JP6661423B2 - Motor drive - Google Patents

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、電動機を駆動する電動機駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor driving device for driving a motor.

直流電圧を交流電圧に変換する電圧型インバータにより交流電圧を電動機に供給して、電動機を駆動する電動機駆動装置には、高精度な制御が求められるとともに、製造コストの抑制のために、電動機の回転位置を検出する位置センサを用いることなく、電動機の駆動を制御する位置センサレス制御が可能であることが求められる。   A high-precision control is required for a motor drive device that drives an electric motor by supplying an AC voltage to the electric motor by a voltage-type inverter that converts a DC voltage to an AC voltage. It is required that position sensorless control for controlling driving of the electric motor be possible without using a position sensor for detecting a rotational position.

位置センサレス制御には、電動機端子電圧や電動機に流れる電流に関する情報が必要となる。インバータには通常、電流制御や過電流保護のために電流センサが設けられているため、電動機に流れる電流に関する情報を取得するのは容易である。一方、電動機端子電圧に関する情報の取得には、インバータの出力電圧を指示する電圧指令を用いる手法が広く用いられている。しかしながら、インバータ内のスイッチング素子の電圧降下や、後述するデッドタイムの影響により、電圧指令とインバータの実際の出力電圧とには誤差(電圧誤差)が生じる。そこで、電圧指令に電圧誤差の補償量を加算することで電圧誤差を補償する技術が広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。   Position sensorless control requires information on the motor terminal voltage and the current flowing through the motor. Since the inverter is usually provided with a current sensor for current control and overcurrent protection, it is easy to obtain information on the current flowing through the motor. On the other hand, a technique using a voltage command for instructing an output voltage of an inverter is widely used for acquiring information on a motor terminal voltage. However, an error (voltage error) occurs between the voltage command and the actual output voltage of the inverter due to a voltage drop of a switching element in the inverter and an influence of a dead time described later. Therefore, a technique of compensating for a voltage error by adding a compensation amount of the voltage error to a voltage command is widely used (for example, see Patent Document 1).

特許第3372436号Patent No. 3372436

図6は、従来の電動機駆動装置30の構成を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional electric motor driving device 30.

図6に示す電動機駆動装置30は、インバータ1と、出力電圧検出回路31と、電流検出器32と、電流検出回路33と、減算器34と、電流制御演算器35と、加算器36と、PWM(Pulse Width Modulation)回路37と、電圧誤差演算器38と、デッドタイム補償量記憶部39と、デッドタイム補償量演算部40とを備える。   The motor driving device 30 shown in FIG. 6 includes an inverter 1, an output voltage detection circuit 31, a current detector 32, a current detection circuit 33, a subtractor 34, a current control calculator 35, an adder 36, It includes a PWM (Pulse Width Modulation) circuit 37, a voltage error calculator 38, a dead time compensation amount storage unit 39, and a dead time compensation amount operation unit 40.

インバータ1は、直流電源および複数のスイッチング素子を備え、複数のスイッチング素子のスイッチングにより直流電源から出力された直流電圧(直流電源電圧)を交流電圧(三相交流電圧)に変換して電動機2に出力する電圧型インバータである。より詳細には、インバータ1は、2つのスイッチング素子が直列に接続された直列体がU相、V相、W相毎に設けられ、各直列体が直流電源に並列に接続されている。各直列体を構成するスイッチング素子のオン、オフ比を制御(PWM制御)することで、所望の電圧、周波数の交流電圧を出力する。なお、詳細は後述するが、各相を構成する2つのスイッチング素子を共にオフにする期間があり、その期間がデッドタイムと称される。   The inverter 1 includes a DC power supply and a plurality of switching elements, converts a DC voltage (DC power supply voltage) output from the DC power supply into an AC voltage (three-phase AC voltage) by switching of the plurality of switching elements, and converts the DC voltage into a motor 2. It is a voltage type inverter to output. More specifically, in the inverter 1, a series body in which two switching elements are connected in series is provided for each of the U phase, the V phase, and the W phase, and each series body is connected in parallel to a DC power supply. An AC voltage having a desired voltage and frequency is output by controlling (PWM control) the on / off ratio of the switching elements constituting each series member. Although details will be described later, there is a period during which both switching elements constituting each phase are turned off, and this period is called a dead time.

出力電圧検出回路31は、インバータ1から電動機2への出力電圧の電圧値を検出し、検出結果(出力電圧検出値)を電圧誤差演算器38に出力する。電流検出器32および電流検出回路33は、インバータ1から電動機2に流れる電流(出力電流)の電流値を検出し、検出結果(出力電流検出値)を減算器34、デッドタイム補償量記憶部39およびデッドタイム補償量演算部40に出力する。   The output voltage detection circuit 31 detects the voltage value of the output voltage from the inverter 1 to the electric motor 2 and outputs the detection result (output voltage detection value) to the voltage error calculator 38. The current detector 32 and the current detection circuit 33 detect the current value of the current (output current) flowing from the inverter 1 to the motor 2, and subtract the detection result (the output current detection value) into the subtractor 34 and the dead time compensation amount storage unit 39. And the dead time compensation amount calculation unit 40.

インバータ1の出力電流を指示する電流指令値i*が減算器34およびデッドタイム補償量演算部40に入力される。減算器34は、電流指令値i*と電流検出回路33による出力電流検出値との誤差(電流誤差)を算出し、算出した電流誤差を電流制御演算器35に出力する。電流制御演算器35は、減算器34から出力された電流誤差に応じて、インバータ1の出力電圧を指示する電圧指令を生成し、加算器36に出力する。 The current command value i * indicating the output current of the inverter 1 is input to the subtractor 34 and the dead time compensation amount calculating section 40. The subtractor 34 calculates an error (current error) between the current command value i * and the output current detection value by the current detection circuit 33, and outputs the calculated current error to the current control calculator 35. The current control calculator 35 generates a voltage command indicating the output voltage of the inverter 1 according to the current error output from the subtractor 34, and outputs the voltage command to the adder 36.

加算器36は、電流制御演算器35から出力された電圧指令と、後述するデッドタイム補償量演算部40から出力された、デッドタイムによる電圧誤差を補償するためのデッドタイム補償量とを加算して補正電圧指令を生成し、PWM回路37および電圧誤差演算器38に出力する。   The adder 36 adds a voltage command output from the current control calculator 35 and a dead time compensation amount for compensating for a voltage error due to dead time, output from a dead time compensation amount calculator 40 described later. Then, a correction voltage command is generated and output to the PWM circuit 37 and the voltage error calculator 38.

PWM回路37は、加算器36から出力された補正電圧指令に応じて、インバータ1のスイッチング素子のオン、オフを制御する。電圧誤差演算器38は、加算器36から出力された補正電圧指令と、出力電圧検出回路31による出力電圧検出値との誤差(電圧誤差)を算出し、算出した電圧誤差をデッドタイム補償量記憶部39に出力する。   The PWM circuit 37 controls on / off of the switching element of the inverter 1 according to the correction voltage command output from the adder 36. The voltage error calculator 38 calculates an error (voltage error) between the correction voltage command output from the adder 36 and the output voltage detection value of the output voltage detection circuit 31, and stores the calculated voltage error in a dead time compensation amount. Output to the unit 39.

デッドタイム補償量記憶部39は、インバータ1の出力電流に応じたデッドタイム補償量のデータを記憶しており、電流検出回路33の出力電流検出値と電圧誤差演算器38から出力された電圧誤差とに基づき、そのデータを補正する。デッドタイム補償量演算器40は、電流指令値i*または電流検出回路33による出力電流検出値に応じて、デッドタイム補償量記憶部39に記憶されているデータに基づきデッドタイム補償量を算出し、算出したデッドタイム補償量を加算器36に出力する。 The dead time compensation amount storage unit 39 stores data of the dead time compensation amount corresponding to the output current of the inverter 1, and detects the output current detection value of the current detection circuit 33 and the voltage error output from the voltage error calculator 38. Based on the above, the data is corrected. The dead time compensation amount calculator 40 calculates the dead time compensation amount based on the data stored in the dead time compensation amount storage unit 39 according to the current command value i * or the output current detection value of the current detection circuit 33. , And outputs the calculated dead time compensation amount to the adder 36.

