した制御器後指令電流を「非干渉化部」に入力し、非干渉制御演算を実行する。
なお、特許文献1に記載の「k×Ld」、「k×Lq」は、本明細書での相互インダクタンス「Md」、「Mq」に相当する。
Thus, in the double winding rotating machine, inter-axis interference and inter-system interference occur. Hereinafter, each transfer function of an impedance dimension corresponding to the above “Mds”, “ωLq A ”, and “ωMq” in the motor model is referred to as an interference term.
Conventionally, techniques for decoupling the voltage input to the motor to compensate for inter-axis interference and inter-system interference are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2003-153585 and 2014-138494 (Patent Document 1). It is disclosed. For example, in the technique of Patent Document 1, the post-controller command current output from the current controller is input to the “non-interference unit”, and non-interference control calculation is executed.
Note that “k × Ld” and “k × Lq” described in Patent Document 1 correspond to mutual inductances “Md” and “Mq” in this specification.

本実施形態の制御装置30は、特許文献1の技術に準じ、非干渉化部41を備える。
ところで非干渉化部41では、干渉電圧を補償するため、干渉項に対応する「非干渉制御項」を自系統注目軸以外の制御器後指令電流に乗ずる演算と共に、自系統注目軸の制御器後指令電流に、モータ逆モデル項であるインピーダンス項「Lds+R」又は「Lqs+R」を乗ずる演算も行う。この逆モデル項の演算は、自系統注目軸自身における電流から電圧への変換演算であって、非干渉化のための演算ではない。
ただし、同一の処理部内での処理であるため、本明細書では説明の便宜上、逆モデル項の演算、及び、q軸電圧において逆起電圧項を加算する演算を含めて「非干渉制御演算」といい、非干渉制御演算を実行する処理部を「非干渉化部」ということにする。
The control device 30 according to the present embodiment includes a non-interacting unit 41 according to the technique of Patent Document 1.
By the way, in the non-interacting unit 41, in order to compensate for the interference voltage, the controller for the own system attention axis is calculated together with the operation of multiplying the “non-interference control term” corresponding to the interference term by the post-controller command current other than the own system attention axis. The post-command current is also multiplied by an impedance term “Lds + R” or “Lqs + R” which is a motor inverse model term. The calculation of the inverse model term is a conversion calculation from current to voltage in the own system attention axis itself, and is not a calculation for decoupling.
However, since the processing is performed in the same processing unit, in this specification, for convenience of explanation, the “non-interference control calculation” including the calculation of the inverse model term and the calculation of adding the counter electromotive voltage term in the q-axis voltage is included. The processing unit that executes the non-interference control calculation is referred to as a “non-interference unit”.

次に、本実施形態の非干渉化部41の説明に移る前に、「非干渉制御をしない比較例」及び「特許文献1に基づく従来技術」における対応部分の構成について、図5及び図6を参照して説明する。この比較例及び従来技術は、後で本実施形態の特性評価を説明するとき対比の対象とする。   Next, before moving on to the description of the non-interacting unit 41 of the present embodiment, the configuration of corresponding parts in the “comparative example without non-interference control” and the “prior art based on Patent Document 1” will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG. This comparative example and the prior art are to be compared when the characteristic evaluation of this embodiment is described later.

(比較例)
非干渉制御をしない比較例のモータ逆モデルを図5に示す。比較例では、本実施形態の非干渉化部41に対応する処理部を単に「電圧演算部40」という。この電圧演算部40は、軸間干渉及び系統間干渉が無いものと仮定してdq軸指令電圧を演算する。具体的には、入力される制御器後指令電流に対し、逆モデル項「Lds+R」、「Lqs+R」の乗算のみを行い、dq軸指令電圧VdA *、VqA *、VdB *、VqB *を出力する。
電圧演算部40から出力された指令電圧VdA *、VqA *、VdB *、VqB *は、図4のモータモデルの入力となる。この点は、以下の各非干渉化部についても同様である。
(Comparative example)
FIG. 5 shows a motor inverse model of a comparative example that does not perform non-interference control. In the comparative example, the processing unit corresponding to the non-interacting unit 41 of the present embodiment is simply referred to as “voltage calculation unit 40”. This voltage calculation unit 40 calculates the dq-axis command voltage on the assumption that there is no inter-axis interference or inter-system interference. Specifically, the input post-controller command current is only multiplied by inverse model terms “Lds + R” and “Lqs + R”, and dq axis command voltages Vd A * , Vq A * , Vd B * , Vq B * Is output.
The command voltages Vd A * , Vq A * , Vd B * , and Vq B * output from the voltage calculation unit 40 are input to the motor model in FIG. This also applies to the following non-interacting parts.

(従来技術)
特許文献1に基づく従来技術の非干渉化部の構成について、図6を参照して説明する。ここで、図6に示す構成は、厳密には特許文献1に記載された構成そのものでなく、特許文献1の図12の構成に、「ωLd、ωLq」項(後述の「第3ブロック」)、及び、q軸電圧についての「ωLfIf」項(後述の「第5ブロック」)を追記したものである。そのため、「特許文献1の従来技術」でなく「特許文献1に基づく従来技術」という。
図6の非干渉化部48は、図4に示すモータモデルを逆演算した詳細なモータ逆モデルを表している。或いは、数式2をそのまま図式化したモデルであるとも言える。
(Conventional technology)
A configuration of a conventional non-interacting unit based on Patent Literature 1 will be described with reference to FIG. Here, strictly speaking, the configuration shown in FIG. 6 is not the configuration itself described in Patent Document 1, but in the configuration of FIG. 12 of Patent Document 1, the term “ωLd, ωLq” (“third block” described later) , And “ωLfIf” item (“fifth block” described later) for the q-axis voltage is added. Therefore, it is referred to as “prior art based on Patent Document 1” instead of “prior art of Patent Document 1”.
6 represents a detailed motor inverse model obtained by inversely calculating the motor model shown in FIG. Or it can be said that it is the model which expressed numerical formula 2 as it was.

