JP6544105B2 - Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method - Google Patents

Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method Download PDF

Info

Publication number
JP6544105B2
JP6544105B2 JP2015143391A JP2015143391A JP6544105B2 JP 6544105 B2 JP6544105 B2 JP 6544105B2 JP 2015143391 A JP2015143391 A JP 2015143391A JP 2015143391 A JP2015143391 A JP 2015143391A JP 6544105 B2 JP6544105 B2 JP 6544105B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
magnet
permanent magnet
temperature estimation
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015143391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017028806A (en
Inventor
谷本 勉
勉 谷本
加藤 崇
崇 加藤
孝志 福重
孝志 福重
正光 佐竹
正光 佐竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2015143391A priority Critical patent/JP6544105B2/en
Publication of JP2017028806A publication Critical patent/JP2017028806A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6544105B2 publication Critical patent/JP6544105B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、磁石温度推定システム、モータ、及び、磁石温度推定方法に関する。   The present invention relates to a magnet temperature estimation system, a motor, and a magnet temperature estimation method.

同期電動機の一つとして、回転子に永久磁石を備える永久磁石型のモータが知られている。このような永久磁石型のモータにおいては、固定子に設けられたコイルは電力が印加されると回転磁界が発生し、回転磁界が永久磁石に作用することにより、回転子が固定子内にて回転する。   As one of synchronous motors, a permanent magnet type motor provided with a permanent magnet in a rotor is known. In such a permanent magnet type motor, a coil provided on the stator generates a rotating magnetic field when power is applied, and the rotating magnetic field acts on the permanent magnet, whereby the rotor is in the stator. Rotate.

一般に、モータの回転速度が速くなるほど、回転子に設けられた永久磁石の温度が上昇する。また、永久磁石は、ある上限温度を超えると不可逆に消磁してしまい磁力を失ってしまうことが知られている。そのため、永久磁石の温度を測定し、永久磁石が上限温度に達しないようにモータの回転速度を制限する必要がある。   Generally, the higher the rotational speed of the motor, the higher the temperature of the permanent magnet provided on the rotor. In addition, it is known that a permanent magnet irreversibly demagnetizes and loses a magnetic force when a certain upper limit temperature is exceeded. Therefore, it is necessary to measure the temperature of the permanent magnet and to limit the rotational speed of the motor so that the permanent magnet does not reach the upper limit temperature.

しかしながら、永久磁石の温度を測定するために温度センサを用いると、温度センサを回転子に組み込む必要があるため、モータの小型化が困難になる。そこで、温度センサを用いずに永久磁石の温度を推定する方法が検討されている。例えば、特許文献1には、モータに印加される電流と、固定子にて発生する誘起電圧とを用いて、永久磁石の温度を推定する方法が開示されている。   However, using a temperature sensor to measure the temperature of the permanent magnet makes it difficult to miniaturize the motor because the temperature sensor needs to be incorporated into the rotor. Therefore, a method of estimating the temperature of a permanent magnet without using a temperature sensor has been studied. For example, Patent Document 1 discloses a method of estimating the temperature of a permanent magnet using a current applied to a motor and an induced voltage generated in a stator.

特開2007−6613号公報JP, 2007-6613, A

特許文献1に開示された方法では、モータの回転速度が遅い場合には、誘起電圧が小さくなるため、永久磁石の温度の推定精度が悪くなるという課題がある。   The method disclosed in Patent Document 1 has a problem in that the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet is deteriorated because the induced voltage decreases when the rotational speed of the motor is low.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、モータの回転子が備える永久磁石の温度の推定精度を向上させることができる、磁石温度推定システム、モータ、及び、磁石温度推定方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a magnet temperature estimation system, a motor, and a motor capable of improving the estimation accuracy of the temperature of a permanent magnet provided in a rotor of a motor. , And a method of estimating the magnet temperature.

本発明の磁石温度推定システムは、コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とからなるモータ、及び、永久磁石の温度を推定する磁石温度推定装置を有する。回転子は、永久磁石の近傍に設けられ、自身の温度に応じて透磁率が変化する感温性磁性体を、有する。磁石温度推定装置は、回転子を回転駆動させる駆動周波数の交流電力をコイルに印加する電力供給部と、駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力を駆動周波数の交流電力に重畳させる重畳部と、測定周波数の交流電力に基づいてインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスに応じて永久磁石の温度を推定する温度推定部と、を有する。   The magnet temperature estimation system of the present invention includes a motor including a stator including a coil and a rotor including a permanent magnet, and a magnet temperature estimation device for estimating the temperature of the permanent magnet. The rotor is provided in the vicinity of the permanent magnet and has a temperature sensitive magnetic material whose permeability changes in accordance with its own temperature. The magnet temperature estimation device is a power supply unit that applies to the coil an AC power of a driving frequency for driving the rotor to rotate, and a superimposing unit that superimposes AC power of a measurement frequency different from the driving frequency on the AC power of the driving frequency And a temperature estimation unit which measures the impedance based on the AC power at the measurement frequency and estimates the temperature of the permanent magnet according to the measured impedance.

本発明によれば、磁石温度推定装置により測定される測定周波数でのインピーダンスは、永久磁石の温度と相関関係があることが知られている。そのため、測定周波数でのインピーダンスを測定することにより、永久磁石の温度を推定することができる。   According to the invention, it is known that the impedance at the measuring frequency measured by the magnet temperature estimation device is correlated with the temperature of the permanent magnet. Therefore, the temperature of the permanent magnet can be estimated by measuring the impedance at the measurement frequency.

また、回転子が有する感温性磁性体は、モータの回転時に回転子の温度が上昇すると、温度が上昇して透磁率が変化するので、永久磁石と固定子のコイルとの間の磁束量が変化する。そのため、高調波成分のインピーダンスにおけるインダクタンス成分が変化する。ここで、感温性磁性体は温度に対する透磁率の変化量が大きいため、単位温度あたりの測定周波数でのインピーダンスの変化量が大きくなり、測定周波数でのインピーダンスと永久磁石の温度との相関関係が顕著になる。したがって、磁石温度推定装置は永久磁石の温度を精度よく推定することができるようになることにより、永久磁石の温度の推定精度を向上させることができる。   In addition, the temperature-sensitive magnetic material of the rotor increases in temperature and changes in permeability when the temperature of the rotor rises during rotation of the motor, so the amount of magnetic flux between the permanent magnet and the coil of the stator Changes. Therefore, the inductance component in the impedance of the harmonic component changes. Here, since the temperature sensitive magnetic substance has a large amount of change in permeability with temperature, the amount of change in impedance at the measurement frequency per unit temperature becomes large, and the correlation between the impedance at the measurement frequency and the temperature of the permanent magnet Becomes noticeable. Therefore, since the magnet temperature estimation device can estimate the temperature of the permanent magnet with high accuracy, the estimation accuracy of the temperature of the permanent magnet can be improved.

図1は、第1実施形態による磁石温度推定システムの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a magnet temperature estimation system according to a first embodiment. 図2は、モータの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor. 図3は、永久磁石の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration view of a permanent magnet. 図4は、感温性磁性体の温度特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the temperature characteristics of the temperature sensitive magnetic substance. 図5は、磁石温度推定装置のシステム構成図である。FIG. 5 is a system configuration diagram of the magnet temperature estimation device. 図6は、モータをモデル化した等価回路を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit obtained by modeling a motor. 図7は、一般的なモータにおける高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm in a general motor. 図8は、本実施形態のモータにおける高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm in the motor of this embodiment. 図9は、第2実施形態のモータの一部の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a part of the motor of the second embodiment. 図10は、第3実施形態のモータの一部の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a part of the motor of the third embodiment. 図11は、感温性磁性体の循環を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining the circulation of the temperature sensitive magnetic substance.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による磁石温度推定システムについて説明する。
First Embodiment
A magnet temperature estimation system according to a first embodiment of the present invention will be described.

図1は、第1実施形態による磁石温度推定システムの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a magnet temperature estimation system according to a first embodiment.

磁石温度推定システム100は、モータ1と、磁石温度推定装置2とにより構成される。   The magnet temperature estimation system 100 includes a motor 1 and a magnet temperature estimation device 2.

モータ1は、3相で動作する永久磁石型の回転同期機(PMSM:Permanent Magnet Synchronous Motor)である。モータ1は、中空円柱状の固定子11と、固定子11の中空部に回転可能に設けられた回転子12とにより構成されている。   The motor 1 is a permanent magnet type rotary synchronous machine (PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor) operating in three phases. The motor 1 is composed of a hollow cylindrical stator 11 and a rotor 12 rotatably provided in the hollow portion of the stator 11.

固定子11は、コイルを備えており、所定の駆動周波数の交流電力がコイルに供給されると所定のタイミングで回転磁界を発生する。   The stator 11 includes a coil, and generates a rotating magnetic field at a predetermined timing when AC power of a predetermined drive frequency is supplied to the coil.

回転子12は、永久磁石を備えている。固定子11のコイルにより発生する回転磁界が永久磁石に作用することにより、コイルと永久磁石とが誘引または反発することで回転駆動力が発生して、回転子12が固定子11内で回転する。   The rotor 12 is provided with a permanent magnet. The rotating magnetic field generated by the coil of the stator 11 acts on the permanent magnet, whereby the coil and the permanent magnet are attracted or repelled to generate a rotational driving force, and the rotor 12 rotates in the stator 11 .