図7は、インバータ1のU相電圧を出力するための回路構成を示す図である。図7に示すように、スイッチング素子S11,S14が直列に接続され、スイッチング素子S11,S14の直列体が直流電源(不図示)に接続される。スイッチング素子S11,S14の接続点の電圧EuがU相電圧(U相出力電圧)として電動機2に出力される。スイッチング素子S11,S14はそれぞれ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)により構成され、各IGBTには還流ダイオードが逆並列接続されている。なお、IGBTは構造上、ドレインとソースとの間に微小なコンデンサで表される出力容量Coesを有している。 FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration for outputting a U-phase voltage of inverter 1. As shown in FIG. 7, switching elements S11 and S14 are connected in series, and a series body of switching elements S11 and S14 is connected to a DC power supply (not shown). Voltage E u at the connection point of the switching elements S11, S14 are outputted to the electric motor 2 as a U-phase voltage (U-phase output voltage). Each of the switching elements S11 and S14 is configured by an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and a reflux diode is connected to each IGBT in anti-parallel. The IGBT has an output capacitance Coes represented by a minute capacitor between the drain and the source due to its structure.

U相を構成する上側のスイッチング素子S11と下側のスイッチング素子S14とが同時にオンになると、直流電源は短絡状態となり、過電流が流れて回路が破損するおそれがある。この現象を防止するために、スイッチング素子S11,S14のオン、オフを切り替えるタイミングで、スイッチング素子S11,S14を共にオフにする期間が設けられる。この期間が一般的にデッドタイム(デッドタイム期間)と称される。   If the upper switching element S11 and the lower switching element S14 constituting the U phase are turned on at the same time, the DC power supply is short-circuited, an overcurrent flows, and the circuit may be damaged. In order to prevent this phenomenon, there is provided a period during which both the switching elements S11 and S14 are turned off at the timing when the switching elements S11 and S14 are turned on and off. This period is generally called a dead time (dead time period).

デッドタイム期間におけるインバータ1の出力電圧は、出力電流の極性や大きさによって変化するため、電圧指令とインバータ1の出力電圧とにも電圧誤差が生じる。以下では、インバータ1から電動機2に電流が流れる向きを正の方向として、デッドタイムにより電圧誤差が生じる理由について説明する。   Since the output voltage of the inverter 1 during the dead time period changes depending on the polarity and magnitude of the output current, a voltage error occurs between the voltage command and the output voltage of the inverter 1. Hereinafter, the reason why the voltage error occurs due to the dead time will be described with the direction in which the current flows from the inverter 1 to the electric motor 2 as the positive direction.

図8は、インバータ1から出力される出力電圧(U相電圧)について説明するための図である。   FIG. 8 is a diagram for describing an output voltage (U-phase voltage) output from inverter 1.

図8において、信号Suは、U相の補正電圧指令値を三角波比較して得られたPWM信号であり、あるタイミングで論理レベルがLowからHighに遷移し(立上り)、その遷移から時間t0が経過した後、論理レベルがHighからLowに遷移する(立下がる)。信号Supは、スイッチング素子S11のゲート信号であり、信号Suの立上りからデットタイムtdだけ遅延して立上り、信号Suの立下りと同じタイミングで立下がる。信号Sunは、スイッチング素子S14のゲート信号であり、信号Suの立上りと同じタイミングで立下り、信号Suの立下りからデッドタイムtdだけ遅延して立上がる。 In FIG. 8, a signal Su is a PWM signal obtained by comparing a U-phase corrected voltage command value with a triangular wave, and at a certain timing, the logic level transitions from Low to High (rising), and a time t 0 from the transition. Elapses, the logic level changes from High to Low (falls). Signal Sup is a gate signal of the switching element S11, the rise is delayed from the rising edge of the signal Su by the dead time t d, it falls at the same timing as the falling of the signal Su. Signal Sun is the gate signal of the switching element S14, standing at the same timing as the rise of the signal Su down, it rises with a delay from the falling of the signal Su by the dead time t d.

なお、スイッチング素子S11,S14はそれぞれ、信号Sup,Sunの立上りから時間tONだけ遅延してオンとなり、信号Sup,Sunの立下りから時間tOFFだけ遅延してオフとなる。したがって、これらの遅延分だけ、U相出力電圧Euは、信号Sup,Sunの論理レベルの遷移から遅延して変化する。 The switching elements S11 and S14 are turned on with a delay of a time t ON from the rise of the signals Sup and Sun, and are turned off with a delay of a time t OFF from the fall of the signals Sup and Sun. Therefore, only those delay amount, U-phase output voltage E u is the signal Sup, varies with a delay from the logic level of the transition of the Sun.

スイッチング素子S11がオン、スイッチング素子S14がオフのとき、スイッチング素子S11の出力容量Coes1は放電され、スイッチング素子S14の出力容量Coes2には直流電源電圧相当の電圧が充電される。この状態でスイッチング素子S11をオフにすると、スイッチング素子S11,S14が共にオフとなりデッドタイム状態となる。 When the switching element S11 is turned on, the switching element S14 is turned off, the output capacitance C OES1 switching element S11 is discharged, the output capacitance C OES2 switching element S14 voltage of the DC power supply voltage corresponding to charge. When the switching element S11 is turned off in this state, the switching elements S11 and S14 are both turned off and a dead time state is set.

このとき、U相電流iuが正の方向であれば、出力容量Coes2に充電された電圧が放電され、U相出力電圧Euは0Vとなる。U相電流iuが正の方向に十分に大きければ(iu>>0)、出力容量Coes2の放電は瞬時に行われる。U相電流iuが小さければ(iu>0,iu≒0)、放電量も少ないため、U相電流iuが0に近づくにつれて、デッドタイム期間のU相出力電圧Euは直流電源電圧に近づく。U相電流が負の方向であれば、出力容量Coes2は充電されたままとなり、U相出力電圧Euは直流電源電圧相当となる。 At this time, if the direction U-phase current i u is positive, the discharge voltage that is charged in the output capacitor C OES2 is, U-phase output voltage E u becomes 0V. If U-phase current i u is sufficiently large in the positive direction (i u >> 0), discharge of output capacitance Coes2 is performed instantaneously. If the U-phase current i u is small (i u > 0, i u ≒ 0), the amount of discharge is small, and as the U-phase current i u approaches 0, the U-phase output voltage Eu during the dead time period becomes smaller than the DC power supply. Approach voltage. If the U-phase current is a negative direction, the output capacitance C OES2 remains charged, U-phase output voltage E u is the DC power supply voltage corresponding.

一方、スイッチング素子S11がオフ、スイッチング素子S14がオンのとき、出力容量Coes2は放電され、出力容量Coes1には直流電源電圧相当の電圧が充電される。この状態でスイッチング素子S14をオフにすると、スイッチング素子S11,S14が共にオフとなりデッドタイム状態となる。 On the other hand, when the switching element S11 is off and the switching element S14 is on, the output capacitance Coes2 is discharged, and the output capacitance Coes1 is charged with a voltage equivalent to the DC power supply voltage. When the switching element S14 is turned off in this state, the switching elements S11 and S14 are both turned off and a dead time state is set.

このとき、U相電流iuが正の方向であれば、出力容量Coes1は充電されたままとなり、U相出力電圧Euは0Vとなる。U相電流iuが負の方向であれば、出力容量Coes1に充電された電圧が放電され、出力容量Coes2に電圧が充電されるため、U相出力電圧Euは直流電源電圧相当となる。U相電流iuが負の方向に十分に大きければ(iu<<0)、出力容量Coes1の放電は瞬時に行われる。U相電流iuが小さければ(iu<0,iu≒0)、充電量も小さいため、U相電流が0に近づくにつれ、デッドタイム期間のU相出力電圧Euも0Vに近づく。 At this time, if the U-phase current i u is a positive direction, the output capacitance C OES1 remains charged, U-phase output voltage E u becomes 0V. If the U-phase current i u is a negative direction, the voltage charged in the output capacitor C OES1 discharge, the voltage is charged in the output capacitor C OES2, U-phase output voltage E u is a DC power supply voltage corresponding Become. If the U-phase current iu is sufficiently large in the negative direction (i u << 0), the discharge of the output capacitance C OES1 is instantaneous. If the U-phase current i u is small (i u <0, i u ≒ 0), the amount of charge is small, and as the U-phase current approaches 0, the U-phase output voltage Eu during the dead time period also approaches 0V.