2系統の本実施形態では、非干渉化部48において、A系統のd軸指令電圧VdA *、A系統のq軸指令電圧VqA *、B系統のd軸指令電圧VdB *、及び、B系統のq軸指令電圧VqB *の4種類の指令電圧についての非干渉制御演算が行われる。
具体的に、A系統のd軸指令電圧VdA *の非干渉制御演算において用いられる逆モデル項及び非干渉制御項について説明する。ここで、指令電圧毎に図示された4段のブロックを上から順に「第1ブロック」、「第2ブロック」、「第3ブロック」、「第4ブロック」という。
In the present embodiment of two systems, in the non-interference unit 48, the d-axis command voltage Vd A * of the A system, the q-axis command voltage Vq A * of the A system, the d-axis command voltage Vd B * of the B system, Non-interference control calculation is performed for four types of command voltages of the B system q-axis command voltage Vq B * .
Specifically, the inverse model term and the non-interference control term used in the non-interference control calculation of the d-axis command voltage Vd A * of the A system will be described. Here, the four-stage blocks shown for each command voltage are referred to as “first block”, “second block”, “third block”, and “fourth block” in order from the top.

第1ブロックは、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に係る逆モデル項である「LdAs+R」項を示す。第2ブロックは、B系統の制御器後d軸指令電流IdB **に係る非干渉制御項である「Mds」項を示す。第3ブロックは、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に係る非干渉制御項である「ωLqA」項を示す。第4ブロックは、B系統の制御器後q軸指令電流IqB **に係る非干渉制御項である「ωMq」項を示す。
第1ブロックの逆モデル項がA系統の制御器後d軸指令電流IdA **に乗算された算出値に対し、第2、第3、第4ブロックの非干渉制御項が各入力電流に乗算された値が加減算され、A系統のd軸指令電圧VdA *が出力される。
The first block shows an “Ld A s + R” term that is an inverse model term related to the post-controller d-axis command current Id A ** of the A system. The second block shows an “Mds” term that is a non-interference control term related to the post-controller d-axis command current Id B ** of the B system. The third block shows a “ωLq A ” term that is a non-interference control term related to the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system. The fourth block shows a “ωMq” term that is a non-interference control term related to the post-controller q-axis command current Iq B ** of the B system.
For the calculated value obtained by multiplying the inverse model term of the first block by the d-axis command current Id A ** after the A system controller, the non-interference control terms of the second, third, and fourth blocks are The multiplied values are added and subtracted to output the d-axis command voltage Vd A * of the A system.

同様にA系統のq軸指令電圧VqA *の非干渉制御演算においては、第1ブロックは、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に係る逆モデル項である「LqAs+R」項を示す。第2ブロックは、B系統の制御器後q軸指令電流IqB **に係る非干渉制御項である「Mqs」項を示す。第3ブロックは、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に係る非干渉制御項である「ωLdA」項を示す。第4ブロックは、B系統の制御器後d軸指令電流IdB **に係る非干渉制御項である「ωMd」項を示す。 Similarly, in the non-interference control calculation of the q-axis command voltage Vq A * of the A system, the first block is “Lq A s + R” which is an inverse model term related to the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system. Section. The second block shows an “Mqs” term that is a non-interference control term related to the post-controller q-axis command current Iq B ** of the B system. The third block shows a “ωLd A ” term that is a non-interference control term related to the post-controller d-axis command current Id A ** of the A system. The fourth block shows a “ωMd” term that is a non-interference control term related to the post-controller d-axis command current Id B ** of the B system.

また、第5ブロックとして、逆起電圧を表す「ωLfIf」項が加わる。第1ブロックの逆モデル項がA系統の制御器後q軸指令電流IqA **に乗算された算出値にさらに逆起電圧項が加算された値に対し、第2、第3、第4ブロックの非干渉制御項が各制御器後指令電流に乗算された値が加減算され、A系統のq軸指令電圧VqA *が出力される。 In addition, as the fifth block, the term “ωLfIf” representing the counter electromotive voltage is added. For the value obtained by multiplying the inverse model term of the first block by the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system and the back electromotive voltage term, the second, third and fourth A value obtained by multiplying the non-interference control term of the block by the command current after each controller is added and subtracted, and the q-axis command voltage Vq A * of the A system is output.

従来技術の非干渉化部48では、4種類の指令電圧についての第1〜第5ブロックの数を合計すると18個になる。
ここで、さらに「微分値項」及び「角速度項」の用語を定義する。微分演算子sを含む第1ブロック(逆モデル項)の「Lds、Lqs」項、及び、第2ブロックの「Mds、Mqs」項を合わせて「微分値項」という。また、角速度ωを含む第3ブロックの「ωLq、ωLd」項、及び、第4ブロックの「ωMq、ωMd」項を合わせて「角速度項」という。
In the conventional non-interacting unit 48, the total number of first to fifth blocks for the four types of command voltages is 18.
Here, the terms “differential value term” and “angular velocity term” are further defined. The “Lds, Lqs” term of the first block (inverse model term) including the differential operator s and the “Mds, Mqs” term of the second block are collectively referred to as “differential value term”. Further, the term “ωLq, ωLd” of the third block including the angular velocity ω and the term “ωMq, ωMd” of the fourth block are collectively referred to as “angular velocity term”.

上述の従来技術の構成は、詳細なモータ逆モデルに基づいて非干渉制御演算を実行するものである。しかし、現実に非干渉化部48がこの処理を実行しようとすると、制御構成が複雑であるため、演算負荷が増大する。また、制御パラメータの増加により適合工数が増大するという問題がある。
ところで、本実施形態では、2系統の巻線群150、160の電気的仕様は互いに同等であるため、各巻線群に流れる電流は実質的に同一であるとみなすことができる。したがって、従来技術の非干渉化部48の制御構成には、実質的に重複する演算を省略する余地があると考えられる。
The above-described configuration of the prior art performs non-interference control calculation based on a detailed motor inverse model. However, if the non-interacting unit 48 actually tries to execute this processing, the control configuration is complicated, and the calculation load increases. In addition, there is a problem that the number of man-hours for adaptation increases due to an increase in control parameters.
By the way, in this embodiment, since the electrical specifications of the two winding groups 150 and 160 are equal to each other, the current flowing through each winding group can be regarded as substantially the same. Therefore, it is considered that there is room for omitting the substantially redundant calculation in the control configuration of the non-interacting unit 48 of the prior art.