磁石温度推定装置2は、モータ1に駆動周波数の交流電力を供給するとともに、モータ1の回転子12が備える永久磁石の温度を推定する。   The magnet temperature estimation device 2 supplies AC power of the drive frequency to the motor 1 and estimates the temperature of the permanent magnet provided in the rotor 12 of the motor 1.

次に、図2を参照して、モータ1の詳細な構成について説明する。   Next, with reference to FIG. 2, the detailed configuration of the motor 1 will be described.

図2は、モータ1の断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor 1.

モータ1の固定子11には、固定子11の軸方向に貫通するスロット21が、固定子11の周方向に等間隔に複数形成されている。このように固定子11にスロット21を複数形成することにより、隣接するスロット21の間にティース22が構成される。そして、ティース22を巻回するように、コイル23が設けられている。   In the stator 11 of the motor 1, a plurality of slots 21 penetrating in the axial direction of the stator 11 are formed at equal intervals in the circumferential direction of the stator 11. By forming the plurality of slots 21 in the stator 11 in this manner, the teeth 22 are formed between the adjacent slots 21. And the coil 23 is provided so that the teeth 22 may be wound.

回転子12においては、軸方向に延在する空間24が形成されており、空間24に永久磁石25が挿入されている。永久磁石25は、略対向するように対をなしており、対をなした永久磁石25が、周方向に等間隔に設けられる。略対向する永久磁石25は、対向面が同じ極性となるように配置される。また、略対向する永久磁石25と、その隣にて略対向する永久磁石25とは、互いの対向面の極性が異なるように配置される。具体的には、図2に示すように、略対向する永久磁石25Aと永久磁石25Bの隣に略対向する永久磁石25C及び永久磁石25Dが設けられている場合には、永久磁石25Aと永久磁石25Bの対向面がN極であれば、永久磁石25Cと永久磁石25Dの対向面がS極となる。   In the rotor 12, an axially extending space 24 is formed, and a permanent magnet 25 is inserted into the space 24. The permanent magnets 25 form a pair so as to substantially face each other, and the paired permanent magnets 25 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The substantially opposing permanent magnets 25 are arranged such that the opposing surfaces have the same polarity. In addition, the substantially opposing permanent magnets 25 and the neighboring permanent magnets 25 that are substantially opposing are disposed such that the polarities of the opposing surfaces thereof are different. Specifically, as shown in FIG. 2, when the permanent magnet 25A and the permanent magnet 25D substantially opposite to the permanent magnet 25A and the permanent magnet 25B substantially opposite to each other are provided, the permanent magnet 25A and the permanent magnet are provided. If the opposing surface of 25B is an N pole, the opposing surfaces of the permanent magnet 25C and the permanent magnet 25D become an S pole.

コイル23は、磁石温度推定装置2(図2では不図示)から交流電力が印加されると回転磁界を発生させる。コイル23による回転磁界の方向は印加される交流電力の位相に応じて変化するため、コイル23と回転子12の永久磁石25とが誘引と反発とを交互に繰り返すことで回転駆動力が発生し、固定子11内で回転子12が回転する。   The coil 23 generates a rotating magnetic field when AC power is applied from the magnet temperature estimation device 2 (not shown in FIG. 2). Since the direction of the rotating magnetic field by the coil 23 changes in accordance with the phase of the applied AC power, the coil 23 and the permanent magnet 25 of the rotor 12 alternately repeat attraction and repulsion to generate a rotational driving force. The rotor 12 rotates in the stator 11.

また、回転子12には、永久磁石25の近傍に感温性磁性体26が設けられている。本実施形態では、感温性磁性体26は、永久磁石25の磁束の経路である、略対向する一対の永久磁石25の間にて固定子11と対向する場所に設けられている。なお、感温性磁性体26は、自身の温度に応じて透磁率が変化する部材である。感温性磁性体26は、具体的には、液体であるフェリコロイドや、固体である鉄系の合金などである。感温性磁性体26の温度特性については、図4を用いて後に説明する。なお、感温性磁性体26が液体である場合には、回転子12に封入可能な流路などが設けられ、その流路などにて感温性磁性体26が封入される。   In the rotor 12, a temperature sensitive magnetic body 26 is provided in the vicinity of the permanent magnet 25. In the present embodiment, the temperature sensitive magnetic body 26 is provided at a position facing the stator 11 between a pair of substantially facing permanent magnets 25 which is a path of the magnetic flux of the permanent magnet 25. The temperature-sensitive magnetic body 26 is a member whose permeability changes in accordance with its own temperature. Specifically, the temperature sensitive magnetic substance 26 is a liquid ferric colloid, a solid iron-based alloy, or the like. The temperature characteristics of the temperature-sensitive magnetic body 26 will be described later with reference to FIG. When the temperature-sensitive magnetic body 26 is a liquid, a flow path or the like that can be enclosed in the rotor 12 is provided, and the temperature-sensitive magnetic body 26 is sealed in the flow path or the like.

次に、図3を参照して、永久磁石25の詳細な構成について説明する。   Next, with reference to FIG. 3, the detailed configuration of the permanent magnet 25 will be described.

図3は、永久磁石25の概略構成図である。図3における上下方向は、回転子12の軸方向、すなわち、図2における紙面に向かう方向を示している。また、図3における磁束と平行な方向を磁束方向と称し、磁束方向と直交する図3の左右方向を回転子12の径方向と称するものとする。   FIG. 3 is a schematic view of the permanent magnet 25. As shown in FIG. The vertical direction in FIG. 3 indicates the axial direction of the rotor 12, that is, the direction toward the paper surface in FIG. Further, a direction parallel to the magnetic flux in FIG. 3 is referred to as a magnetic flux direction, and a lateral direction in FIG. 3 orthogonal to the magnetic flux direction is referred to as a radial direction of the rotor 12.

永久磁石25は、回転子12の軸方向に積層された複数の磁石部材31により構成されている。例えば、モータ1が高効率の運転が求められる電動自動車などに用いられる場合には、永久磁石25は、複数の磁石部材31により構成されることが多い。コイル23が印加される交流電流に応じた回転磁界を発生させると、回転子12の永久磁石25の表面において渦電流が発生して損失が発生してしまう。そこで、永久磁石25を複数の磁石部材31により構成することにより、永久磁石25を1つの磁石部材により構成する場合と比較すると、表面積を小さくすることができる。このようにすることで、渦電流の経路が短くなり、渦電流による損失を低減することができる。   The permanent magnet 25 is composed of a plurality of magnet members 31 stacked in the axial direction of the rotor 12. For example, in the case where the motor 1 is used for an electric automobile or the like for which high efficiency operation is required, the permanent magnet 25 is often configured by a plurality of magnet members 31. When the coil 23 generates a rotating magnetic field according to the applied alternating current, an eddy current is generated on the surface of the permanent magnet 25 of the rotor 12 to generate a loss. Therefore, by configuring the permanent magnet 25 with a plurality of magnet members 31, the surface area can be reduced as compared to the case where the permanent magnet 25 is configured with a single magnet member. By doing this, the path of the eddy current is shortened, and the loss due to the eddy current can be reduced.

図4は、感温性磁性体26の温度特性を示す図であり、横軸に温度が示されており、縦軸に透磁率が示されている。この図に示されるように、温度が高くなると、感温性磁性体26は透磁率が小さくなり磁束を透過しにくくなる。そのため、温度が高くなると、永久磁石25と回転子12のコイル23との間の磁束量は、減少することになる。   FIG. 4 is a graph showing the temperature characteristics of the temperature-sensitive magnetic body 26, in which the temperature is shown on the horizontal axis and the magnetic permeability is shown on the vertical axis. As shown in this figure, when the temperature rises, the temperature-sensitive magnetic body 26 has a small magnetic permeability and it becomes difficult to transmit the magnetic flux. Therefore, as the temperature increases, the amount of magnetic flux between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the rotor 12 decreases.

次に、図5を用いて、磁石温度推定装置2について説明する。   Next, the magnet temperature estimation device 2 will be described with reference to FIG.

図5は、磁石温度推定装置2のシステム構成図である。なお、各構成の入出力の線に付された2本斜線および3本斜線は、それぞれ、各構成にて入出力される値が2次元、3次元のベクトルであることを示している。   FIG. 5 is a system configuration diagram of the magnet temperature estimation device 2. Note that the two diagonal lines and the three diagonal lines attached to the input and output lines of each configuration indicate that the values input and output in each configuration are two-dimensional and three-dimensional vectors, respectively.

図5に示すように、磁石温度推定装置2は、電力供給部51と、重畳部52と、磁石温度推定部53とを有する。   As shown in FIG. 5, the magnet temperature estimation device 2 includes a power supply unit 51, an overlapping unit 52, and a magnet temperature estimation unit 53.

電力供給部51は、不図示のコントローラなどから入力されるトルク指令値Tr*に応じて、駆動周波数(基本波)の交流電力である3相電圧vu、vv、vwをモータ1に出力することにより、モータ1を回転駆動させる。 Power supply unit 51 outputs to motor 1 three-phase voltages vu, vv and vw which are AC powers of the drive frequency (fundamental wave) according to torque command value Tr * input from a controller (not shown) or the like. Thus, the motor 1 is driven to rotate.