つまり、デッドタイム期間においては、U相電流iuが正の方向の場合、U相出力電圧Euの平均は0Vであるが、U相電流iuが0に近づくにつれて、U相出力電圧Euの平均は直流電源電圧の半分に近づき、U相電流iuが負の方向になると、U相出力電圧Euの平均は直流電源電圧となる。このように、デッドタイム期間の出力電圧は出力電流によって変化するため、電圧指令に対して電圧誤差が発生する。 That is, in the dead time period, when the U-phase current i u is in the positive direction, the average of the U-phase output voltage Eu is 0 V, but as the U-phase current i u approaches 0, the U-phase output voltage E u becomes zero. The average of u approaches half of the DC power supply voltage, and when the U-phase current i u goes in the negative direction, the average of the U-phase output voltage Eu becomes the DC power supply voltage. As described above, since the output voltage in the dead time period changes according to the output current, a voltage error occurs with respect to the voltage command.

電動機駆動装置30においては、出力電圧検出回路31によりインバータ1の出力電圧を検出し、補正電圧指令値と出力電圧検出値との差分(電圧誤差)を算出し、出力電流に対応するデッドタイム補償量として、デッドタイム補償量記憶部39に記憶される。   In the motor drive device 30, the output voltage of the inverter 1 is detected by the output voltage detection circuit 31, the difference (voltage error) between the correction voltage command value and the output voltage detection value is calculated, and dead time compensation corresponding to the output current is performed. The amount is stored in the dead time compensation amount storage unit 39 as an amount.

図9は、デッドタイム補償量記憶部39が記憶する出力電流とデッドタイム補償量との関係の一例を示す図である。図9に示すように、デッドタイム補償量記憶部39は、ある相の電流ixx=u,v,w)を横軸で、電流ixに対応するデッドタイム補償量Ed(ix)を縦軸で表した初期の値を、出力電流検出値と電圧誤差とに応じて補正しながら記憶する。そして、電流指令値i*または出力電流検出値に応じて、デッドタイム補償量記憶部39に記憶されているデータに基づきデッドタイム補償量を算出することで、出力電流に応じた電圧誤差を補償することができる。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a relationship between the output current stored in the dead time compensation amount storage unit 39 and the dead time compensation amount. As shown in FIG. 9, the dead time compensation amount storage unit 39, the current i x of a certain phase (x = u, v, w ) to a horizontal axis, the current i dead time compensation amount corresponding to the x E d (i The initial value of x ) represented by the vertical axis is stored while being corrected according to the output current detection value and the voltage error. Then, the voltage error according to the output current is compensated by calculating the dead time compensation amount based on the data stored in the dead time compensation amount storage unit 39 according to the current command value i * or the output current detection value. can do.

出力電流とデッドタイム補償量との関係は、スイッチング素子のばらつきによって異なり、スイッチング素子の発熱によっても変化する。このようなデッドタイム補償量のばらつきや変化に対しても、出力電流とデッドタイム補償量との関係を補正することで、インバータ1の出力電流を高精度に制御することができる。   The relationship between the output current and the amount of dead time compensation differs depending on the variation of the switching element, and also changes due to heat generation of the switching element. The output current of the inverter 1 can be controlled with high accuracy by correcting the relationship between the output current and the dead time compensation amount even for such a variation or change in the dead time compensation amount.

電動機駆動装置30においては、出力電圧の検出に出力電圧検出回路を用いている。上述したように、インバータの電流制御や過電流保護のために電流センサが設けられるのは一般的であるが、電圧検出回路は設けられないことが多い。また、インバータの出力電圧は、制御系の回路の電源電圧と比べて高く、制御系の回路に出力電圧を取り込むには、絶縁距離を確保しなければならず、電圧検出回路は小型化しにくい。そのため、電圧検出回路を設けることは、装置の大型化や部品点数の増加といったコスト増を招いてしまう。   In the motor drive device 30, an output voltage detection circuit is used for detecting the output voltage. As described above, a current sensor is generally provided for current control and overcurrent protection of the inverter, but a voltage detection circuit is often not provided. Further, the output voltage of the inverter is higher than the power supply voltage of the control system circuit, and in order to take in the output voltage to the control system circuit, an insulation distance must be secured, and it is difficult to reduce the size of the voltage detection circuit. Therefore, providing the voltage detection circuit causes an increase in cost such as an increase in the size of the device and an increase in the number of components.

本発明の目的は、上述した課題を解決し、コスト増を抑制しつつ、高精度な電動機の駆動制御を行うことができる電動機駆動装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an electric motor drive device that can solve the above-described problems and can perform high-precision electric motor drive control while suppressing an increase in cost.

上記課題を解決するため、本発明に係る電動機駆動装置は、電動機の駆動を制御する電動機駆動装置であって、複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換して、前記電動機に出力する電力変換器と、前記電力変換器の出力電流と前記電動機の特性式とに基づき、前記電力変換器の出力電圧を推定する電圧推定器と、前記電力変換器の出力電圧を指示する電圧指令と前記電圧推定器により推定された前記電力変換器の出力電圧との電圧誤差を算出する誤差演算器と、前記電力変換器の出力電流と前記電圧誤差を補償するためのデッドタイム補償量との関係を記憶し、前記誤差演算器により演算された電圧誤差に基づき、前記電力変換器の出力電流と前記デッドタイム補償量との関係を補正するとともに、前記関係に基づき、前記電力変換器の出力電流に対応するデッドタイム補償量を出力するデッドタイム補償器と、前記電圧指令を前記デッドタイム補償器から出力されたデッドタイム補償量で補正した補正電圧指令を出力する指令補償器と、前記指令補償器から出力された補正電圧指令に基づき前記複数のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御信号を生成する生成器と、を備え、前記デッドタイム補償器は、複数の積分器と、前記電力変換器の出力電流に応じて前記複数の積分器のうち、いずれかの積分器を選択し、前記誤差演算器により算出された電圧誤差を前記選択した積分器に入力するセレクタと、を備え、前記積分器は、前記セレクタにより選択された場合には、前記誤差演算器から出力された電圧誤差を積算した積算値を前記デッドタイム補償量として出力し、前記セレクタにより選択されていない場合には、積算値を保持する。 In order to solve the above problem, a motor driving device according to the present invention is a motor driving device that controls driving of a motor, the device including a plurality of switching elements, and the switching of the plurality of switching elements converts a DC voltage into an AC voltage. A power converter for converting and outputting to the motor, a voltage estimator for estimating an output voltage of the power converter based on an output current of the power converter and a characteristic equation of the motor, and the power converter An error calculator that calculates a voltage error between a voltage command indicating an output voltage of the power converter and an output voltage of the power converter estimated by the voltage estimator, and compensates for an output current of the power converter and the voltage error. And the relationship between the dead time compensation amount and the dead time compensation amount, based on the voltage error calculated by the error calculator. A dead time compensator that corrects the relationship and outputs a dead time compensation amount corresponding to the output current of the power converter based on the relationship, and a dead time compensation that outputs the voltage command from the dead time compensator. A command compensator that outputs a correction voltage command corrected by the amount, and a generator that generates a control signal that controls switching of the plurality of switching elements based on the correction voltage command output from the command compensator , The dead time compensator selects a plurality of integrators and any one of the plurality of integrators according to an output current of the power converter, and calculates a voltage error calculated by the error calculator. And a selector for inputting the selected integrator to the selected integrator, wherein the integrator is output from the error calculator when selected by the selector. Outputting an integrated value obtained by integrating a voltage error as the dead time compensation amount, when not being selected by the selector, that holds the accumulated value.