そこで本発明は、2系統の巻線群150、160に流れる電流が実質的に同一であるとみなし、その前提で、非干渉化部の制御構成を簡素化し、演算負荷を低減することを目的とする。この目的を実現するための具体的な非干渉化部の構成について、以下、実施形態毎に説明する。   Therefore, the present invention considers that the currents flowing through the two winding groups 150 and 160 are substantially the same, and on the premise thereof, the object is to simplify the control configuration of the non-interacting unit and reduce the calculation load. And A specific configuration of the non-interacting unit for realizing this object will be described below for each embodiment.

(第1実施形態)
第1実施形態の非干渉化部の構成について、図7を参照して説明する。
第1実施形態の非干渉化部41は、注目軸及び相手軸のそれぞれについて、両系統の制御器後指令電流が実質的に同じ値となることを前提として、一方の系統での非干渉制御演算の算出値を他方の系統の演算に「共用」することを特徴とする。
(First embodiment)
The configuration of the non-interacting unit of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The non-interference unit 41 of the first embodiment performs non-interference control in one system on the premise that the post-controller command currents of both systems have substantially the same value for each of the target axis and the counterpart axis. The calculated value of the calculation is “shared” for the calculation of the other system.

図7に示すように、非干渉化部41では、非干渉制御演算のうち、逆モデル項及び逆起電圧項についての演算は各系統のdq軸毎に行い、一方、非干渉制御項についての乗算は例えばA系統でのみ行って、その算出値をB系統にも出力する。B系統では、A系統から出力された算出値を共用し、逆モデル項演算後の加減算のみを行う。もちろん、B系統で演算した算出値をA系統の演算に共用してもよい。   As shown in FIG. 7, in the non-interference unit 41, among the non-interference control calculations, the calculation for the inverse model term and the back electromotive voltage term is performed for each dq axis of each system, For example, multiplication is performed only in the A system, and the calculated value is also output to the B system. In the B system, the calculated value output from the A system is shared, and only the addition / subtraction after the inverse model term calculation is performed. Of course, the calculated value calculated in the B system may be shared by the A system.

このように第1実施形態では、非干渉制御演算の結果を系統間で共用することにより、従来技術に比べ、逆モデル項、逆起電圧項及び非干渉制御項の合計ブロック数が18個から12個に減少する。つまり、従来技術において実質的に重複する演算を省略することにより、非干渉化部の制御構成を簡素化し、演算負荷を低減することができる。例えば、同性能のマイコンを用いたときの演算時間を従来技術に比べて短縮することができる。   As described above, in the first embodiment, by sharing the result of the non-interference control calculation between the systems, the total number of blocks of the inverse model term, the counter electromotive voltage term, and the non-interference control term can be reduced from 18 compared with the conventional technology. Decrease to 12. That is, by omitting the substantially overlapping calculation in the prior art, the control configuration of the non-interacting unit can be simplified and the calculation load can be reduced. For example, the calculation time when using a microcomputer with the same performance can be shortened as compared with the prior art.

(第2実施形態)
第2実施形態の非干渉化部の構成について、図8を参照して説明する。第1実施形態のキーワードが演算結果の「共用」であるのに対し、第2実施形態のキーワードは、非干渉制御項の「統合」である。
第2実施形態の非干渉化部42は、第1実施形態と同様に、両系統の制御器後指令電流が実質的に同じ値となることを前提として、次のように非干渉制御項を「統合」することを特徴とする。
(Second Embodiment)
The configuration of the non-interacting unit of the second embodiment will be described with reference to FIG. The keyword of the first embodiment is “shared” of the calculation result, whereas the keyword of the second embodiment is “integration” of the non-interference control term.
As in the first embodiment, the non-interference unit 42 of the second embodiment sets the non-interference control term as follows on the assumption that the post-controller command currents of both systems are substantially the same value. It is characterized by “integration”.

第1に微分値項として、自系統の注目軸の制御器後指令電流に係る逆モデル項に、他系統の注目軸の制御器後指令電流に係る相互インダクタンスM及び電流微分値sを含む非干渉制御項を「統合」する。
第2に角速度項として、自系統の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度ω及び自己インダクタンスLを含む非干渉制御項と、他系統の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度ω及び相互インダクタンスMを含む非干渉制御項とを「統合」する。特に第2実施形態では、[自系統]の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度ω及び自己インダクタンスLを含む非干渉制御項に、[他系統]の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度ω及び相互インダクタンスMを含む非干渉制御項を統合する。
First, as the differential value term, the inverse model term related to the post-controller command current of the attention axis of the own system includes the mutual inductance M and the current differential value s related to the post-controller command current of the attention axis of the other system. “Integrate” the interference control terms.
Secondly, as the angular velocity term, the non-interference control term including the angular velocity ω and the self-inductance L related to the post-controller command current of the partner axis of the own system, the angular velocity ω related to the post-controller command current of the counter shaft of the other system, and “Integrate” with the non-interference control term including the mutual inductance M. In particular, in the second embodiment, the non-interference control term including the angular velocity ω and the self-inductance L related to the post-controller command current of the counter-axis of the [own system] is set to the post-controller command current of the counter-axis of the [other system]. The non-interference control term including the angular velocity ω and the mutual inductance M is integrated.

具体的に、A系統のd軸指令電圧VdA *の非干渉制御演算について説明する。各指令電圧について、上段に記したブロックを「統合第1ブロック」、下段に記したブロックを「統合第2ブロック」という。
統合第1ブロックでは、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に係る「LdAs+R」項に、B系統の制御器後d軸指令電流IdB **に係る「Mds」項を統合する。その結果、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に対し、統合後の「(LdA+Md)s+R」項を乗算することとなる。
統合第2ブロックでは、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に係る「ωLqA」項に、B系統の制御器後q軸指令電流IqB **に係る「ωMq」項を統合する。その結果、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に対し、統合後の「ω(LqA+Mq)」項を乗算することとなる。
Specifically, the non-interference control calculation of the d-axis command voltage Vd A * of the A system will be described. For each command voltage, the upper block is referred to as “integrated first block”, and the lower block is referred to as “integrated second block”.
In the integrated first block, the term “Ld A s + R” related to the post-controller d-axis command current Id A ** of the A system and the term “Mds” related to the post-controller d-axis command current Id B ** of the B system To integrate. As a result, the post-controller d-axis command current Id A ** of system A is multiplied by the integrated “(Ld A + Md) s + R” term.
In the integrated second block, the “ωLq A ” term related to the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system is added to the “ωMq” term related to the post-controller q-axis command current Iq B ** of the B system. Integrate. As a result, the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system is multiplied by the integrated “ω (Lq A + Mq)” term.