重畳部52には、永久磁石25の温度を推定するために、基本波の駆動周波数よりも周波数が高い高調波である測定周波数の高調波電流指令値idsc*、iqsc*が入力される。そして、重畳部52は、入力に応じた高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を電力供給部51に出力することで、電力供給部51がモータ1に供給する交流電力に高調波成分の電力を重畳する。 In order to estimate the temperature of the permanent magnet 25, harmonic current command values idsc * and iqsc * of the measurement frequency, which are harmonics higher in frequency than the drive frequency of the fundamental wave, are input to the superimposing unit 52. Then, the superimposing unit 52 outputs harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * according to the input to the power supply unit 51, so that the power of the harmonic component of the AC power supplied to the motor 1 by the power supply unit 51. Is superimposed.

磁石温度推定部53は、入力された高調波電流指令値idsc*、iqsc*、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を用いて、測定周波数でのインピーダンスを求め、求めたインピーダンスを用いて永久磁石25の磁石温度Tmを推定する。 The magnet temperature estimation unit 53 obtains the impedance at the measurement frequency using the input harmonic current command values idsc * , iqsc * , and the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc *, and uses the obtained impedance for permanent The magnet temperature Tm of the magnet 25 is estimated.

高調波電流指令値idsc*、iqsc*は、上述のように、永久磁石25の温度の推定に用いる高調波の電力をモータ1に供給するための指令値である。高調波電流指令値idsc*、iqsc*の周波数は、モータ1の回転中には変更されず一定であるものとする。また、本実施形態では、高調波成分の指令値によってモータ1に回転トルクを発生させないように、q軸成分の高調波電流指令値iqsc*をゼロとし、d軸成分の高調波電流指令値idsc*だけが変更されて磁石温度推定装置2に入力されるものとする。また、高調波電流指令値の振幅は、モータ1への影響を小さくするために、基本波電流指令値の振幅よりも小さいものとする。 The harmonic current command values idsc * and iqsc * are command values for supplying the motor 1 with the power of the harmonics used to estimate the temperature of the permanent magnet 25 as described above. The frequencies of the harmonic current command values idsc * and iqsc * are constant without being changed during the rotation of the motor 1. Further, in the present embodiment, the harmonic current command value iqsc * of the q-axis component is set to zero and the harmonic current command value idsc of the d-axis component so as not to cause the motor 1 to generate rotational torque by the command value of the harmonic component. It is assumed that only * is changed and input to the magnet temperature estimation device 2. Further, the amplitude of the harmonic current command value is smaller than the amplitude of the fundamental current command value in order to reduce the influence on the motor 1.

以下では、電力供給部51、重畳部52、及び、磁石温度推定部53の詳細な構成について説明する。   Hereinafter, detailed configurations of the power supply unit 51, the superimposing unit 52, and the magnet temperature estimating unit 53 will be described.

電力供給部51は、電力制御部510、減算器511、電流制御部512、加算器513、座標変換部514、電力変換部515、電流検出部516、座標変換部517、及び、バンドストップフィルター518を備える。   Power supply unit 51 includes power control unit 510, subtractor 511, current control unit 512, adder 513, coordinate conversion unit 514, power conversion unit 515, current detection unit 516, coordinate conversion unit 517, and band stop filter 518. Equipped with

また、電力供給部51においては、モータ1のトルク指令値Tr*が、電力制御部510に入力されるとともに、重畳部52の共振制御部522から高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*が、加算器513に入力される。そして、電力変換部515は、これらの入力に応じて、3相電圧vu、vv、vwをモータ1に出力する。 In power supply unit 51, torque command value Tr * of motor 1 is input to power control unit 510, and harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * from resonance control unit 522 of superposition unit 52 are The signal is input to the adder 513. Then, power conversion unit 515 outputs three-phase voltages vu, vv, vw to motor 1 in accordance with these inputs.

電力制御部510は、トルク指令値Tr*と磁石温度推定部53からの永久磁石25の推定温度Tmとから、予め記憶しているテーブルなどを用いて、モータ1にて所望のトルクを発生させる基本波電流指令値idsf*、iqsf*を求め、減算器511に出力する。なお、電力制御部510は、モータ1の回転速度や、モータ1の駆動源となる不図示のバッテリーからの直流電力の大きさなどに応じて、基本波電流指令値を算出してもよい。 Electric power control unit 510 causes motor 1 to generate a desired torque using a table stored in advance from torque command value Tr * and estimated temperature Tm of permanent magnet 25 from magnet temperature estimation unit 53. The fundamental wave current command values idsf * and iqsf * are obtained and output to the subtractor 511. Power control unit 510 may calculate the fundamental wave current command value in accordance with the rotational speed of motor 1 or the magnitude of DC power from a battery (not shown) serving as a drive source of motor 1.

なお、基本波電流指令値idsf*、iqsf*の周波数は、モータ1を回転させる回転速度に応じて変化する。また、基本波電流指令値idsf*、iqsf*は、回転座標軸(dq軸)を用いて表されている。 The frequencies of the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * change according to the rotational speed at which the motor 1 is rotated. The fundamental wave current command values idsf * and iqsf * are represented using rotational coordinate axes (dq axes).

ここで、モータ1の回転速度が速い場合には、コイル23を交番する永久磁石25の磁束が多くなるため、固定子11にて大きな逆起電力が発生してしまう。そこで、回転駆動力を発生させる電流に加えて弱め界磁電流と称される電流をモータ1に印加することにより、永久磁石25の磁束とは逆向きの磁束を発生させて、固定子11にて発生する逆起電力を低減することが行われている。   Here, when the rotational speed of the motor 1 is fast, the magnetic flux of the permanent magnet 25 which alternates the coil 23 increases, so a large counter electromotive force is generated in the stator 11. Therefore, in addition to the current that generates the rotational driving force, a current called field weakening current is applied to the motor 1 to generate a magnetic flux in the opposite direction to the magnetic flux of the permanent magnet 25 and cause the stator 11 to It is carried out to reduce the back electromotive force generated.

本実施形態においては、図2に示したように回転子12に感温性磁性体26が設けられているため、コイル23を交番する永久磁石25の磁束は、図4に示したように感温性磁性体26の温度に応じて変化する。また、感温性磁性体26は、永久磁石25の近傍に設けられるため、永久磁石25と感温性磁性体26との温度は同じとみなすことができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, since the temperature sensitive magnetic body 26 is provided on the rotor 12, as shown in FIG. 4, the magnetic flux of the permanent magnet 25 alternating the coil 23 is sensed as shown in FIG. It changes according to the temperature of the temperature-sensitive magnetic body 26. Further, since the temperature sensitive magnetic body 26 is provided in the vicinity of the permanent magnet 25, the temperatures of the permanent magnet 25 and the temperature sensitive magnetic body 26 can be regarded as the same.

そこで、電力制御部510は、予め設計によって求めた、トルク指令値Tr*及び感温性磁性体26の温度と、感温性磁性体26の透磁率の変化に応じた弱め界磁電流が考慮された電流指令値との対応関係をテーブルに記憶している。電力制御部510は、トルク指令値Tr*と永久磁石25の推定温度Tmとから、予め記憶している対応関係を示すテーブルを用いて、基本波電流指令値idsf*、iqsf*を求めることができる。 Therefore, the power control unit 510 takes into consideration the torque command value Tr * , the temperature of the temperature sensitive magnetic body 26, and the field weakening current according to the change of the magnetic permeability of the temperature sensitive magnetic body 26, which are obtained in advance by design. The corresponding relationship with the current command value stored is stored in the table. Power control unit 510 obtains fundamental wave current command values idsf * and iqsf * from the torque command value Tr * and the estimated temperature Tm of permanent magnet 25 using a table indicating the correspondence relationship stored in advance. it can.

減算器511は、基本波電流指令値idsf*、iqsf*から、それぞれ基本波検出電流値idsf、iqsfを減算し、これらの減算結果を電流制御部512に出力する。なお、基本波検出電流値idsf、iqsfは、モータ1に印加され電流の検出値の基本波成分である。 The subtractor 511 subtracts the fundamental wave detection current values idsf and iqsf from the fundamental wave current command values idsf * and iqsf * , and outputs the subtraction results to the current control unit 512. The fundamental wave detection current values idsf and iqsf are fundamental wave components of the detection value of the current applied to the motor 1.

電流制御部512は、減算器511の減算結果がそれぞれゼロに近づくように、すなわち、基本波電流指令値idsf*、iqsf*と、基本波電流検出値idsf、iqsfとの偏差がなくなるように比例積分制御を行い、第1電圧指令値vd0*、vq0*を加算器513に出力する。 The current control unit 512 is proportional such that the subtraction results of the subtractor 511 approach zero, that is, the deviations between the fundamental current command values idsf * and iqsf * and the fundamental current detection values idsf and iqsf disappear. Integral control is performed, and the first voltage command values vd0 * and vq0 * are output to the adder 513.

加算器513は、電流制御部512から出力された第1電圧指令値vd0*、vq0*に、重畳部52の共振制御部522から出力された高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を加算する。そして、加算器513は、高調波成分が重畳された第2電圧指令値vds*、vqs*を座標変換部514へ出力する。 The adder 513 adds the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * output from the resonance control unit 522 of the superimposing unit 52 to the first voltage command values vd0 * and vq0 * output from the current control unit 512. . Then, the adder 513 outputs the second voltage command values vds * and vqs * on which the harmonic components are superimposed to the coordinate conversion unit 514.

座標変換部514は、加算器513から出力された第2電圧指令値vds*、vqs*に対して、回転座標(dq軸)から3相座標(uvw相)への変換を行い、3相電圧指令値vu*、vv*、vw*を算出する。そして、座標変換部514は、算出した3相電圧指令値vu*、vv*、vw*を、電力変換部515に出力する。 The coordinate conversion unit 514 converts the second voltage command values vds * and vqs * output from the adder 513 from rotational coordinates (dq axis) to three-phase coordinates (uvw phase), and converts the three-phase voltage The command values vu * , vv * , vw * are calculated. Then, coordinate conversion unit 514 outputs the calculated three-phase voltage command values vu * , vv * and vw * to power conversion unit 515.