また、上記課題を解決するため、電動機の駆動を制御する電動機駆動装置であって、複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換して、前記電動機に出力する電力変換器と、前記電力変換器の出力電流と前記電動機の特性式とに基づき、前記電力変換器の出力電圧を推定する電圧推定器と、前記電力変換器の出力電圧を指示する電圧指令と前記電圧推定器により推定された前記電力変換器の出力電圧との電圧誤差を算出する誤差演算器と、前記電力変換器の出力電流と前記電圧誤差を補償するためのデッドタイム補償量との関係を記憶し、前記誤差演算器により演算された電圧誤差に基づき、前記電力変換器の出力電流と前記デッドタイム補償量との関係を補正するとともに、前記関係に基づき、前記電力変換器の出力電流に対応するデッドタイム補償量を出力するデッドタイム補償器と、前記電圧指令を前記デッドタイム補償器から出力されたデッドタイム補償量で補正した補正電圧指令を出力する指令補償器と、前記指令補償器から出力された補正電圧指令に基づき前記複数のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御信号を生成する生成器と、を備え、前記誤差演算器は、前記電圧誤差として、前記補正電圧指令と前記電圧推定器により推定された前記電力変換器の出力電圧との誤差を算出し、前記デッドタイム補償器は、複数の低域通過フィルタと、前記電力変換器の出力電流に応じて前記複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタを選択し、前記誤差演算器により算出された電圧誤差を前記選択した低域通過フィルタに入力するセレクタと、を備え、前記低域通過フィルタは、前記セレクタにより選択された場合には、前記誤差演算器から出力された電圧誤差に対してフィルタ処理を行い、前記デッドタイム補償量として出力し、前記セレクタにより選択されていない場合には、前回の出力を保持する。
Further, in order to solve the above-described problem, an electric motor driving device that controls driving of an electric motor includes a plurality of switching elements, and converts a DC voltage into an AC voltage by switching of the plurality of switching elements, so that the electric motor has A power converter to be output, a voltage estimator for estimating an output voltage of the power converter based on an output current of the power converter and a characteristic equation of the electric motor, and a voltage indicating an output voltage of the power converter. An error calculator that calculates a voltage error between the command and the output voltage of the power converter estimated by the voltage estimator, and an output current of the power converter and a dead time compensation amount for compensating the voltage error. And correcting the relationship between the output current of the power converter and the dead time compensation amount based on the voltage error calculated by the error calculator. A dead time compensator that outputs a dead time compensation amount corresponding to the output current of the power converter based on the relationship, and a correction voltage that corrects the voltage command with the dead time compensation amount output from the dead time compensator. A command compensator that outputs a command, and a generator that generates a control signal that controls switching of the plurality of switching elements based on a correction voltage command output from the command compensator, the error calculator includes: Calculating, as the voltage error, an error between the correction voltage command and the output voltage of the power converter estimated by the voltage estimator; the dead time compensator includes a plurality of low-pass filters; Selecting one of the plurality of low-pass filters according to the output current of the filter, and selecting the low-pass filter calculated by the error calculator. A selector for inputting an error to the selected low-pass filter, wherein the low-pass filter filters the voltage error output from the error calculator when selected by the selector. It was carried out, and outputs as the dead time compensation amount, when not being selected by the selector, that holds the previous output.

本発明に係る電動機駆動装置によれば、コスト増を抑制しつつ、高精度な電動機の駆動制御を行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the motor drive device which concerns on this invention, the drive control of a highly accurate electric motor can be performed, suppressing increase in cost.

本発明の第1の実施形態に係る電動機駆動装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of composition of a motor drive device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図1に示すab軸デッドタイム補償器の構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a configuration of an ab-axis dead time compensator illustrated in FIG. 1. 図1に示すab軸デッドタイム補償器が記憶する出力電流とデッドタイム補償量との関係の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between an output current stored by an ab-axis dead time compensator illustrated in FIG. 1 and a dead time compensation amount. 本発明の第2の実施形態に係る電動機駆動装置の構成の一例を示す図である。It is a figure showing an example of the composition of the electric motor drive concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図4に示すab軸デッドタイム補償器の構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a configuration of an ab-axis dead time compensator illustrated in FIG. 4. 従来の電動機駆動装置の構成の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional motor drive device. インバータのU相の回路構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of a U-phase of an inverter. インバータの出力電圧について説明するためのタイムチャートである。5 is a time chart for describing an output voltage of an inverter. インバータの出力電流とデッドタイム補償量との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between an output current of an inverter and a dead time compensation amount.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電動機駆動装置10の構成の一例を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a motor drive device 10 according to a first embodiment of the present invention.

図1に示す電動機駆動装置10は、インバータ1(電力変換器)と、加算部11と、PWM生成器12(生成器)と、電流検出器13と、3相2相変換器14,16と、オブザーバ15(電圧推定器)と、第1の減算部17と、第2の減算部18(誤差演算器)と、ab軸デッドタイム補償器19(デッドタイム補償器)と、2相3相変換器21とを備える。   The motor driving device 10 shown in FIG. 1 includes an inverter 1 (power converter), an adding unit 11, a PWM generator 12 (generator), a current detector 13, three-phase two-phase converters 14, 16, , Observer 15 (voltage estimator), first subtractor 17, second subtractor 18 (error calculator), ab-axis dead time compensator 19 (dead time compensator), two-phase three-phase And a converter 21.

インバータ1は、直流電圧を交流電圧に変換して、電動機2に供給する電圧型インバータであり、直流電源E1と、コンデンサC1と、スイッチング素子S11〜S16とを備える。   The inverter 1 is a voltage-type inverter that converts a DC voltage to an AC voltage and supplies the AC voltage to the electric motor 2, and includes a DC power supply E1, a capacitor C1, and switching elements S11 to S16.

スイッチング素子S11〜S16はそれぞれ、例えば、IGBTにより構成され、各IGBTには還流ダイオードが逆並列接続されている。スイッチング素子S11,S14は直列に接続され、スイッチング素子S12,S15は直列に接続され、スイッチング素子S13,S16は直列に接続されている。スイッチング素子S11,S14の直列体と、スイッチング素子S12,S15の直列体と、スイッチング素子S13,S16の直列体と、直流電源E1の出力を平滑化するコンデンサC1とが、直流電源E1に並列に接続されている。   Each of the switching elements S11 to S16 is configured by, for example, an IGBT, and a freewheeling diode is connected to each IGBT in anti-parallel. Switching elements S11 and S14 are connected in series, switching elements S12 and S15 are connected in series, and switching elements S13 and S16 are connected in series. A series body of switching elements S11 and S14, a series body of switching elements S12 and S15, a series body of switching elements S13 and S16, and a capacitor C1 for smoothing the output of DC power supply E1 are connected in parallel to DC power supply E1. It is connected.

スイッチング素子S11,S14の接続点の電圧、スイッチング素子S12,S15の接続点の電圧、および、スイッチング素子S13,S16の接続点の電圧がそれぞれ、U相出力電圧、V相出力電圧、W相出力電圧として、電動機2に出力される。各直列体を構成するスイッチング素子のオン、オフ比を制御(PWM制御)することで、所望の大きさ,周波数の三相交流電圧を電動機2に供給することができる。   The voltage at the connection point between the switching elements S11 and S14, the voltage at the connection point between the switching elements S12 and S15, and the voltage at the connection point between the switching elements S13 and S16 are a U-phase output voltage, a V-phase output voltage, and a W-phase output, respectively. The voltage is output to the electric motor 2. By controlling the on / off ratio (PWM control) of the switching elements constituting each series body, a three-phase AC voltage having a desired magnitude and frequency can be supplied to the electric motor 2.

加算部11は、3相のインバータ1の出力電圧を指示する電圧指令(U相電圧指令vu、V相電圧指令vv、W相電圧指令vw)が入力され、入力された電圧指令と後述する2相3相変換器21から出力された3相のデッドタイム補償量(U相デッドタイム補償量Edu、V相デッドタイム補償量Edv、W相デッドタイム補償量Edw)とを加算して、3相の補正電圧指令(U相補正電圧指令vuc、V相補正電圧指令vvc、W相電圧指令vwc)を生成する。 The adder 11 receives a voltage command (U-phase voltage command v u , V-phase voltage command v v , W-phase voltage command v w ) indicating the output voltage of the three-phase inverter 1, and The three-phase dead time compensation amounts (the U-phase dead time compensation amount E du , the V-phase dead time compensation amount E dv , and the W-phase dead time compensation amount E dw ) output from the two-phase to three-phase converter 21 described later. By adding, a three-phase correction voltage command (U-phase correction voltage command v uc , V-phase correction voltage command v vc , W-phase voltage command v wc ) is generated.