また、A系統のq軸指令電圧VqA *の非干渉制御演算について説明する。
統合第1ブロックでは、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に係る「LqAs+R」項に、B系統の制御器後q軸指令電流IqB **に係る「Mqs」項を統合する。その結果、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に対し、統合後の「(LqA+Mq)s+R」項を乗算することとなる。
統合第2ブロックでは、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に係る「ωLdA」項に、B系統の制御器後d軸指令電流IdB **に係る「ωMd」項を統合する。その結果、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に対し、統合後の「ω(LdA+Md)」項を乗算することとなる。
Further, the non-interference control calculation of the q-axis command voltage Vq A * of the A system will be described.
In the integrated first block, the term “Lq A s + R” related to the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system and the term “Mqs” related to the post-controller q-axis command current Iq B ** of the B system To integrate. As a result, the post-controller q-axis command current Iq A ** of the A system is multiplied by the integrated “(Lq A + Mq) s + R” term.
In the integrated second block, the “ωLd A ” term related to the post-controller d-axis command current Id A ** of the A system is added to the “ωMd” term related to the post-controller d-axis command current Id B ** of the B system. Integrate. As a result, the post-controller d-axis command current Id A ** of system A is multiplied by the integrated “ω (Ld A + Md)” term.

B系統のd軸、q軸指令電圧VdB *、VqB *の非干渉制御演算も同様に行う。
このように第2実施形態では、微分値項及び角速度項のそれぞれについて両系統の非干渉制御項を統合することにより、従来技術に比べ、逆モデル項、逆起電圧項及び非干渉制御項の合計ブロック数が18個から10個に減少する。つまり、従来技術において実質的に重複する演算を省略することにより、非干渉化部の制御構成を簡素化し、演算負荷を低減することができる。例えば、同性能のマイコンを用いたときの演算時間を従来技術に比べて短縮することができる。
また、非干渉制御演算の入力として自系統の制御器後指令電流のみを用いるため、制御構成がより簡素化される。
The non-interference control calculation of the d-axis and q-axis command voltages Vd B * and Vq B * of the B system is similarly performed.
As described above, in the second embodiment, by integrating the non-interference control terms of both systems for each of the differential value term and the angular velocity term, the inverse model term, the back electromotive voltage term, and the non-interference control term are compared with the prior art. The total number of blocks is reduced from 18 to 10. That is, by omitting the substantially overlapping calculation in the prior art, the control configuration of the non-interacting unit can be simplified and the calculation load can be reduced. For example, the calculation time when using a microcomputer with the same performance can be shortened as compared with the prior art.
In addition, since only the post-controller command current of the own system is used as an input for the non-interference control calculation, the control configuration is further simplified.

次に、比較例(図5)及び従来技術(図6)と、本発明の第1実施形態(図7)、及び第2実施形態(図8)との特性評価について、図9〜図16を参照して説明する。
まず、フィードバック制御の閉ループ特性及び開ループ特性について、図9〜図12を参照する。図9は比較例、図10は従来技術、図11は本発明の第1実施形態、図12は本発明の第2実施形態の特性を示す。各図(a)は、回転機の回転数が低速、中速、高速のときの閉ループの周波数応答特性を示し、各図(b)は、同じく、回転機の回転数が低速、中速、高速のときの開ループの周波数応答特性を示す。なお、図ではq軸電流Iqについての特性を示しているが、d軸電流Idについても同傾向の特性が得られる。
Next, characteristics evaluation between the comparative example (FIG. 5) and the prior art (FIG. 6) and the first embodiment (FIG. 7) and the second embodiment (FIG. 8) of the present invention will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG.
First, the closed-loop characteristic and the open-loop characteristic of feedback control will be described with reference to FIGS. 9 shows the comparative example, FIG. 10 shows the prior art, FIG. 11 shows the characteristics of the first embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows the characteristics of the second embodiment of the present invention. Each figure (a) shows the frequency response characteristics of the closed loop when the rotation speed of the rotating machine is low, medium, and high. Similarly, each figure (b) shows that the rotation speed of the rotating machine is low, medium, The frequency response characteristics of the open loop at high speed are shown. In addition, although the figure has shown the characteristic about the q-axis current Iq, the characteristic of the same tendency is acquired also about the d-axis current Id.

閉ループ特性の評価では、応答性、速度依存性、及びピーキングに注目する。応答性については、ゲインが−3[dB]となる周波数について、狙い周波数100Hzとのずれを評価する。速度依存性については、低速、中速、高速での応答特性のばらつきを評価する。ピーキングについては、ゲインが0[dB]を超える周波数領域の有無を評価する。   In the evaluation of the closed loop characteristics, attention is paid to responsiveness, speed dependence, and peaking. Regarding responsiveness, a deviation from a target frequency of 100 Hz is evaluated for a frequency at which the gain is −3 [dB]. For speed dependence, the variation in response characteristics at low speed, medium speed, and high speed is evaluated. For peaking, the presence or absence of a frequency region in which the gain exceeds 0 [dB] is evaluated.

非干渉制御なしの比較例では、応答性について、ゲインが−3[dB]となる周波数が高速で35Hzであり、狙い周波数100Hzから大きくずれている。速度依存性については、速度によって応答特性が大きくばらついている。また、ピーキングについて、図中に破線Pkで示す周波数領域でゲインが0[dB]を超えている。   In the comparative example without non-interference control, the frequency at which the gain becomes −3 [dB] is 35 Hz at high speed, and is greatly deviated from the target frequency of 100 Hz. As for the speed dependence, the response characteristics vary greatly depending on the speed. Regarding peaking, the gain exceeds 0 [dB] in the frequency region indicated by the broken line Pk in the figure.