電力変換部515は、例えばコンバータとインバータで構成される電力変換回路を備えている。また、電力変換部515には、不図示のバッテリーから直流電力が供給されている。電力変換部515は、3相電圧指令値vu*、vv*、vw*によりインバータが制御されることで、バッテリーからの直流電力を交流である3相電圧vu、vv、vwに変換して、モータ1に出力する。なお、インバータとしては、電圧型インバータまたは電流型インバータを用いることができる。 The power conversion unit 515 includes, for example, a power conversion circuit configured of a converter and an inverter. In addition, DC power is supplied to the power conversion unit 515 from a battery (not shown). Power conversion unit 515 converts the DC power from the battery into three-phase voltages vu, vv, vw, which are alternating currents, by controlling the inverters according to three-phase voltage command values vu * , vv * , vw * . Output to motor 1 Note that a voltage inverter or a current inverter can be used as the inverter.

電流検出部516は、例えばホール素子などを用いて構成され、3相電圧vu、vv、vwがモータ1に印加される際に、磁石温度推定装置2からモータ1へと流れる3相電流iu、iv、iwを検出する。電流検出部516は、検出した3相電流iu、iv、iwを座標変換部517に出力する。   Current detection unit 516 is configured using, for example, a Hall element, and when three-phase voltages vu, vv, vw are applied to motor 1, three-phase current iu flowing from magnet temperature estimation device 2 to motor 1 Detect iv and iw. The current detection unit 516 outputs the detected three-phase currents iu, iv, iw to the coordinate conversion unit 517.

座標変換部517は、電流検出部516により検出された3相電流iu、iv、iwに対して、3相座標から回転座標への座標変換を行い、検出電流ids、iqsを求める。そして、座標変換部517は、求めた検出電流ids、iqsを、バンドストップフィルター518、および、重畳部52のバンドパスフィルター523に出力する。   The coordinate conversion unit 517 performs coordinate conversion from three-phase coordinates to rotational coordinates on the three-phase currents iu, iv, and iw detected by the current detection unit 516 to obtain detection currents ids and iqs. Then, the coordinate conversion unit 517 outputs the obtained detection currents ids and iqs to the band stop filter 518 and the band pass filter 523 of the superimposing unit 52.

バンドストップフィルター518は、重畳された高調波の周波数帯の信号をカットする。これにより、バンドストップフィルター518は、検出電流ids、iqsの高調波成分をカットして求めた基本波検出電流値idsf、iqsfを減算器511に出力する。   The band stop filter 518 cuts the signal of the frequency band of the superimposed harmonics. Thereby, the band stop filter 518 outputs the fundamental wave detection current values idsf and iqsf obtained by cutting the harmonic components of the detection currents ids and iqs to the subtractor 511.

重畳部52は、減算器521と、共振制御部522と、バンドパスフィルター523とを備える。重畳部52は、減算器521への高調波電流指令値idsc*、iqsc*の入力に応じて、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を電力供給部51の加算器513および磁石温度推定部53に出力する。 The superposition unit 52 includes a subtractor 521, a resonance control unit 522, and a band pass filter 523. The superimposing unit 52 adds the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * to the adder 513 and the magnet temperature estimation unit of the power supply unit 51 according to the input of the harmonic current command values idsc * and iqsc * to the subtractor 521. Output to 53.

バンドパスフィルター523は、高調波の周波数帯の信号のみを通す。これにより、バンドパスフィルター523は、座標変換部517から出力される検出電流ids、iqsの基本波成分をカットして求めた高調波検出電流値idsc、iqscを減算器521に出力する。   The band pass filter 523 passes only signals in the harmonic frequency band. Accordingly, the band pass filter 523 outputs the harmonic detection current values idsc and iqsc obtained by cutting the fundamental wave components of the detection currents ids and iqs output from the coordinate conversion unit 517 to the subtractor 521.

減算器521には、高調波電流指令値idsc*、iqsc*が入力されるとともに、バンドパスフィルター523からの高調波検出電流値idsc、iqscがフィードバック入力される。減算器521は、高調波電流指令値idsc*、iqsc*から高調波検出電流値idsc、iqscを減算し、その減算結果を共振制御部522に出力する。 The harmonic current command values idsc * and iqsc * are input to the subtractor 521, and the harmonic detection current values idsc and iqsc from the band pass filter 523 are feedback input. Subtractor 521, the harmonic current command value IDSC *, harmonics detection current value IDSC, the Iqsc subtracted from Iqsc *, and outputs the subtraction result to the resonance controller 522.

共振制御部522は、減算器521からの出力がゼロに近づくように、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を生成する。そして、共振制御部522は、高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*を、電力供給部51の加算器513、及び、磁石温度推定部53の温度推定部531に出力する。 The resonance control unit 522 generates harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * such that the output from the subtractor 521 approaches zero. The resonance control unit 522 then outputs the harmonic voltage command values vdsc * and vqsc * to the adder 513 of the power supply unit 51 and the temperature estimation unit 531 of the magnet temperature estimation unit 53.

なお、共振制御部522は、高調波電圧指令値の振幅や、高調波電圧指令値の出力間隔を任意に設定することができる。なお、q軸成分の高調波電圧指令値vqsc*は、モータ1の回転トルクの制御に用いられる。そのため、モータ1の回転トルクに影響を与えないように、共振制御部522は、q軸成分の高調波電圧指令値vqsc*としてゼロを出力し、d軸成分の高調波電圧指令値vdsc*のみを変化させて出力する。 The resonance control unit 522 can arbitrarily set the amplitude of the harmonic voltage command value and the output interval of the harmonic voltage command value. The harmonic voltage command value vqsc * of the q-axis component is used to control the rotational torque of the motor 1. Therefore, so as not to affect the rotation torque of the motor 1, the resonance control section 522 outputs zero as the harmonic voltage command value of q-axis component Vqsc *, harmonic voltage command values of the d-axis component Vdsc * only Changes and outputs.

本実施形態では、共振制御部522は、パルセイティング・ベクトル・インジェクション(Pulsating vector injection)方式によって高調波電圧指令値vdsc*を出力するものとする。具体的には、共振制御部522は、高調波電圧指令値vdsc*に正負の符号を交互に付して出力する。このようにすることにより、モータ1への指令値として加算器513から出力される第2電圧指令値vds*、vqs*においては、d軸方向に高調波電圧指令値vdsc*の進みと遅れとが交互に生じることになる。 In the present embodiment, the resonance control unit 522 outputs the harmonic voltage command value vdsc * by a Pulsating vector injection method. Specifically, resonance control unit 522 alternately applies positive and negative signs to harmonic voltage command value vdsc * and outputs the same. By doing this, in the second voltage command values vds * and vqs * outputted from the adder 513 as command values to the motor 1, the lead and delay of the harmonic voltage command value vdsc * in the d-axis direction Will occur alternately.

磁石温度推定部53には、高調波電流指令値idsc*、iqsc*が入力されるとともに、重畳部52の共振制御部522から高調波電圧指令値vdsc*、vqsc*が入力される。なお、上述のように、q軸成分の高調波電流指令値iqsc*、及び、高調波電圧指令値vqsc*はゼロである。磁石温度推定部53は、高調波電圧指令値と高調波電流指令値とを用いて測定したインピーダンスに応じて、永久磁石25の温度を推定する。 The magnet temperature estimating unit 53, the harmonic current command value IDSC *, with Iqsc * is input, the harmonic voltage instruction value vdsc from the resonance control unit 522 of the superimposing unit 52 *, vqsc * is input. As described above, the harmonic current command value iqsc * of the q-axis component and the harmonic voltage command value vqsc * are zero. The magnet temperature estimation unit 53 estimates the temperature of the permanent magnet 25 according to the impedance measured using the harmonic voltage command value and the harmonic current command value.

なお、磁石温度推定部53は、重畳される高調波の周波数に応じた不図示のバンドパスフィルターを有しており、パルセイティング・ベクトル・インジェクション方式で印加された高調波電圧指令値vdsc*の正または負のいずれかの値を抽出する。磁石温度推定部53は、入力された高調波電流指令値idsc*と、バンドパスフィルターを経た高調波電圧指令値vdsc*とを用いて、高調波成分のインピーダンスZhを算出することができる。 The magnet temperature estimation unit 53 has a band pass filter (not shown) according to the frequency of the harmonic to be superimposed, and the harmonic voltage command value vdsc * applied by the pulsating vector injection method is obtained . Extract either positive or negative values. The magnet temperature estimation unit 53 can calculate the impedance Zh of the harmonic component using the inputted harmonic current command value idsc * and the harmonic voltage command value vdsc * that has passed through the band pass filter.

ここで、高調波成分のインピーダンスZhの実部Rdは、固定子11の永久磁石25の温度と相関関係があることが知られている。そのため、磁石温度推定部53は、高調波インピーダンスの実部Rdと永久磁石25の温度との相関関係を示すテーブルを予め記憶しておき、算出した高調波インピーダンスの実部Rdと記憶している相関関係を示すテーブルとを用いて、永久磁石25の温度を推定することができる。   Here, it is known that the real part Rd of the impedance Zh of the harmonic component has a correlation with the temperature of the permanent magnet 25 of the stator 11. Therefore, the magnet temperature estimation unit 53 stores in advance a table indicating the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the temperature of the permanent magnet 25, and stores it as the calculated real part Rd of the harmonic impedance. The temperature of the permanent magnet 25 can be estimated using a table showing the correlation.