具体的には、加算部11は、加算器11u,11v,11wを備える。加算器11uは、U相電圧指令vuとU相デッドタイム補償量Eduとを加算して、U相補正電圧指令vucを生成する。加算器11vは、V相電圧指令vvとV相デッドタイム補償量Edvとを加算して、V相補正電圧指令vvcを生成する。加算器11wは、W相電圧指令vwとW相デッドタイム補償量Edwとを加算して、W相補正電圧指令vwcを生成する。 Specifically, the adding unit 11 includes adders 11u, 11v, and 11w. The adder 11u adds the U-phase voltage command v u and the U-phase dead time compensation amount E du to generate a U-phase correction voltage command v uc . Adder 11v adds the V-phase voltage command v v and V-phase dead time compensation amount E dv, generates a V-phase corrected voltage command v vc. Adder 11w adds the W-phase voltage command v w and W-phase dead time compensation amount E dw, generates a W-phase corrected voltage command v wc.

なお、電圧指令(U相電圧指令vu、V相電圧指令vv、W相電圧指令vw)は、例えば、インバータ1の出力電流が電流指令に追従するように電流フィードバック制御によって演算されたものであり、インバータ1の出力電圧範囲を超えないように直流電源E1の電圧(直流電源電圧)Vdcで制限されている。直流電源電圧Vdcは、図1においては不図示の電圧検出回路や設定パラメータによって取得する。 The voltage commands (U-phase voltage command v u , V-phase voltage command v v , W-phase voltage command v w ) are calculated by, for example, current feedback control such that the output current of inverter 1 follows the current command. It is limited by the voltage of the DC power supply E1 (DC power supply voltage) V dc so as not to exceed the output voltage range of the inverter 1. The DC power supply voltage Vdc is obtained by a voltage detection circuit and setting parameters not shown in FIG.

加算部11は、生成した補正電圧指令(U相補正電圧指令vuc、V相補正電圧指令vvc、W相電圧指令vwc)を、PWM生成器12および3相2相変換器16に出力する。 The adder 11 outputs the generated correction voltage commands (U-phase correction voltage command v uc , V-phase correction voltage command v vc , W-phase voltage command v wc ) to the PWM generator 12 and the three-phase two-phase converter 16. I do.

PWM生成器12は、3相の補正電圧指令をそれぞれ三角波比較することでインバータ1のスイッチング素子S11〜S16のスイッチングを制御するPWM信号(制御信号)を生成する。   The PWM generator 12 generates a PWM signal (control signal) for controlling the switching of the switching elements S11 to S16 of the inverter 1 by comparing the three-phase correction voltage commands with each other with a triangular wave.

電流検出器13は、インバータ1の出力電流(インバータ1から電動機2に流れる3相の電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw))を検出し、検出結果を3相2相変換器14およびab軸デッドタイム補償器19に出力する。 The current detector 13 detects the output current of the inverter 1 (three-phase currents flowing from the inverter 1 to the motor 2 (U-phase current i u , V-phase current i v , W-phase current i w )), and Output to the three-phase to two-phase converter 14 and the ab-axis dead time compensator 19.

3相2相変換器14は、電流検出器13により検出されたインバータ1の出力電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw)を2相座標系のa軸一次電流i1aおよびb軸一次電流i1bに変換する。具体的には、3相2相変換器14は、以下の式(1)において、U相の値inuをU相電流iuとし、V相の値invをV相電流ivとし、W相の値inwをW相電流iwとして、a軸の値outaとしてa軸一次電流i1aを算出し、b軸の値outbとしてb軸一次電流i1bを算出する。 The three-phase / two-phase converter 14 converts the output currents (U-phase current i u , V-phase current iv , W-phase current i w ) of the inverter 1 detected by the current detector 13 into an a-axis primary of a two-phase coordinate system. The current i 1a and the b-axis primary current i 1b are converted. Specifically, three-to-two phase converter 14, in the following equation (1), the value in u of U-phase and the U-phase current i u, the values in v of the V-phase and V-phase current i v, Using the W-phase value in w as the W-phase current i w , the a-axis primary current i 1a is calculated as the a-axis value out a , and the b-axis primary current i 1b is calculated as the b-axis value out b .

Figure 0006661423
Figure 0006661423

3相2相変換器14は、算出した一次電流(a軸一次電流i1a、b軸一次電流i1b)をオブザーバ15に出力する。 The three-phase / two-phase converter 14 outputs the calculated primary current (a-axis primary current i 1a , b-axis primary current i 1b ) to the observer 15.

オブザーバ15は、3相2相変換器14から出力された一次電流(a軸一次電流i1a、b軸一次電流i1b)と、電動機2の特性式とに基づき、インバータ1の出力電圧(2相の一次電圧(a軸一次電圧v1a、b軸一次電圧v1b))を推定する。ここで、オブザーバ15は、電動機2が誘導機であるとし、誘導機の電圧方程式に基づき、電動機2の特性式を構築する。以下の式(2)は、誘導機の電圧方程式の一例である。式(2)において、i2aはa軸二次電流であり、i2bはb軸二次電流であり、R1は一次自己抵抗であり、R2は二次自己抵抗であり、L1は一次自己インダクタンスであり、L2は二次自己インダクタンスであり、Mは相互インダクタンスであり、ωmは回転子回転角度であり、pは微分演算子である。 The observer 15 outputs the output voltage (2) of the inverter 1 based on the primary current (a-axis primary current i 1a , b-axis primary current i 1b ) output from the three-phase to two-phase converter 14 and the characteristic equation of the motor 2. Estimate the phase primary voltage (a-axis primary voltage v 1a , b-axis primary voltage v 1b ). Here, the observer 15 assumes that the electric motor 2 is an induction motor, and constructs a characteristic expression of the electric motor 2 based on a voltage equation of the induction motor. The following equation (2) is an example of the voltage equation of the induction machine. In equation (2), i 2a is an a-axis secondary current, i 2b is a b-axis secondary current, R 1 is a primary self-resistance, R 2 is a secondary self-resistance, and L 1 is L 2 is the secondary self inductance, M is the mutual inductance, ω m is the rotor rotation angle, and p is the differential operator.

Figure 0006661423
Figure 0006661423

インバータ1の出力電流から出力電圧を演算するための数式は、座標系やモデル化の厳密度によって異なり、式(2)に限られるものではない。例えば、電動機2の動作範囲が低速で、インバータ1の出力周波数十分低周波数(例えば、1Hz以下)であれば、式(2)の干渉項は省略することができ、以下の式(3)のような、一次抵抗R1および一次自己インダクタンスL1を用いた単純な式で表現することができる。 The mathematical expression for calculating the output voltage from the output current of the inverter 1 depends on the coordinate system and the degree of modeling, and is not limited to the expression (2). For example, if the operating range of the motor 2 is low and the output frequency of the inverter 1 is sufficiently low (for example, 1 Hz or less), the interference term of the equation (2) can be omitted. Such a simple expression using the primary resistance R 1 and the primary self inductance L 1 can be expressed.

Figure 0006661423
Figure 0006661423

オブザーバ15は、算出した一次電圧(a軸一次電圧v1a、b軸一次電圧v1b)を第2の減算部18に出力する。 The observer 15 outputs the calculated primary voltages (a-axis primary voltage v 1a , b-axis primary voltage v 1b ) to the second subtraction unit 18.

3相2相変換器16は、加算部11から出力された3相の補正電圧指令(U相補正電圧指令vuc、V相補正電圧指令vvc、W相補正電圧指令vwc)を、2相座標系の補正電圧指令(a軸補正電圧指令vac、b軸補正電圧指令vbc)に変換する。具体的には、3相2相変換器16は、上述した式(1)に基づき、U相の値inuをU相補正電圧指令vucとし、V相の値invをV相補正電圧指令vvcとし、W相の値inwをW相補正電圧指令vwcとして、a軸の値outaとしてa軸補正電圧指令vacを算出し、b軸の値outbとしてb軸補正電圧指令vbcを算出する。 The three-phase to two-phase converter 16 converts the three-phase correction voltage commands (the U-phase correction voltage command v uc , the V-phase correction voltage command v vc , and the W-phase correction voltage command v wc ) output from the addition unit 11 by 2 It is converted into a phase coordinate system correction voltage command (a-axis correction voltage command vac , b-axis correction voltage command vbc ). Specifically, the three-phase to two-phase converter 16 sets the U-phase value in u to the U-phase correction voltage command v uc and sets the V-phase value in v to the V-phase correction voltage based on the above equation (1). A command v vc , a W-phase value in w is a W-phase correction voltage command v wc , an a-axis correction voltage command v ac is calculated as an a-axis value out a , and a b-axis correction voltage is calculated as a b-axis value out b Calculate the command vbc .