比較例に対し、本発明の第1実施形態では、ゲインが−3[dB]となる周波数が高速で150Hzであり、狙い周波数100Hzに近づいている。速度による応答特性のばらつきは、比較的小さくなっている。また、ゲインが0[dB]を超えている周波数領域はない。したがって、非干渉制御によって性能が向上していることがわかる。   In contrast to the comparative example, in the first embodiment of the present invention, the frequency at which the gain is -3 [dB] is 150 Hz at high speed, and is approaching the target frequency of 100 Hz. The variation in response characteristics due to speed is relatively small. There is no frequency region in which the gain exceeds 0 [dB]. Therefore, it can be seen that the non-interference control improves the performance.

従来技術、及び、本発明の第2実施形態では、ゲインが−3[dB]となる周波数は、狙い周波数の100Hzと一致している。また、速度による応答特性のばらつきはほとんどなく、ゲインが0[dB]を超えることもない。
したがって、本発明の第2実施形態は、第1実施形態よりも性能に優れる。また、従来技術に対し制御構成を簡素化しつつも、同等の性能を維持していることがわかる。
In the related art and the second embodiment of the present invention, the frequency at which the gain is −3 [dB] matches the target frequency of 100 Hz. Moreover, there is almost no variation in response characteristics due to speed, and the gain does not exceed 0 [dB].
Therefore, the second embodiment of the present invention is superior in performance to the first embodiment. It can also be seen that the same performance is maintained while simplifying the control configuration compared to the prior art.

開ループ特性の評価では、ゲインが0[dB]となる周波数での位相余裕に注目する。位相余裕とは、−180[deg]からの位相の差分をいう。例えば、一次遅れ応答にて位相が−90[deg]のとき、位相余裕は90[deg]となる。回転機の制御が成立するためには、45[deg]以上の位相余裕が必要であり、大きいほど好ましい。   In the evaluation of the open loop characteristics, attention is paid to the phase margin at the frequency at which the gain is 0 [dB]. The phase margin means a phase difference from −180 [deg]. For example, when the phase is −90 [deg] in the first-order lag response, the phase margin is 90 [deg]. In order for the control of the rotating machine to be established, a phase margin of 45 [deg] or more is required, and a larger phase is preferable.

非干渉制御なしの比較例では、高速でゲインが0[dB]となる約23Hzでの位相余裕は約50[deg]である。
本発明の第1実施形態では、高速でゲインが0[dB]となる約150Hzでの位相余裕は約60[deg]であり、比較例に比べ位相余裕が増加している。
In the comparative example without non-interference control, the phase margin at about 23 Hz where the gain is 0 [dB] at high speed is about 50 [deg].
In the first embodiment of the present invention, the phase margin at about 150 Hz where the gain is 0 [dB] at high speed is about 60 [deg], and the phase margin is increased as compared with the comparative example.

従来技術、及び、本発明の第2実施形態では、狙い周波数である100Hzでゲインが0[dB]となり、100Hzでの位相余裕は約90[deg]である。
したがって、本発明の第2実施形態は、第1実施形態よりも性能に優れる。また、従来技術に対し制御構成を簡素化しつつも、同等の性能を維持していることがわかる。
In the related art and the second embodiment of the present invention, the gain is 0 [dB] at the target frequency of 100 Hz, and the phase margin at 100 Hz is about 90 [deg].
Therefore, the second embodiment of the present invention is superior in performance to the first embodiment. It can also be seen that the same performance is maintained while simplifying the control configuration compared to the prior art.

続いて、回転機の回転数が低速、中速、高速のときのステップ応答特性について、図13〜図16を参照する。図13は比較例、図14は従来技術、図15は本発明の第1実施形態、図16は本発明の第2実施形態の特性を示す。各図(a)は低速、各図(b)は中速、各図(c)は高速でのステップ応答特性を示す。   Next, FIG. 13 to FIG. 16 will be referred to for step response characteristics when the rotational speed of the rotating machine is low, medium, and high. FIG. 13 shows the comparative example, FIG. 14 shows the prior art, FIG. 15 shows the characteristics of the first embodiment of the present invention, and FIG. 16 shows the characteristics of the second embodiment of the present invention. Each figure (a) shows a step response characteristic at a low speed, each figure (b) shows a medium speed, and each figure (c) shows a step response characteristic at a high speed.

各特性図の上段はq軸電流、下段はd軸電流を示す。破線は、指令電流Iq_ref、Id_refを示し、実線は実電流Iq、Idを示す。時間軸の「0.01s」にてq軸指令電流Iq_refをステップ状に変化させたときのq軸実電流Iqの応答性、及び、指令電流Id_refを変化させていないd軸の実電流Idに対する軸間干渉の程度を評価する。   The upper part of each characteristic diagram shows the q-axis current, and the lower part shows the d-axis current. Broken lines indicate command currents Iq_ref and Id_ref, and solid lines indicate actual currents Iq and Id. Response of the q-axis actual current Iq when the q-axis command current Iq_ref is changed stepwise at “0.01 s” on the time axis, and the d-axis actual current Id without changing the command current Id_ref Evaluate the degree of interaxial interference.

非干渉制御なしの比較例では、q軸実電流Iqのステップ応答に比較的時間がかかっており、しかもオーバーシュートが生じている。また、閉ループ特性でも見られたように、速度によって応答性がばらついている。また、q軸実電流Iqの急変に伴ってd軸実電流Idが変化しており、干渉が生じていることがわかる。   In the comparative example without non-interference control, the step response of the q-axis actual current Iq takes a relatively long time, and overshoot occurs. Further, as seen in the closed loop characteristics, the response varies depending on the speed. It can also be seen that the d-axis actual current Id changes with the sudden change in the q-axis actual current Iq, and interference occurs.

本発明の第1実施形態では、比較例に比べ、各速度においてq軸実電流Iqの応答性が向上しており、特に中速、高速ではオーバーシュートが顕著に改善されている。また、速度による応答性ばらつきが小さくなっている。また、q軸実電流Iqの変化に伴うd軸実電流Idへの干渉程度が比較的小さくなっている。したがって、非干渉制御によってステップ応答性能が向上していることがわかる。   In the first embodiment of the present invention, the responsiveness of the q-axis actual current Iq is improved at each speed as compared with the comparative example, and the overshoot is remarkably improved particularly at the medium speed and the high speed. In addition, the responsiveness variation due to speed is small. Further, the degree of interference with the d-axis actual current Id due to the change in the q-axis actual current Iq is relatively small. Therefore, it can be seen that the step response performance is improved by the non-interference control.