ここで、図6を用いて、磁石温度推定部53により測定される高調波インピーダンスの実部Rdと、永久磁石25の温度との相関関係について説明する。   Here, the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance measured by the magnet temperature estimation unit 53 and the temperature of the permanent magnet 25 will be described with reference to FIG.

図6は、磁石温度推定装置2にて磁石温度が推定される一般的なモータをモデル化した等価回路を示す図である。図6(a)にモータの構成が示されており、図6(b)には図6(a)のモータと等価な磁束回路が示されている。この図におけるモータ1の回転子12には、感温性磁性体26は設けられていないものとする。   FIG. 6 is a diagram showing an equivalent circuit obtained by modeling a general motor whose magnet temperature is estimated by the magnet temperature estimation device 2. FIG. 6 (a) shows the configuration of the motor, and FIG. 6 (b) shows a magnetic flux circuit equivalent to the motor of FIG. 6 (a). It is assumed that the temperature sensitive magnetic body 26 is not provided on the rotor 12 of the motor 1 in this figure.

なお、この図においては、図5に示した電力変換部515から出力される3相電圧vu、vv、vwの高調波成分が高調波電圧Vhとしてコイル23に印加される。また、コイル23に印加される電流の高調波成分が高調波電流Ihとして示されている。この高調波電流Ihは、図5の電流検出部516にて検出される3相電流iu、iv、iwの高調波成分である。   In this figure, harmonic components of the three-phase voltages vu, vv, vw output from the power conversion unit 515 shown in FIG. 5 are applied to the coil 23 as the harmonic voltage Vh. The harmonic component of the current applied to the coil 23 is shown as a harmonic current Ih. The harmonic current Ih is a harmonic component of the three-phase current iu, iv, iw detected by the current detection unit 516 in FIG.

図6を参照すれば、コイル23に磁石温度推定装置2(図6では不図示)から高調波電圧Vhが印加されると、コイル23と永久磁石25との間で高調波成分を有する回転磁界が発生する。一方、永久磁石25の表面においては、コイル23により発生する回転磁界の高調波成分に応じて渦電流が発生する。そのため、永久磁石25は、インダクタンス成分を有することになる。このようにして、モータ1が回転しているときには、固定子11と回転子12とにより磁束回路が構成されることになる。   Referring to FIG. 6, when harmonic voltage Vh is applied to coil 23 from magnet temperature estimation device 2 (not shown in FIG. 6), a rotating magnetic field having a harmonic component between coil 23 and permanent magnet 25. Occurs. On the other hand, on the surface of the permanent magnet 25, an eddy current is generated in accordance with the harmonic component of the rotating magnetic field generated by the coil 23. Therefore, the permanent magnet 25 has an inductance component. Thus, when the motor 1 is rotating, the stator 11 and the rotor 12 constitute a magnetic flux circuit.

ここで、コイル23は、抵抗成分がRcであり、インダクタンス成分がLcであるものとする。   Here, it is assumed that the coil 23 has a resistance component Rc and an inductance component Lc.

また、永久磁石25は、抵抗成分がRmであり、インダクタンス成分がLmであるものとする。永久磁石25の抵抗成分Rmは、磁石温度Tmに応じて変化するためRm(Tm)と示すことができる。また、永久磁石25のインダクタンス成分Lmは、磁石温度Tm、および、高調波電流値Ihに応じて変化するため、Lm(Tm,Ih)と示すことができる。   The permanent magnet 25 has a resistance component Rm and an inductance component Lm. The resistance component Rm of the permanent magnet 25 can be expressed as Rm (Tm) because it changes according to the magnet temperature Tm. Further, since the inductance component Lm of the permanent magnet 25 changes in accordance with the magnet temperature Tm and the harmonic current value Ih, it can be expressed as Lm (Tm, Ih).

ここで、高調波電圧Vhと高調波電流値Ihとから、Zh=Vh/Ihの関係を用いて高調波インピーダンスZhを演算する。そのような場合には、高調波インピーダンスZhの実部Rdは、式(1)で表される。   Here, the harmonic impedance Zh is calculated from the harmonic voltage Vh and the harmonic current value Ih using the relationship of Zh = Vh / Ih. In such a case, the real part Rd of the harmonic impedance Zh is expressed by equation (1).

Figure 0006544105
Figure 0006544105

ただし、Mは相互インダクタンス、ωは高調波電圧Vhの角周波数である。なお、相互インダクタンスMは、磁石温度Tm、および、高調波電流値Ihに応じて変化するため、M(Tm,Ih)と示される。式(1)によれば、高調波インピーダンスの実部Rdは、永久磁石25の温度である磁石温度Tmと、図7に示すような相関関係がある。   Here, M is a mutual inductance, and ω is an angular frequency of the harmonic voltage Vh. The mutual inductance M is shown as M (Tm, Ih) because it changes according to the magnet temperature Tm and the harmonic current value Ih. According to the equation (1), the real part Rd of the harmonic impedance has a correlation as shown in FIG. 7 with the magnet temperature Tm which is the temperature of the permanent magnet 25.

図7は、図6に示したような、回転子12に感温性磁性体26が設けられていないモータにおける、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示すグラフである。横軸は、磁石温度Tmを示し、縦軸は、高調波インピーダンスの実部Rdを示している。図7には、磁石温度Tmが増加すると高調波インピーダンスの実部Rdが増加するような相関関係が示されている。そのため、磁石温度推定部53は、求めた高調波インピーダンスの実部Rdと、図7に示したような相関関係とを用いることにより、磁石温度Tmを推定することができる。   FIG. 7 is a graph showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm in the motor in which the temperature-sensitive magnetic body 26 is not provided on the rotor 12 as shown in FIG. . The horizontal axis indicates the magnet temperature Tm, and the vertical axis indicates the real part Rd of the harmonic impedance. FIG. 7 shows a correlation in which the real part Rd of the harmonic impedance increases as the magnet temperature Tm increases. Therefore, the magnet temperature estimation unit 53 can estimate the magnet temperature Tm by using the calculated real part Rd of the harmonic impedance and the correlation as shown in FIG. 7.

次に、本実施形態のように、回転子12が感温性磁性体26を備えるモータについて説明する。感温性磁性体26は、図4に示したように、自身の温度が上昇すると透磁率が低下する。また、感温性磁性体26は、図2に示したように永久磁石25と固定子11のコイル23との間に設けられている。そのため、永久磁石25の温度が上昇して、感温性磁性体26の温度が上昇すると、永久磁石25と固定子11のコイル23との間の磁束が減少するので、永久磁石25のインダクタンス成分のLmは小さくなる。したがって、式(1)により求められる、高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係は、図8のようになる。   Next, as in the present embodiment, a motor in which the rotor 12 includes the temperature sensitive magnetic body 26 will be described. As shown in FIG. 4, the temperature-sensitive magnetic body 26 has its permeability decreased as its temperature rises. Further, as shown in FIG. 2, the temperature sensitive magnetic body 26 is provided between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the stator 11. Therefore, when the temperature of the permanent magnet 25 rises and the temperature of the temperature-sensitive magnetic body 26 rises, the magnetic flux between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the stator 11 decreases, so the inductance component of the permanent magnet 25 decreases. Lm of becomes smaller. Therefore, the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm, which is obtained by the equation (1), is as shown in FIG.

図8は、回転子12に感温性磁性体26が設けられている場合の高調波インピーダンスの実部Rdと磁石温度Tmとの相関関係を示す図である。横軸は、磁石温度Tmを示し、縦軸は、高調波インピーダンスの実部Rdを示している。ここで、感温性磁性体26が設けられている図8と、感温性磁性体26が設けられていない図7とを比較すると、高調波インピーダンスの実部Rdの単位温度あたりの変化量は、図8に示したような感温性磁性体26が設けられている場合の方が大きい。これは、式(1)における第2項の分母に含まれる永久磁石25のインダクタンス成分Lmが、温度の上昇に伴って減少するためである。   FIG. 8 is a view showing the correlation between the real part Rd of the harmonic impedance and the magnet temperature Tm when the temperature sensitive magnetic body 26 is provided on the rotor 12. The horizontal axis indicates the magnet temperature Tm, and the vertical axis indicates the real part Rd of the harmonic impedance. Here, when comparing FIG. 8 in which the temperature sensitive magnetic body 26 is provided with FIG. 7 in which the temperature sensitive magnetic body 26 is not provided, the amount of change per unit temperature of the real part Rd of the harmonic impedance Is larger when the temperature sensitive magnetic body 26 as shown in FIG. 8 is provided. This is because the inductance component Lm of the permanent magnet 25 included in the denominator of the second term in the equation (1) decreases as the temperature rises.

したがって、図5の磁石温度推定部53は、図8の相関関係を用いることにより、永久磁石25の磁石温度Tmを精度よく推定することができる。   Therefore, the magnet temperature estimation unit 53 of FIG. 5 can accurately estimate the magnet temperature Tm of the permanent magnet 25 by using the correlation of FIG. 8.

第1実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the first embodiment.