3相2相変換器16は、算出した補正電圧指令(a軸補正電圧指令vac、b軸補正電圧指令vbc)を第1の減算部17に出力する。 The three-phase to two-phase converter 16 outputs the calculated correction voltage command (a-axis correction voltage command vac , b-axis correction voltage command vbc ) to the first subtraction unit 17.

第1の減算部17は、3相2相変換器16から出力された補正電圧指令(a軸補正電圧指令vac、b軸補正電圧指令vbc)から、ab軸デッドタイム補償器19から出力されたデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)を減算して、2相の電圧指令(a軸電圧指令va’、b軸電圧指令vb’)を生成する。 The first subtraction unit 17 outputs a correction voltage command (a-axis correction voltage command vac , b-axis correction voltage command vbc ) output from the three-phase two-phase converter 16 and outputs the correction voltage command from the ab-axis dead time compensator 19. The obtained dead time compensation amounts (a-axis dead time compensation amount E da and b-axis dead time compensation amount E db ) are subtracted to obtain two-phase voltage commands (a-axis voltage command v a ′ and b-axis voltage command v b). ') Generate.

具体的には、第1の減算部17は、減算器17a,17bを備える。減算器17aは、a軸補正電圧指令vacからa軸デッドタイム補償量Edaを減算して、a軸電圧指令va’を生成する。減算器17bは、b軸補正電圧指令vbcからb軸デッドタイム補償量Edbを減算して、b軸電圧指令vb’を生成する。 Specifically, the first subtraction unit 17 includes subtractors 17a and 17b. The subtracter 17a subtracts the a-axis dead time compensation amount E da from the a-axis correction voltage command v ac to generate an a-axis voltage command v a ′. Subtractor 17b from the b-axis compensating voltage command v bc by subtracting the b axis dead time compensation amount E db, generates a b-axis voltage command v b '.

第1の減算部17は、生成した電圧指令(a軸電圧指令va’、b軸電圧指令vb’)を、第2の減算部18に出力する。 The first subtraction unit 17 outputs the generated voltage commands (a-axis voltage command v a ′, b-axis voltage command v b ′) to the second subtraction unit 18.

第2の減算部18は、第1の減算部17から出力された電圧指令(a軸電圧指令va’、b軸電圧指令vb’)から、オブザーバ15から出力された一次電圧(a軸一次電圧v1a、b軸一次電圧v1b)を減算して、a軸エラー値Δva、b軸エラー値Δvbを生成する。 The second subtraction unit 18 converts the voltage command (a-axis voltage command v a ′, b-axis voltage command v b ′) output from the first subtraction unit 17 into a primary voltage (a-axis voltage command v a ′) output from the observer 15. primary voltage v 1a, by subtracting the b-axis primary voltage v 1b), a shaft error value Delta] v a, and generates a b-axis error value Delta] v b.

具体的には、第2の減算部18は、減算器18a,18bを備える。減算器18aは、a軸電圧指令va’からa軸一次電圧v1aを減算して、a軸エラー値Δvaを生成する。減算器18bは、b軸電圧指令vb’からb軸一次電圧v1bを減算して、b軸エラー値Δvbを生成する。 Specifically, the second subtraction unit 18 includes subtracters 18a and 18b. Subtracter 18a subtracts the a-axis primary voltage v 1a from the a-axis voltage command v a ', to generate the a-axis error value Delta] v a. The subtracter 18b subtracts the b-axis primary voltage v 1b from the b-axis voltage command v b ′ to generate a b-axis error value Δv b .

第2の減算部18は、生成したa軸エラー値Δva、b軸エラー値Δvbを、ab軸デッドタイム補償器19に出力する。 The second subtracting unit 18, resulting a-axis error value Delta] v a, a b-axis error value Delta] v b, and outputs to the ab axis dead time compensator 19.

ab軸デッドタイム補償器19は、インバータ1の出力電流とデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)との関係を記憶しており、第2の減算部18から出力されたa軸エラー値Δvaおよびb軸エラー値Δvbに基づき、記憶しているインバータ1の出力電流とデッドタイム補償量との関係を補正する。また、ab軸デッドタイム補償器19は、電流検出器13からインバータ1の出力電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw)の検出結果が出力されると、記憶している出力電流とデッドタイム補償量との関係に基づき、検出された出力電流に対応するデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)を求め、2相3相変換器21および第1の減算部17に出力する。 The ab-axis dead time compensator 19 stores the relationship between the output current of the inverter 1 and the dead time compensation amount (a-axis dead time compensation amount E da , b-axis dead time compensation amount E db ), and stores the second relationship. based on the a-axis error value Delta] v a and the b-axis error value Delta] v b output from the subtraction unit 18 to correct the relationship between the output current and the dead time compensation amount of the stored and the inverter 1. The ab-axis dead time compensator 19 stores the detection result of the output current (U-phase current i u , V-phase current iv , W-phase current i w ) of the inverter 1 from the current detector 13. Based on the relationship between the output current and the dead time compensation amount, dead time compensation amounts (a-axis dead time compensation amount E da and b-axis dead time compensation amount E db ) corresponding to the detected output current are obtained. Output to the two-phase three-phase converter 21 and the first subtraction unit 17.

2相3相変換器21は、ab軸デッドタイム補償器19から出力された2相のデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)を、3相のデッドタイム補償量(U相デッドタイム補償量Edu、V相デッドタイム補償量Edv、W相デッドタイム補償量Edw)に変換する。具体的には、3相2相変換器21は、以下の式(4)に基づき、a軸の値inaをa軸デッドタイム補償量Edaとし、b軸の値inbをb軸デッドタイム補償量Edbとして、U相の値outuとしてU相デッドタイム補償量Eduを算出し、V相の値outvとしてV相デッドタイム補償量Edvを算出し、W相の値outwとしてW相デッドタイム補償量Edwを算出する。 The two-phase three-phase converter 21 converts the two-phase dead time compensation amounts (a-axis dead time compensation amount E da and b-axis dead time compensation amount E db ) output from the ab-axis dead time compensator 19 into three-phase signals. (The U-phase dead time compensation amount E du , the V-phase dead time compensation amount E dv , and the W-phase dead time compensation amount E dw ). Specifically, the three-phase to two-phase converter 21 sets the a-axis value in a to the a-axis dead time compensation amount E da and sets the b-axis value in b to the b-axis dead based on the following equation (4). As the time compensation amount Edb , the U-phase dead time compensation amount E du is calculated as the U-phase value out u , the V-phase dead time compensation amount E dv is calculated as the V-phase value out v , and the W-phase value out is calculated. The w- phase dead time compensation amount Edw is calculated as w .

Figure 0006661423
Figure 0006661423

上述したように、3相の補正電圧指令(U相補正電圧指令vuc、V相補正電圧指令vvc、W相電圧指令vwc)は、3相の電圧指令(U相電圧指令vu、V相電圧指令vv、W相電圧指令vw)と3相のデッドタイム補償量(U相デッドタイム補償量Edu、V相デッドタイム補償量Edv、W相デッドタイム補償量Edw)とを加算して生成される。この3相の補正電圧指令を2相座標系に変換することで、2相の補正電圧指令(a軸補正電圧指令vac,b軸補正電圧指令vbc)が生成される。 As described above, the three-phase correction voltage commands (U-phase correction voltage command v uc , V-phase correction voltage command v vc , W-phase voltage command v wc ) are three-phase voltage commands (U-phase voltage command v u , V-phase voltage command v v , W-phase voltage command v w ) and three-phase dead time compensation amounts (U-phase dead time compensation amount E du , V-phase dead time compensation amount E dv , W-phase dead time compensation amount E dw ) And is generated by adding By converting the three-phase correction voltage command into a two-phase coordinate system, two-phase correction voltage commands (a-axis correction voltage command vac and b-axis correction voltage command vbc ) are generated.