従来技術、及び、本発明の第2実施形態では、比較例に比べ、各速度においてq軸実電流Iqの応答性が向上している。また、第1実施形態では多少のオーバーシュートが見られた低速においてもオーバーシュートが全く見られなくなっている。さらに、q軸実電流Iqの変化に伴うd軸実電流Idへの干渉は、ほとんど無くなっている。
したがって、本発明の第2実施形態は、第1実施形態よりも性能に優れる。また、従来技術に対し制御構成を簡素化しつつも、同等の性能を維持していることがわかる。
In the prior art and the second embodiment of the present invention, the responsiveness of the q-axis actual current Iq is improved at each speed as compared with the comparative example. In the first embodiment, no overshoot can be seen even at a low speed where some overshoot is seen. Furthermore, interference with the d-axis actual current Id due to the change in the q-axis actual current Iq is almost eliminated.
Therefore, the second embodiment of the present invention is superior in performance to the first embodiment. It can also be seen that the same performance is maintained while simplifying the control configuration compared to the prior art.

上記の特性評価を通じ、非干渉制御演算結果を共用し演算を簡素化した本発明の第1実施形態は、非干渉制御を行わない比較例に比べて性能が向上することが明らかとなった。また、非干渉制御項を統合し演算を簡素化した本発明の第2実施形態は、モータ逆モデルに従って全部の非干渉制御項演算を実行する従来技術に対し、同等の性能を有することが検証できた。
その他、入力端での印加電圧外乱抑圧性、及び、出力端での電流検出外乱抑圧性の評価においても上記と同様の傾向が得られた。
Through the above characteristic evaluation, it was found that the performance of the first embodiment of the present invention, in which the non-interference control calculation result is shared and the calculation is simplified, is improved as compared with the comparative example in which non-interference control is not performed. In addition, the second embodiment of the present invention, which integrates the non-interference control terms and simplifies the calculation, is verified to have equivalent performance to the conventional technology that executes all non-interference control terms according to the motor inverse model. did it.
In addition, the same tendency as described above was obtained in the evaluation of the applied voltage disturbance suppression at the input end and the current detection disturbance suppression at the output end.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。
(第3実施形態)
第3実施形態の非干渉化部の構成について、図17を参照して説明する。
第3実施形態の非干渉化部43は、第2実施形態と同様に、非干渉制御演算における微分値項及び角速度項をそれぞれ統合する。ただし、角速度項の統合に関し、[他系統]の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度ω及び相互インダクタンスMを含む非干渉制御項に、[自系統]の相手軸の制御器後指令電流に係る角速度ω及び自己インダクタンスLを含む非干渉制御項を統合する点で、第2実施形態とは逆である。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
(Third embodiment)
The configuration of the non-interacting unit according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
As in the second embodiment, the non-interacting unit 43 of the third embodiment integrates the differential value term and the angular velocity term in the non-interference control calculation. However, regarding the integration of the angular velocity terms, the non-interference control term including the angular velocity ω and the mutual inductance M related to the controller post-controller command current of the [other system] is included in the non-interference control current of the counter axis of the [other system]. This is the opposite of the second embodiment in that the non-interference control term including the angular velocity ω and the self-inductance L according to is integrated.

具体的に、A系統のd軸指令電圧VdA *の非干渉制御演算について、第2実施形態に準じて説明する。統合第1ブロックについては、第2実施形態と同様である。
統合第2ブロックでは、B系統の制御器後q軸指令電流IqB **に係る「ωMq」項に、A系統の制御器後q軸指令電流IqA **に係る「ωLqA」項を統合する。その結果、B系統の制御器後q軸指令電流IqB **に対し、統合後の「ω(LqA+Mq)」項を乗算することとなる。
Specifically, the non-interference control calculation of the d-axis command voltage Vd A * of the A system will be described according to the second embodiment. The integrated first block is the same as in the second embodiment.
In the integrated second block, the “ωMq” term related to the post-controller q-axis command current Iq B ** in the B system is added to the “ωLq A ” term related to the post-controller q-axis command current Iq A ** in the A system. Integrate. As a result, the post-controller q-axis command current Iq B ** of the B system is multiplied by the integrated “ω (Lq A + Mq)” term.

また、A系統のq軸指令電圧VqA *の非干渉制御演算について説明する。
統合第2ブロックでは、B系統の制御器後d軸指令電流IdB **に係る「ωMd」項に、A系統の制御器後d軸指令電流IdA **に係る「ωLdA」項を統合する。その結果、B系統の制御器後d軸指令電流IdB **に対し、統合後の「ω(LdA+Md)」項を乗算することとなる。
Further, the non-interference control calculation of the q-axis command voltage Vq A * of the A system will be described.
In the integrated second block, the “ωMd” term related to the post-controller d-axis command current Id B ** of the B system is added to the “ωLd A ” term related to the post-controller d-axis command current Id A ** of the A system. Integrate. As a result, the post-controller d-axis command current Id B ** of the B system is multiplied by the integrated “ω (Ld A + Md)” term.

B系統のd軸、q軸指令電圧VdB*、VqB*の非干渉制御演算も同様に行う。
このように第3実施形態では、統合後の角速度項の乗算において他系統の制御器後指令電流を用いて演算する。この制御構成でも、第2実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第2実施形態と第3実施形態とを混在させた制御構成としてもよい。
The non-interference control calculation of the d-axis and q-axis command voltages VdB * and VqB * of the B system is similarly performed.
Thus, in the third embodiment, calculation is performed using the post-controller command current of another system in multiplication of the angular velocity terms after integration. Even in this control configuration, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
A control configuration in which the second embodiment and the third embodiment are mixed may be used.

(第4実施形態)
第4実施形態の非干渉化部の構成について、図18を参照して説明する。
第4実施形態の非干渉化部44は、第2実施形態の非干渉化部42において、さらに、A系統での非干渉制御演算の算出値をB系統の演算に共用する。もちろん、B系統で演算した算出値をA系統の演算に共用してもよい。また、第2実施形態に代えて第3実施形態の非干渉化部43において、同様に「共用」の構成を採用してもよい。
(Fourth embodiment)
The configuration of the non-interacting unit according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
The non-interacting unit 44 of the fourth embodiment further shares the calculated value of the non-interference control computation in the A system with the computation of the B system in the non-interacting unit 42 of the second embodiment. Of course, the calculated value calculated in the B system may be shared by the A system. Further, instead of the second embodiment, a “shared” configuration may be similarly adopted in the non-interacting unit 43 of the third embodiment.