第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、磁石温度推定装置2において、重畳部52は、電力供給部51からモータ1へ供給される基本波の電力に、高調波の電力を重畳させる。そして、磁石温度推定部53は、高調波成分のインピーダンスZhを測定する。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, in the magnet temperature estimation device 2, the superimposing unit 52 superimposes the power of the harmonic on the power of the fundamental wave supplied from the power supply unit 51 to the motor 1 . Then, the magnet temperature estimation unit 53 measures the impedance Zh of the harmonic component.

ここで、高調波インピーダンスの実部Rdは、式(1)に示したように、永久磁石25の温度と相関関係があることが知られている。そのため、磁石温度推定部53は、高調波インピーダンスの実部Rdを測定し、測定した高調波インピーダンスの実部Rdと予め記憶している相関関係を示すテーブルとを用いることで、永久磁石25の温度を推定することができる。   Here, it is known that the real part Rd of the harmonic impedance has a correlation with the temperature of the permanent magnet 25 as shown in the equation (1). Therefore, the magnet temperature estimation unit 53 measures the real part Rd of the harmonic impedance, and uses the measured real part Rd of the harmonic impedance and the table indicating the correlation stored in advance, thereby The temperature can be estimated.

本実施形態においては、回転子12が感温性磁性体26を備えることにより、永久磁石25と固定子11のコイル23との間の磁束量が、感温性磁性体26の温度に応じて変化する。そのため、永久磁石25のインダクタンス成分Lmは、感温性磁性体26の温度特性の影響を受けることになる。そのため、式(1)で示される高調波インピーダンスの実部Rdは、図8に示したように単位温度あたりの変化量が大きくなるため、磁石温度推定部53による永久磁石25の磁石温度の推定精度を向上させることができる。   In the present embodiment, the rotor 12 includes the temperature sensitive magnetic body 26 so that the amount of magnetic flux between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the stator 11 corresponds to the temperature of the temperature sensitive magnetic body 26. Change. Therefore, the inductance component Lm of the permanent magnet 25 is affected by the temperature characteristic of the temperature sensitive magnetic body 26. Therefore, the real part Rd of the harmonic impedance represented by the equation (1) has a large amount of change per unit temperature as shown in FIG. 8, so the magnet temperature estimation unit 53 estimates the magnet temperature of the permanent magnet 25. Accuracy can be improved.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、感温性磁性体26は、永久磁石25と固定子11のコイル23との間に設けられている。そのため、感温性磁性体26の温度が上昇して感温性磁性体26の透磁率が小さくなると、永久磁石25と固定子11のコイル23との間の磁束量が減少する。   Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, the temperature sensitive magnetic body 26 is provided between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the stator 11. Therefore, when the temperature of the temperature sensitive magnetic body 26 rises and the magnetic permeability of the temperature sensitive magnetic body 26 decreases, the amount of magnetic flux between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the stator 11 decreases.

ここで、モータ1の回転速度が速い場合には、固定子11のコイル23において永久磁石25の磁束の交番が頻繁に行われることになるため、コイル23にて発生する逆起電力が大きくなり過ぎてしまう。そこで、逆起電力を発生させる永久磁石25の磁界の向きとは逆方向に磁界を発生させるために、固定子11のコイル23に弱め界磁電流を印加する必要がある。   Here, when the rotational speed of the motor 1 is fast, alternating of the magnetic flux of the permanent magnet 25 is frequently performed in the coil 23 of the stator 11, so the back electromotive force generated in the coil 23 becomes large. It will pass. Therefore, it is necessary to apply a field weakening current to the coil 23 of the stator 11 in order to generate a magnetic field in the direction opposite to the direction of the magnetic field of the permanent magnet 25 that generates a back electromotive force.

しかしながら、モータ1の回転速度が速い場合には、回転子12の温度が上昇するため、感温性磁性体26の温度が上昇して透磁率が減少する。このように感温性磁性体26の透磁率が減少することで、固定子11のコイル23にて交番する永久磁石25の磁束が少なくなる。そのため、逆起電力が小さくなり、大電力の弱め界磁電力を印加しなくても、固定子11のコイル23における誘起電力が小さくなるため、固定子11における発熱が抑制され、モータ1の運転効率を高めることができる。   However, when the rotational speed of the motor 1 is high, the temperature of the rotor 12 rises, so the temperature of the temperature-sensitive magnetic body 26 rises and the permeability decreases. As the magnetic permeability of the temperature-sensitive magnetic body 26 decreases as described above, the magnetic flux of the permanent magnet 25 alternating with the coil 23 of the stator 11 decreases. Therefore, the back electromotive force is reduced, and the induced power in the coil 23 of the stator 11 is reduced without applying the large field weakening field power, so that the heat generation in the stator 11 is suppressed, and the operation of the motor 1 is performed. Efficiency can be improved.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、電力制御部510は、トルク指令値Tr*と、磁石温度推定部53により推定された永久磁石25の推定温度Tmとに応じて、モータ1への指令値である基本波電流指令値idsf*、iqsf*を求める。電力制御部510におけるモータ1の指令値算出に永久磁石25の推定温度Tmを用いることにより、感温性磁性体26の透磁率の変化に応じた弱め界磁電流を考慮してモータ1への指令値を求めることができるため、モータ1の運転効率を向上させることができる。 Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, the power control unit 510 responds to the torque command value Tr * and the estimated temperature Tm of the permanent magnet 25 estimated by the magnet temperature estimation unit 53, Fundamental wave current command values idsf * and iqsf * which are command values to the motor 1 are obtained. By using the estimated temperature Tm of the permanent magnet 25 to calculate the command value of the motor 1 in the power control unit 510, the field weakening current corresponding to the change in the magnetic permeability of the temperature sensitive magnetic body 26 is taken into consideration. Since the command value can be obtained, the operating efficiency of the motor 1 can be improved.

また、第1実施形態の磁石温度推定システム100によれば、感温性磁性体26は、回転子12に設けられた封入可能な流路などに封入されてもよい。このようにすることにより、感温性磁性体26を隙間なく充填することができるため、固体の感温性磁性体26と比較すると、磁束抵抗を発生させる空気層などが形成されるおそれを低減できる。そのため、磁気抵抗の増加を抑制することにより、モータ1の回転効率を向上させることができる。   Further, according to the magnet temperature estimation system 100 of the first embodiment, the temperature sensitive magnetic body 26 may be enclosed in a sealable flow path or the like provided in the rotor 12. In this way, the temperature sensitive magnetic body 26 can be filled without gaps, so that the possibility of the formation of an air layer or the like that generates magnetic flux resistance is reduced as compared with the solid temperature sensitive magnetic body 26. it can. Therefore, the rotation efficiency of the motor 1 can be improved by suppressing the increase of the magnetic resistance.

(第2実施形態)
第1実施形態においては、感温性磁性体26が永久磁石25と回転子12との間に設けられる例について説明したが、第2実施形態においては、感温性磁性体26が回転子12の他の場所に設けられる例について説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, an example in which the temperature sensitive magnetic body 26 is provided between the permanent magnet 25 and the rotor 12 has been described, but in the second embodiment, the temperature sensitive magnetic body 26 is the rotor 12. An example provided at another place of will be described.

図9は、第2実施形態のモータ1の一部の断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view of a part of the motor 1 according to the second embodiment.

図9によれば、回転子12に設けられた空間24に永久磁石25が挿入されている。そして、その空間24のうちの、永久磁石25の図3に示した径方向の面と固定子11との間の空隙に、感温性磁性体26が配置されている。このような、永久磁石25の径方向の面と固定子11との間の空隙は、永久磁石25のN極の面からS極の面へと向かう磁束の短絡を防ぐために設けられている。感温性磁性体26は、このような磁束の短絡を防ぐ空隙に設けられている。   According to FIG. 9, permanent magnet 25 is inserted into space 24 provided in rotor 12. In the space 24, the temperature sensitive magnetic body 26 is disposed in the space between the stator 11 and the radial surface of the permanent magnet 25 shown in FIG. 3. Such an air gap between the radial surface of the permanent magnet 25 and the stator 11 is provided to prevent a short circuit of the magnetic flux from the surface of the N pole of the permanent magnet 25 to the surface of the S pole. The temperature sensitive magnetic body 26 is provided in an air gap which prevents such a short circuit of the magnetic flux.

第2実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the second embodiment.

第2実施形態の磁石温度推定システム100によれば、永久磁石25の磁束の短絡を防ぐ空隙に設けられている。一般に、永久磁石25は、極低温状態においては、発生させる磁束量が非常に多くなる。そのため、モータ1が極低温状態にて使用される場合においては、永久磁石25と回転子12のコイル23との間の磁束量が非常に多くなってしまい、モータ1の回転に伴って固定子11のコイル23にて発生する励起電力が、設計上許容できる上限値を上回るおそれがある。   According to the magnet temperature estimation system 100 of the second embodiment, it is provided in the air gap that prevents the short circuit of the magnetic flux of the permanent magnet 25. In general, the permanent magnet 25 generates a very large amount of magnetic flux in a cryogenic state. Therefore, when the motor 1 is used in a cryogenic state, the amount of magnetic flux between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the rotor 12 becomes very large, and the stator is rotated with the rotation of the motor 1. The excitation power generated by the coil 23 of 11 may exceed the upper limit allowable in design.

しかしながら、極低温状態においては、感温性磁性体26の透磁率が大きくなり磁束を通しやすくなるため、永久磁石25の磁束の一部が空隙にて短絡されることになる。したがって、永久磁石25と固定子11のコイル23との間の磁束量が少なくなるため、発生する励起電力が小さくなり、モータ1を安全に駆動させることができる。   However, in the extremely low temperature state, the magnetic permeability of the temperature-sensitive magnetic body 26 is increased to easily pass the magnetic flux, so that a part of the magnetic flux of the permanent magnet 25 is short-circuited by the air gap. Therefore, the amount of magnetic flux between the permanent magnet 25 and the coil 23 of the stator 11 is reduced, so that the generated excitation power is reduced, and the motor 1 can be safely driven.