したがって、第1の減算部17から出力される2相の電圧指令(a軸電圧指令va’、b軸電圧指令vb’)は、3相の電圧指令(U相電圧指令vu、V相電圧指令vv、W相電圧指令vw)を2相座標系に変換したものに相当する。また、第2の減算部18から出力されるa軸エラー値Δvaおよびb軸エラー値Δvbは、電圧指令と、インバータ1の出力電流から推定したインバータ1の出力電圧との誤差(電圧誤差)に相当する。この電圧誤差に基づき、インバータ1の出力電流とデッドタイム補償量との関係を補正し、この関係に基づき、デッドタイム補償量を決定することで、より高精度な電動機2の駆動制御を行うことができる。また、インバータ1の出力電流から出力電圧を推定するため、出力電圧を検出する電圧検出回路を設ける必要が無くなり、装置の大型化や部品点数の増加に伴うコスト増を抑制することができる。 Therefore, the voltage command two-phase output from the first subtracting unit 17 (a-axis voltage command v a ', b-axis voltage command v b'), the voltage command of the three-phase (U-phase voltage command v u, V The phase voltage command v v and the W-phase voltage command v w ) correspond to two-phase coordinate systems. Further, a shaft error value Delta] v a and the b-axis error value Delta] v b output from the second subtracting unit 18, the voltage command and the error (voltage error between the output voltage of the inverter 1 estimated from the output current of the inverter 1 ). Based on this voltage error, the relationship between the output current of the inverter 1 and the amount of dead time compensation is corrected, and the dead time compensation amount is determined based on this relationship, so that more accurate drive control of the motor 2 is performed. Can be. In addition, since the output voltage is estimated from the output current of the inverter 1, there is no need to provide a voltage detection circuit for detecting the output voltage, and it is possible to suppress an increase in cost due to an increase in the size of the device and an increase in the number of components.

なお、図1においては、3相の補正電圧指令を2相の補正電圧指令に変換し、その2相の補正電圧指令から2相のデッドタイム補償量を減算することで、2相の電圧指令(a軸電圧指令va’、b軸電圧指令vb’)を生成しているが、これに限られるものではなく、3相の電圧指令を直接、2相の電圧指令(a軸電圧指令va’、b軸電圧指令vb’)に変換してもよい。 In FIG. 1, the three-phase correction voltage command is converted into a two-phase correction voltage command, and the two-phase dead time compensation amount is subtracted from the two-phase correction voltage command to obtain a two-phase voltage command. (A-axis voltage command v a ′, b-axis voltage command v b ′) are generated, but the present invention is not limited to this. Three-phase voltage commands are directly converted to two-phase voltage commands (a-axis voltage commands v a ′, b-axis voltage command v b ′).

次に、ab軸デッドタイム補償器19の構成について説明する。   Next, the configuration of the ab-axis dead time compensator 19 will be described.

図2は、ab軸デッドタイム補償器19の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the ab-axis dead time compensator 19.

図2に示すab軸デッドタイム補償器19は、乗算器191a,191bと、積分器群192a,192bと、切替器193〜196と、セレクタ197とを備える。   The ab axis dead time compensator 19 shown in FIG. 2 includes multipliers 191a and 191b, integrator groups 192a and 192b, switches 193 to 196, and a selector 197.

乗算器191aは、a軸エラー値Δvaが入力され、入力されたa軸エラー値ΔvaにゲインKを乗算して出力する。乗算器191bは、b軸エラー値Δvbが入力され、入力されたb軸エラー値ΔvbにゲインKを乗算して出力する。 The multiplier 191a is supplied with the a-axis error value Delta] v a, is multiplied by a gain K and outputs the inputted a-axis error value Delta] v a. The multiplier 191b receives the b-axis error value Δv b , multiplies the input b-axis error value Δv b by a gain K, and outputs the result.

積分器群192a、192bはそれぞれ、入力された値を積算し、積算値を出力する複数の積分器からなる。   Each of the integrator groups 192a and 192b includes a plurality of integrators that integrate the input values and output the integrated values.

切替器193は、セレクタ197の制御に従い、乗算器191aと、積分器群192aを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器とを接続する。切替器193を介して乗算器191aと接続された積分器には、a軸エラー値ΔvaにゲインKを乗算した値が入力され、積分器は、乗算器191aから出力された値を積算し、積算値を保持する。 The switch 193 connects the multiplier 191a and any one of a plurality of integrators included in the integrator group 192a under the control of the selector 197. The connected integrators and a multiplier 191a via a switch 193, a value obtained by multiplying the gain K in the a-axis error value Delta] v a is input, the integrator integrates the output value from the multiplier 191a , And hold the integrated value.

切替器194は、セレクタ197の制御に従い、積分器群192aを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器と、ab軸デッドタイム補償器19のa軸デッドタイム補償量Edaの出力端とを接続する。切替器194を介してa軸デッドタイム補償量Edaの出力端と接続された積分器は、保持している積算値をa軸デッドタイム補償量Edaとして出力する。 Under the control of the selector 197, the switch 194 outputs one of the plurality of integrators forming the integrator group 192a and the output of the a-axis dead time compensation amount E da of the ab-axis dead time compensator 19. Connect to the end. The integrator connected to the output terminal of the a-axis dead time compensation amount E da via the switch 194 outputs the held integrated value as the a-axis dead time compensation amount E da .

切替器195は、セレクタ197の制御に従い、乗算器191bと、積分器群192bを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器とを接続する。切替器195を介して乗算器191bと接続された積分器には、b軸エラー値ΔvbにゲインKを乗算した値が入力され、積分器は、乗算器191bから出力された値を積算し、積算値を保持する。 The switch 195 connects the multiplier 191b and any one of the plurality of integrators forming the integrator group 192b according to the control of the selector 197. A value obtained by multiplying the b-axis error value Δv b by the gain K is input to the integrator connected to the multiplier 191b via the switch 195, and the integrator integrates the value output from the multiplier 191b. , And hold the integrated value.

切替器196は、セレクタ197の制御に従い、積分器群192bを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器と、ab軸デッドタイム補償器19のb軸デッドタイム補償量Edbの出力端とを接続する。切替器196を介してb軸デッドタイム補償量Edbの出力端と接続された積分器は、保持している積算値をb軸デッドタイム補償量Edbとして出力する。 Under the control of the selector 197, the switch 196 outputs any one of the plurality of integrators constituting the integrator group 192b and the output of the b-axis dead time compensation amount Edb of the ab-axis dead time compensator 19. Connect to the end. The integrator connected to the output terminal of the b-axis dead time compensation amount Edb via the switch 196 outputs the held integrated value as the b-axis dead time compensation amount Edb .

セレクタ197は、インバータ1の出力電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw)の検出結果が入力され、入力された検出結果に基づき、積分器群192aを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器を選択する。そして、セレクタ197は、選択した積分器と乗算器191aとが接続されるように切替器193を制御し、選択した積分器とa軸デッドタイム補償量Edaの出力端とが接続されるように切替器194を制御する。また、セレクタ197は、インバータ1の出力電流の検出結果に基づき、積分器群192bを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器を選択する。そして、セレクタ197は、選択した積分器と乗算器191bとが接続されるように切替器195を制御し、選択した積分器とb軸デッドタイム補償量Edbの出力端とが接続されるように切替器196を制御する。 The selector 197 receives the detection results of the output currents of the inverter 1 (U-phase current i u , V-phase current iv , W-phase current i w ), and forms an integrator group 192a based on the input detection results. One of the plurality of integrators is selected. Then, the selector 197 controls the switch 193 so that the selected integrator and the multiplier 191a are connected, so that the selected integrator is connected to the output terminal of the a-axis dead time compensation amount Eda. To control the switch 194. Further, the selector 197 selects any one of the plurality of integrators forming the integrator group 192b based on the detection result of the output current of the inverter 1. Then, the selector 197 controls the switch 195 so that the selected integrator and the multiplier 191b are connected, so that the selected integrator is connected to the output terminal of the b-axis dead time compensation amount Edb. The switch 196 is controlled.