このように第4実施形態では、「統合」及び「共用」を組合せることにより、従来技術に比べ、逆モデル項、逆起電圧項及び非干渉制御項の合計ブロック数が18個から8個に減少する。よって、演算負荷をより低減することができる。   As described above, in the fourth embodiment, by combining “integration” and “shared”, the total number of blocks of the inverse model term, the counter electromotive voltage term, and the non-interference control term is 18 to 8 compared to the conventional technology. To decrease. Therefore, the calculation load can be further reduced.

(その他の実施形態)
(ア)巻線界磁型同期モータは、上記実施形態の図1に例示したものに限らず、例えば固定子巻線に流れる電流によって界磁巻線が励磁されるものであってもよい。また、同期モータは、巻線界磁型同期モータ以外に、永久磁石界磁型同期モータやシンクロナスリラクタンスモータ等の同期モータであってもよい。さらに、モータの用途は、上記実施形態のISGに限らず、どのような用途に用いられるものであってもよい。
(Other embodiments)
(A) The winding field type synchronous motor is not limited to the one illustrated in FIG. 1 of the above embodiment, and the field winding may be excited by a current flowing through the stator winding, for example. Further, the synchronous motor may be a synchronous motor such as a permanent magnet field synchronous motor or a synchronous reluctance motor in addition to the winding field synchronous motor. Furthermore, the application of the motor is not limited to the ISG of the above embodiment, and may be used for any application.

(イ)「多重巻線回転機」は、上記実施形態で例示した2重巻線回転機に限らず、3つ以上の巻線群を有する3重以上の多重巻線回転機であってもよい。例えば3重巻線回転機では、3系統の巻線群は120°等間隔の回転対称に配置され、いずれの2系統の巻線間での磁気結合も同等であると想定すれば、本発明が有効に適用される。
3系統以上の複数系統で「共用」の構成を採用する場合、一部の系統において非干渉制御演算を行い、当該一部の系統における非干渉制御演算の算出値を残りの系統の演算に共用すればよい。また、「統合」の構成を採用する場合、少なくとも一部の系統において非干渉制御項を統合すればよい。さらに、上記第4実施形態のように「統合」及び「共用」をどのように組み合わせてもよい。
(A) The “multi-winding rotating machine” is not limited to the double-winding rotating machine exemplified in the above embodiment, but may be a triple-winding rotating machine having three or more winding groups. Good. For example, in a triple-winding rotating machine, the three winding groups are arranged rotationally symmetrically at equal intervals of 120 °, and it is assumed that the magnetic coupling between any two windings is equivalent. Is effectively applied.
When adopting the “shared” configuration for multiple systems of 3 or more systems, non-interference control computation is performed in some systems, and the calculated value of non-interference control computation in some of the systems is shared with computation of the remaining systems do it. Further, when the “integrated” configuration is adopted, the non-interference control term may be integrated in at least some of the systems. Furthermore, “integration” and “shared” may be combined in any way as in the fourth embodiment.

(ウ)各系統の巻線群に流れる電流が実質的に同一であるとの仮定に基づき、「電流制御器」を一つの系統にのみ設けてもよい。さらに、一相の電流値に基づいて他の二相の電流を推定する技術を採用すると、多重巻線回転機システムに電流制御器を一つのみ備える形態を想定可能である。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
(C) Based on the assumption that the currents flowing through the winding groups of each system are substantially the same, the “current controller” may be provided in only one system. Further, when a technique for estimating the current of the other two phases based on the current value of one phase is employed, a configuration in which only one current controller is provided in the multi-winding rotating machine system can be assumed.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

10・・・ISG(多重巻線回転機)、
150、160・・・巻線群、
18・・・バッテリ(電源)、
35、36、37、38・・・電流制御器、
41、42、43、44・・・非干渉化部、
53、54・・・PWM信号生成部(操作部)、
61、62・・・インバータ(電力変換器)、
64、65、67、68・・・電流センサ(電流検出器)。
10 ... ISG (multi-winding rotating machine),
150, 160 ... winding group,
18 ... Battery (power supply),
35, 36, 37, 38 ... current controller,
41, 42, 43, 44 ... non-interacting part,
53, 54 ... PWM signal generation unit (operation unit),
61, 62 ... inverter (power converter),
64, 65, 67, 68 ... current sensors (current detectors).

Claims (4)