(第3実施形態)
第1及び第2実施形態においては、感温性磁性体26が常に同じ場所にある例について説明したが、これに限らない。第3実施形態においては、感温性磁性体26が回転子12に設けられた流路を流れるヒートポンプが構成されている例について説明する。
Third Embodiment
In the first and second embodiments, an example in which the temperature sensitive magnetic substance 26 is always in the same place has been described, but the present invention is not limited to this. In the third embodiment, an example in which a heat pump in which the temperature-sensitive magnetic body 26 flows in a flow path provided in the rotor 12 will be described.

図10は、第3実施形態のモータ1の一部の上面図である。   FIG. 10 is a top view of a portion of the motor 1 of the third embodiment.

本実施形態においては、感温性磁性体26は流体であるものとする。そして、回転子12には循環路1001が構成されており、循環路1001に、感温性磁性体26が設けられている。また、永久磁石25の表面においては、図3に示した径方向の固定子11側の端面がモータ1の回転時に最も温度が高くなるものとする。なお、このようなモータ1の回転時における回転子12内の温度分布は、設計によって求めることができる。   In the present embodiment, the temperature sensitive magnetic body 26 is a fluid. A circulation path 1001 is formed in the rotor 12, and a temperature sensitive magnetic body 26 is provided in the circulation path 1001. Further, on the surface of the permanent magnet 25, it is assumed that the end surface on the side of the stator 11 in the radial direction shown in FIG. 3 has the highest temperature when the motor 1 rotates. The temperature distribution in the rotor 12 at the time of such rotation of the motor 1 can be determined by design.

図11は、感温性磁性体26の循環を説明するための図である。この図に示された永久磁石25の面NはN極の面であり、面SはS極の面である。永久磁石25は、面Nから面Sに向かって磁束を発生させるものとする。   FIG. 11 is a diagram for explaining the circulation of the temperature sensitive magnetic substance 26. As shown in FIG. The surface N of the permanent magnet 25 shown in this figure is the surface of the N pole, and the surface S is the surface of the S pole. The permanent magnet 25 generates a magnetic flux from the surface N toward the surface S.

ここで、永久磁石25の表面のうちのモータ1の運転時に最も温度が高くなる径方向の固定子11側の端面の近傍の領域Aにおいては、永久磁石25により矢印で示すようなN極からS極へと向かう磁束が発生している。   Here, in the area A in the vicinity of the end face on the side of the stator 11 in the radial direction where the temperature is highest during operation of the motor 1 among the surfaces of the permanent magnet 25, from the N pole as shown by the arrow by the permanent magnet 25. A magnetic flux toward the S pole is generated.

ここで、モータ1の運転時において、循環路1001の領域Aに存在する感温性磁性体26は、温度が高いため透磁率が低く、磁束の影響を受けやすい。そのため、領域Aの感温性磁性体26は、図にて矢印で示した永久磁石25の磁束の方向に沿った力を受け、その方向に動くことになる。一方、循環路1001の領域A以外に存在する感温性磁性体26は、温度が低いため透磁率が高く、磁束の影響を受けにくい。そのため、領域A以外の感温性磁性体26は、領域Aの感温性磁性体26と比較すると、永久磁石25の磁束によって力を受けにくい。このようにして、領域Aの感温性磁性体26は永久磁石25の磁束の方向に沿った力を受け、領域A以外の感温性磁性体26は永久磁石25によって力を受けにくいため、感温性磁性体26は循環路1001を循環することになる。   Here, during the operation of the motor 1, the temperature sensitive magnetic substance 26 present in the region A of the circulation path 1001 has a low magnetic permeability because it is high in temperature, and is susceptible to the influence of the magnetic flux. Therefore, the temperature sensitive magnetic substance 26 in the region A receives a force along the direction of the magnetic flux of the permanent magnet 25 indicated by the arrow in the figure, and moves in that direction. On the other hand, since the temperature sensitive magnetic substance 26 present outside the region A of the circulation path 1001 has a low temperature, the magnetic permeability is high and it is hard to be influenced by the magnetic flux. Therefore, as compared with the temperature-sensitive magnetic material 26 in the region A, the temperature-sensitive magnetic material 26 in regions other than the region A is less susceptible to the force by the magnetic flux of the permanent magnet 25. Thus, the temperature sensitive magnetic body 26 in the region A receives a force along the direction of the magnetic flux of the permanent magnet 25, and the temperature sensitive magnetic body 26 other than the region A is hard to receive the force by the permanent magnet 25, The temperature sensitive magnetic substance 26 circulates in the circulation path 1001.

なお、本実施形態の循環路1001の形状は一例であって、他の形状であってもよい。例えば、循環路1001は、永久磁石25を回転子12の軸方向に螺旋状に設けられてもよい。このような場合には、永久磁石25の周方向端面がモータ1の回転時に最も温度が高くなるものとすれば、永久磁石25の周方向端面の循環路1001の複数の場所において、感温性磁性体26に永久磁石25の磁束方向の力が働くことになる。   In addition, the shape of the circulation path 1001 of this embodiment is an example, Comprising: Another shape may be sufficient. For example, the circulation path 1001 may be provided with the permanent magnet 25 spirally in the axial direction of the rotor 12. In such a case, if it is assumed that the circumferential end surface of the permanent magnet 25 has the highest temperature when the motor 1 rotates, the temperature sensitivity in a plurality of locations of the circulation path 1001 of the circumferential end surface of the permanent magnet 25 A force in the magnetic flux direction of the permanent magnet 25 acts on the magnetic body 26.

第3実施形態の磁石温度推定システムによって、以下の効果を得ることができる。   The following effects can be obtained by the magnet temperature estimation system of the third embodiment.

第3実施形態の磁石温度推定システムによれば、回転子12に形成された循環路1001に感温性磁性体26が設けられている。図11に示したように、モータ1が運転中において永久磁石25の表面のうちの温度が最も高くなる場所の近傍の領域Aにおいては、循環路1001は、永久磁石25の磁束の向きに延在するように形成されている。   According to the magnet temperature estimation system of the third embodiment, the temperature sensitive magnetic body 26 is provided in the circulation passage 1001 formed in the rotor 12. As shown in FIG. 11, in the area A near the place where the temperature of the surface of the permanent magnet 25 is highest while the motor 1 is operating, the circulation path 1001 extends in the direction of the magnetic flux of the permanent magnet 25. It is formed to exist.

ここで、循環路1001における温度が最も高い場所の近傍においては、感温性磁性体26は温度が高く透磁率が低いため、永久磁石25の磁束の方向に力を受ける。一方、循環路1001における他の場所においては、温度が最も高い場所と比較すると、感温性磁性体26は透磁率が高いため、永久磁石25の磁束によって力を受けにくい。そのため、循環路1001において、感温性磁性体26は、永久磁石25の温度が最も高くなる領域Aにおいてのみ、永久磁石25の磁束の向きに沿った力を受けることになる。   Here, in the vicinity of the place where the temperature in the circulation path 1001 is the highest, the temperature sensitive magnetic body 26 receives a force in the direction of the magnetic flux of the permanent magnet 25 because the temperature sensitive magnetic body 26 is high in temperature and low in magnetic permeability. On the other hand, at other places in the circulation path 1001, the temperature sensitive magnetic body 26 has high permeability, so that it is hard to receive force by the magnetic flux of the permanent magnet 25 as compared with the place where the temperature is the highest. Therefore, in the circulation path 1001, the temperature-sensitive magnetic body 26 receives a force along the direction of the magnetic flux of the permanent magnet 25 only in the region A where the temperature of the permanent magnet 25 is the highest.

このような力を感温性磁性体26が受けることにより、感温性磁性体26が循環路1001を循環するため、モータ1の運転時に最も温度が高くなる永久磁石25の径方向の固定子11側の面を冷却することができる。したがって、モータ1の回転時において永久磁石25が高温になり磁束量が低下するのが抑制され、モータ1の運転効率を向上させることができる。   When the temperature sensitive magnetic body 26 receives such a force, the temperature sensitive magnetic body 26 circulates in the circulation path 1001, so that the stator of the permanent magnet 25 in the radial direction has the highest temperature when the motor 1 is operated. The surface on the 11 side can be cooled. Therefore, it is suppressed that the permanent magnet 25 becomes high temperature and the amount of magnetic flux decreases when the motor 1 rotates, and the operation efficiency of the motor 1 can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。   As mentioned above, although the embodiment of the present invention was described, the above-mentioned embodiment showed only a part of application example of the present invention, and in the meaning of limiting the technical scope of the present invention to the concrete composition of the above-mentioned embodiment. Absent. Moreover, the said embodiment can be combined suitably.

100 磁石温度推定システム
1 モータ
11 固定子
12 回転子
2 磁石温度推定装置
21 スロット
22 ティース
23 コイル
24 空間
25、25A、25B、25C、25D 永久磁石
31 磁石部材
51 電力供給部
511 減算器
512 電流制御部
513 加算器
514 座標変換部
515 電力変換部
516 電流検出部
517 座標変換部
518 バンドストップフィルター
52 重畳部
521 減算器
522 共振制御部
523 バンドパスフィルター
53 磁石温度推定部
100 Magnet Temperature Estimation System 1 Motor 11 Stator 12 Rotor 2 Magnet Temperature Estimation Device 21 Slot 22 Teeth 23 Coil 24 Space 25, 25A, 25B, 25C, 25D Permanent Magnet 31 Magnet Member 51 Power Supply Part 511 Subtractor 512 Current Control 513 Adder 514 Coordinate conversion unit 515 Power conversion unit 516 Current detection unit 517 Coordinate conversion unit 518 Band stop filter 52 Superimposition unit 521 Subtractor 522 Resonance control unit 523 Band pass filter 53 Magnet temperature estimation unit

Claims (8)

コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とからなるモータ、及び、前記永久磁石の温度を推定する磁石温度推定装置を有する、磁石温度推定システムであって、
前記回転子は、
前記永久磁石の近傍に設けられ、自身の温度に応じて透磁率が変化する感温性磁性体を、有し、
前記磁石温度推定装置は、
前記回転子を回転駆動させる駆動周波数の交流電力を前記コイルに印加する電力供給部と、
前記駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力を前記駆動周波数の交流電力に重畳させる重畳部と、
前記測定周波数の交流電力に基づいてインピーダンスを測定し、前記測定したインピーダンスに応じて前記永久磁石の温度を推定する温度推定部と、を有する、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
What is claimed is: 1. A magnet temperature estimation system comprising: a motor comprising a stator comprising a coil; and a rotor comprising a permanent magnet, and a magnet temperature estimation device for estimating the temperature of the permanent magnet,
The rotor is
It has a temperature-sensitive magnetic material provided in the vicinity of the permanent magnet and whose permeability changes in accordance with its own temperature,
The magnet temperature estimation device
A power supply unit that applies to the coil an AC power of a drive frequency that rotationally drives the rotor;
A superimposing unit that superimposes AC power of a measurement frequency different from the drive frequency on the AC power of the drive frequency;
A temperature estimation unit configured to measure an impedance based on the AC power at the measurement frequency and estimate a temperature of the permanent magnet according to the measured impedance;
Magnet temperature estimation system characterized in that.
請求項1に記載の磁石温度推定システムであって、
前記感温性磁性体は、前記永久磁石により生じる磁束の経路に設けられる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 1,
The temperature sensitive magnetic substance is provided in a path of magnetic flux generated by the permanent magnet.
Magnet temperature estimation system characterized in that.
請求項1に記載の磁石温度推定システムであって、
前記回転子には、前記永久磁石の磁束の短絡を防ぐ空隙が設けられており、
前記感温性磁性体は、前記空隙に設けられる、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 1,
The rotor is provided with an air gap for preventing a short circuit of the magnetic flux of the permanent magnet,
The temperature sensitive magnetic material is provided in the air gap,
Magnet temperature estimation system characterized in that.
請求項1から3のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記磁石温度推定装置は、前記温度推定部により推定された前記永久磁石の温度に応じて、前記電力供給部により前記コイルに印加される駆動周波数の交流電力を制御する電力制御部を、さらに有する、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 1 to 3, wherein
The magnet temperature estimation device further includes a power control unit that controls AC power of a drive frequency applied to the coil by the power supply unit according to the temperature of the permanent magnet estimated by the temperature estimation unit. ,
Magnet temperature estimation system characterized in that.
請求項1から4のいずれか1項に記載の磁石温度推定システムであって、
前記感温性磁性体は、流体である、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to any one of claims 1 to 4, wherein
The temperature sensitive magnetic body is a fluid,
Magnet temperature estimation system characterized in that.
請求項1に記載の磁石温度推定システムであって、
前記感温性磁性体は、流体であり、
前記回転子は、前記永久磁石の周囲を前記感温性磁性体が循環する循環路を有し、
前記循環路の一部は、前記モータが運転中において前記永久磁石の温度が最も高くなる場所の近傍に設けられ、かつ、前記永久磁石の磁束の向きに延在する、
ことを特徴とする磁石温度推定システム。
The magnet temperature estimation system according to claim 1,
The temperature sensitive magnetic substance is a fluid,
The rotor has a circulation path in which the temperature sensitive magnetic material circulates around the permanent magnet,
A part of the circulation path is provided in the vicinity of the place where the temperature of the permanent magnet is the highest while the motor is in operation, and extends in the direction of the magnetic flux of the permanent magnet.
Magnet temperature estimation system characterized in that.
コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とを有し、磁石温度推定装置によって、前記回転子を回転駆動させる駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力が重畳された前記駆動周波数の交流電力が印加され、前記測定周波数の交流電力に基づいて測定されるインピーダンスに応じて前記永久磁石の温度が推定されるモータであって、
前記回転子は、
前記永久磁石の近傍に設けられ、自身の温度に応じて透磁率が変化する感温性磁性体を、有する、
ことを特徴とするモータ。
The drive frequency having a stator provided with a coil and a rotor provided with a permanent magnet, wherein AC power of a measurement frequency different in frequency from the drive frequency for rotationally driving the rotor is superimposed by the magnet temperature estimation device AC power is applied, and the temperature of the permanent magnet is estimated according to the impedance measured based on the AC power at the measurement frequency,
The rotor is
It has a temperature-sensitive magnetic material provided in the vicinity of the permanent magnet and whose magnetic permeability changes according to its own temperature,
A motor characterized by
コイルを備える固定子と、永久磁石を備える回転子とにより構成され、前記回転子は、前記永久磁石の近傍に設けられ、自身の温度に応じて透磁率が変化する感温性磁性体を有するモータにおいて、前記永久磁石の温度を推定する磁石温度推定方法であって、
前記回転子を回転駆動させる駆動周波数の交流電力を前記コイルに印加する電力供給ステップと、
前記駆動周波数とは周波数が異なる測定周波数の交流電力を前記駆動周波数の交流電力に重畳させる重畳ステップと、
前記測定周波数の交流電力に基づいてインピーダンスを測定し、前記測定したインピーダンスに応じて前記永久磁石の温度を推定する温度推定ステップと、を有する、
ことを特徴とする磁石温度推定方法。
It is comprised by the stator provided with a coil, and the rotor provided with a permanent magnet, The said rotor is provided in the vicinity of the said permanent magnet, and has the temperature sensitive magnetic body from which the magnetic permeability changes according to its temperature. A motor temperature estimation method for estimating the temperature of the permanent magnet in a motor, comprising:
A power supply step of applying to the coil an AC power of a drive frequency for rotationally driving the rotor;
Superimposing the AC power of the measurement frequency different from the drive frequency to the AC power of the drive frequency;
Measuring an impedance based on the AC power at the measurement frequency, and estimating a temperature of the permanent magnet according to the measured impedance.
A magnet temperature estimation method characterized by
JP2015143391A 2015-07-17 2015-07-17 Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method Active JP6544105B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015143391A JP6544105B2 (en) 2015-07-17 2015-07-17 Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015143391A JP6544105B2 (en) 2015-07-17 2015-07-17 Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017028806A JP2017028806A (en) 2017-02-02
JP6544105B2 true JP6544105B2 (en) 2019-07-17

Family

ID=57950071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015143391A Active JP6544105B2 (en) 2015-07-17 2015-07-17 Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6544105B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6939474B2 (en) * 2017-11-28 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 motor
JP7080210B2 (en) * 2019-12-17 2022-06-03 本田技研工業株式会社 Rotor and rotary electric machine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3722166B2 (en) * 1995-11-17 2005-11-30 株式会社安川電機 Field of permanent magnet motor
JP5281339B2 (en) * 2008-09-01 2013-09-04 株式会社日立製作所 Synchronous motor drive system and control device used therefor
EP2894782B1 (en) * 2014-01-13 2018-08-29 Nissan Motor Co., Ltd. Torque estimating system for synchronous electric motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017028806A (en) 2017-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2941910T3 (en) Method to estimate parameters of induction machines
CN101534088B (en) Position-sensorless motor control device
KR102108911B1 (en) Drive system and inverter device
JP6459286B2 (en) Magnet temperature estimation system for synchronous motor
CN103051270B (en) Motor control device that controls d-axis current of permanent magnet synchronous motor
US20160254770A1 (en) Motor control device
TWI462434B (en) Apparatus for controlling rotary machinery and method for measuring the inductance of rotary machinery
RU2689117C2 (en) Method of determining rotor frequency and/or rotor angle of a reactive electrical machine, a control device and a drive system
JP6459287B2 (en) Torque estimation system for synchronous motor
JP2006254521A (en) Control device of synchronous machine
JP5321792B2 (en) Control device for permanent magnet type synchronous motor
JP2005151752A (en) Magnetic pole position detector
JP6428519B2 (en) Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method
JP6544105B2 (en) Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method
JP2009171680A (en) Controller for permanent-magnet synchronous motors
JP6769268B2 (en) Magnet temperature estimation system and motor
JP6544104B2 (en) Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method
JP5743344B2 (en) Control device for synchronous motor
Peter et al. Determination of differential inductances of permanent magnet synchronous machines for sensorless control
JP6428520B2 (en) Magnet temperature estimation system, motor, and magnet temperature estimation method
JP2012165585A (en) Synchronous motor drive system
JP2019033582A (en) Control device and control method
Sala-Perez et al. A sensorless stable V/f control method for a five-phase PMSM
JP6766398B2 (en) Magnet temperature estimation method and magnet temperature estimation device
JP2013146155A (en) Winding temperature estimating device and winding temperature estimating method

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20161205

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181204

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190603

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6544105

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151