電気的仕様が互いに同等である複数の巻線群(150、160)を有する多重巻線回転機(10)と、
前記複数の巻線群毎に設けられ、電源(18)の電力を変換して前記複数の巻線群に供給する複数の電力変換器(61、62)と、
前記複数の巻線群に流れる電流を検出する電流検出器(64、65、67、68)と、
を備える多重巻線回転機システムに適用される多重巻線回転機の制御装置であって、
対応する前記巻線群と前記電力変換器との組である系統毎に指令される指令電流、及び、前記電流検出器からのフィードバック電流に基づき、系統毎に制御器後指令電流を演算する複数の電流制御器(35、36、37、38)と、
入力された前記制御器後指令電流に対し、自系統のモータ逆モデル項、及び、磁気結合による干渉電圧を補償するように算出される非干渉制御項を用いて非干渉制御演算を行い、非干渉化した指令電圧を系統毎に出力する非干渉化部(42、43、44)と、
前記非干渉部が出力した指令電圧に基づき、前記複数の巻線群に電圧を印加すべく前記複数の電力変換器を操作する複数の操作部(53、54)と、
を有し、
前記非干渉化部は、前記制御器後指令電流に対して演算される複数の非干渉制御項のうち少なくとも一部を統合するものであって、
少なくとも一部の系統において、
ベクトル制御の回転座標系におけるd軸及びq軸の前記制御器後指令電流について、注目する一方の軸を注目軸とし、他方の軸を相手軸とすると、
自系統の注目軸の前記制御器後指令電流に係る逆モデル項に、他系統の注目軸の前記制御器後指令電流に係る相互インダクタンス及び電流微分値を含む非干渉制御項を統合し、
自系統の相手軸の前記制御器後指令電流に係る角速度及び自己インダクタンスを含む非干渉制御項と、他系統の相手軸の前記制御器後指令電流に係る角速度及び相互インダクタンスを含む非干渉制御項とを統合することを特徴とする多重巻線回転機の制御装置。
A multi-winding rotating machine (10) having a plurality of winding groups (150, 160) having electrical specifications equivalent to each other;
A plurality of power converters (61, 62) provided for each of the plurality of winding groups, for converting the power of the power source (18) and supplying the converted power to the plurality of winding groups;
A current detector (64, 65, 67, 68) for detecting a current flowing through the plurality of winding groups;
A multi-winding rotating machine control device applied to a multi-winding rotating machine system comprising:
A plurality of controllers for calculating a command current after the controller for each system based on a command current commanded for each system that is a set of the corresponding winding group and the power converter, and a feedback current from the current detector Current controllers (35, 36, 37, 38),
Non-interference control calculation is performed on the input post-controller command current using a motor inverse model term of the own system and a non-interference control term calculated to compensate for interference voltage due to magnetic coupling, A non-interacting unit (42, 43, 44) for outputting the interfered command voltage for each system;
A plurality of operation units (53, 54) for operating the plurality of power converters to apply a voltage to the plurality of winding groups based on the command voltage output by the non-interference unit;
Have
The non-interference unit is for integration at least some of the plurality of decoupling control term which is calculated with respect to the controller after the command current,
In at least some systems,
Regarding the post-controller command currents for the d-axis and q-axis in the vector control rotary coordinate system, if one of the axes of interest is the axis of interest and the other axis is the counterpart axis,
The inverse model term relating to the post-controller command current of the attention axis of the own system is integrated with the non-interference control term including the mutual inductance and the current differential value related to the post-controller command current of the attention axis of the other system,
Non-interference control term including the angular velocity and self-inductance related to the post-controller command current of the counterpart shaft of the own system, and non-interference control term including the angular velocity and mutual inductance related to the post-controller command current of the counterpart shaft of the other system And a control device for a multi-winding rotating machine.
前記非干渉化部(42、44)は、少なくとも一部の系統において、
自系統の相手軸の前記制御器後指令電流に係る角速度及び自己インダクタンスを含む非干渉制御項に、他系統の相手軸の前記制御器後指令電流に係る角速度及び相互インダクタンスを含む非干渉制御項を統合することを特徴とする請求項に記載の多重巻線回転機の制御装置。
The non-interacting part (42, 44) is at least in some systems,
A non-interference control term including an angular velocity and a mutual inductance related to the post-controller command current of the counterpart shaft of the other system in a non-interference control term including an angular velocity and a self-inductance related to the post-controller command current of the counterpart shaft of the own system. The control apparatus for a multi-winding rotating machine according to claim 1 , wherein:
前記非干渉化部(44)は、さらに非干渉制御演算の結果の少なくとも一部を共用するものであって、
一部の系統において非干渉制御演算を行い、当該一部の系統における非干渉制御演算の算出値を残りの系統の演算に共用することを特徴とする請求項1または2に記載の多重巻線回転機の制御装置。
The non-interference unit (44) further shares at least a part of the result of the non-interference control calculation,
3. The multiple winding according to claim 1, wherein the non-interference control calculation is performed in a part of the system, and the calculated value of the non-interference control calculation in the part of the system is shared with the calculation of the remaining system. Control device for rotating machine.
電気的仕様が互いに同等である複数の巻線群(150、160)を有する多重巻線回転機(10)と、
前記複数の巻線群毎に設けられ、電源(18)の電力を変換して前記複数の巻線群に供給する複数の電力変換器(61、62)と、
前記複数の巻線群に流れる電流を検出する電流検出器(64、65、67、68)と、
を備える多重巻線回転機システムに適用される多重巻線回転機の制御装置であって、
対応する前記巻線群と前記電力変換器との組である系統毎に指令される指令電流、及び、前記電流検出器からのフィードバック電流に基づき、系統毎に制御器後指令電流を演算する複数の電流制御器(35、36、37、38)と、
入力された前記制御器後指令電流に対し、自系統のモータ逆モデル項、及び、磁気結合による干渉電圧を補償するように算出される非干渉制御項を用いて非干渉制御演算を行い、非干渉化した指令電圧を系統毎に出力する非干渉化部(41、44)と、
前記非干渉部が出力した指令電圧に基づき、前記複数の巻線群に電圧を印加すべく前記複数の電力変換器を操作する複数の操作部(53、54)と、
を有し、
前記非干渉化部は、非干渉制御演算の結果の少なくとも一部を共用するものであって、
一部の系統において非干渉制御演算を行い、当該一部の系統における非干渉制御演算の算出値を残りの系統の演算に共用することを特徴とする多重巻線回転機の制御装置。
A multi-winding rotating machine (10) having a plurality of winding groups (150, 160) having electrical specifications equivalent to each other;
A plurality of power converters (61, 62) provided for each of the plurality of winding groups, for converting the power of the power source (18) and supplying the converted power to the plurality of winding groups;
A current detector (64, 65, 67, 68) for detecting a current flowing through the plurality of winding groups;
A multi-winding rotating machine control device applied to a multi-winding rotating machine system comprising:
A plurality of controllers for calculating a command current after the controller for each system based on a command current commanded for each system that is a set of the corresponding winding group and the power converter, and a feedback current from the current detector Current controllers (35, 36, 37, 38),
Non-interference control calculation is performed on the input post-controller command current using a motor inverse model term of the own system and a non-interference control term calculated to compensate for interference voltage due to magnetic coupling, A non-interacting unit (41, 44) for outputting the interfering command voltage for each system;
A plurality of operation units (53, 54) for operating the plurality of power converters to apply a voltage to the plurality of winding groups based on the command voltage output by the non-interference unit;
Have
The non-interacting unit shares at least a part of the result of non- interference control calculation ,
A control apparatus for a multi-winding rotating machine , wherein non-interference control computation is performed in a part of the system, and a calculated value of the non-interference control computation in the part of the system is shared with computations of the remaining system.
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