このように、セレクタ197は、インバータ1の出力電流の値に応じて、積分器群192a,192bそれぞれを構成する複数の積分器のうち、いずれかの積分器を選択する。各積分器は、セレクタ197により選択されると、対応する出力電流での電圧誤差を積算して、デッドタイム補償量として保持し、出力する。すなわち、各積分器は、出力電流の各値に対応するデッドタイム補償量を記憶し、セレクタ197により選択されると、記憶しているデッドタイム補償量を出力し、セレクタ197により選択されていない場合には、これまでの積算値を保持し続ける。   As described above, the selector 197 selects one of the plurality of integrators constituting each of the integrator groups 192a and 192b according to the value of the output current of the inverter 1. When each integrator is selected by the selector 197, the integrator accumulates the voltage error at the corresponding output current, holds as a dead time compensation amount, and outputs the amount. That is, each integrator stores the dead time compensation amount corresponding to each value of the output current, and when selected by the selector 197, outputs the stored dead time compensation amount and is not selected by the selector 197. In such a case, the integrated value thus far is kept.

つまり、複数の積分器がそれぞれ、出力電流に応じたデッドタイム補償量を記憶するメモリとして機能する。したがって、ab軸デッドタイム補償器19は、複数の積分器を用いて、出力電流とデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)との関係(デッドタイムテーブル)を記憶している。なお、積分器群192a,192bを構成する積分器に記憶させるデッドタイム補償量の初期値としては、事前のオートチューニングによる測定値や理論値を与える。 That is, each of the plurality of integrators functions as a memory for storing the dead time compensation amount corresponding to the output current. Therefore, the ab-axis dead time compensator 19 uses a plurality of integrators to determine the relationship between the output current and the dead time compensation amount (a-axis dead time compensation amount E da , b-axis dead time compensation amount E db ) (dead time). Time table). The initial value of the dead time compensation amount stored in the integrators constituting the integrator groups 192a and 192b is a measured value or a theoretical value obtained by automatic tuning in advance.

オートチューニングによる測定方法としては、電動機2に任意の直流電流を流し、電動機2の一次抵抗と電流との積で表される電圧降下と、スイッチング素子や還流ダイオードによる電圧降下とを電圧指令から減算して電圧誤差を演算し、その電圧誤差からデッドタイム補償量を求める方法がある。この方法により、直流電流の大きさを変えながら逐次、デッドタイム補償量を求めることで、デッドタイムテーブルの初期値を得ることができる。   As a measuring method by auto-tuning, an arbitrary DC current is applied to the motor 2, and a voltage drop represented by a product of a primary resistance and a current of the motor 2 and a voltage drop due to a switching element or a return diode are subtracted from the voltage command. Then, a voltage error is calculated, and a dead time compensation amount is obtained from the voltage error. With this method, the initial value of the dead time table can be obtained by sequentially calculating the dead time compensation amount while changing the magnitude of the DC current.

次に、セレクタ197による積分器の切り替え動作について説明する。   Next, the switching operation of the integrator by the selector 197 will be described.

図3は、デッドタームテーブルの一例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the dead term table.

図3において、横軸は、積分器群192a,192bそれぞれを構成する積分器の番号(積分器番号n)を示す。図3においては、積分器群192a,192bはそれぞれ、600個の積分器Sn(nは0から599までの整数)で構成されているものとする。また、縦軸は、オートチューニングによる測定時に電動機2に流す電流(U相電流iu、V相電流iv、W相電流iw)と、オートチューニングにより得られたデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)とを示す。 In FIG. 3, the horizontal axis indicates the number of an integrator (integrator number n) that constitutes each of the integrator groups 192a and 192b. 3, it is assumed that each of the integrator groups 192a and 192b is composed of 600 integrators S n (n is an integer from 0 to 599). The vertical axis represents the currents (U-phase current i u , V-phase current i v , W-phase current i w ) flowing through the motor 2 at the time of the measurement by the auto tuning, and the dead time compensation amount (a axis) obtained by the auto tuning. The dead time compensation amount E da and the b-axis dead time compensation amount E db are shown.

なお、図3において、点線で示される電流は、図9に示す電流imax,−imaxのような、デッドタイム補償量が飽和するのに十分な電流を流していることを意味し、その大きさは重要ではない。したがって、各相の出力電流の大小関係によって、6つの領域A〜Fに分けることができる。 In FIG. 3, the current indicated by the dotted line means that a sufficient current such as the currents i max and −i max shown in FIG. Size is not important. Therefore, it can be divided into six regions A to F according to the magnitude relation of the output current of each phase.

以下では、U相電流iuが正に最も大きく、W相電流iwが最も小さい領域を領域Aとし、V相電流ivが正に最も大きく、W相電流iwが最も小さい領域を領域Bとし、V相電流ivが正に最も大きく、U相電流iuが最も小さい領域を領域Cとし、W相電流iwが正に最も大きく、U相電流iuが最も小さい領域を領域Dとし、W相電流iwが正に最も大きく、V相電流ivが最も小さい領域を領域Eとし、U相電流iuが正に最も大きく、V相電流ivが最も小さい領域を領域Fとする。 Hereinafter, a region where the U-phase current i u is the largest and the W-phase current i w is the smallest is defined as a region A, and a region where the V-phase current i v is the largest and the W-phase current i w is the smallest is defined as a region. B, the area where the V-phase current iv is the largest positively and the U-phase current iu is the smallest is area C, and the area where the W-phase current iw is the largest positively and the U-phase current iu is the smallest is area D, the region where the W-phase current i w is the largest positively and the V-phase current iv is the smallest region is the region E, and the region where the U-phase current iu is the largest positively and the V-phase current iv is the smallest is the region F.

積分器群192a,192bそれぞれが600個の積分器で構成されている場合、各領域には以下のように積分器が割り当てられる。   When each of the integrator groups 192a and 192b is composed of 600 integrators, an integrator is assigned to each area as follows.

領域Aには、積分器S0から積分器S99が割り当てられる。積分器S0〜S99はそれぞれ、−imaxからimax−imax/50までimax/50刻みの各V相電流ivに対応し、各V相電流ivに対応するデッドタイム補償量を記憶する。 In the region A, the integrator S 99 is allocated from the integrator S 0. Each integrator S 0 to S 99, the dead time compensation corresponding to the -i max i max -i max / 50 to i max / 50 each the V-phase current i v, in increments, corresponding to each the V-phase current i v, Remember the amount.

領域Bには、積分器S100から積分器S199が割り当てられる。積分器S100〜S199はそれぞれ、imaxから−imax+imax/50までimax/50刻みの各U相電流iuに対応し、各U相電流iuに対応するデッドタイム補償量を記憶する。 In the region B, the integrator S 199 is allocated from the integrator S 100. Integrator S 100 to S 199, respectively, correspond to the -i max + i max / 50 to i max / 50 each U-phase current i u in increments from i max, the dead time compensation amount corresponding to the U-phase current i u Is stored.

領域Cには、積分器S200から積分器S299が割り当てられる。積分器S200〜S299はそれぞれ、−imaxからimax−imax/50までimax/50刻みの各W相電流iwに対応し、各W相電流iwに対応するデッドタイム補償量を記憶する。 In the area C, the integrators S200 to S299 are assigned. Each integrator S 200 to S 299 corresponds from -i max to i max -i max / 50 to i max / 50 each W-phase current i w of the increments, the dead time compensation corresponding to each W-phase current i w Remember the amount.

領域Dには、積分器S300から積分器S399が割り当てられる。積分器S300〜S399はそれぞれ、imaxから−imax+imax/50までimax/50刻みの各V相電流ivに対応し、各V相電流ivに対応するデッドタイム補償量を記憶する。 The region D, the integrator S 399 is allocated from the integrator S 300. Integrator S 300 to S 399, respectively, correspond to the -i max + i max / 50 to i max / 50 each the V-phase current i v, in increments from i max, the dead time compensation amount corresponding to the respective the V-phase current i v, Is stored.

領域Eには、積分器S400から積分器S499が割り当てられる。積分器S400〜S499はそれぞれ、−imaxからimax−imax/50までimax/50刻みの各U相電流iuに対応し、各U相電流iuに対応するデッドタイム補償量を記憶する。 In the region E, the integrator S 499 is allocated from the integrator S 400. Each integrator S 400 to S 499 correspond from -i max to i max -i max / 50 to i max / 50 each U-phase current i u of increments, the dead time compensation corresponding to each U-phase current i u Remember the amount.

領域Fには、積分器S500から積分器S599が割り当てられる。積分器S500〜S599はそれぞれ、imaxから−imax+imax/50までimax/50刻みの各W相電流iwに対応し、各W相電流iwに対応するデッドタイム補償量を記憶する。 In the region F, the integrator S 599 is allocated from the integrator S 500. Integrator S 500 to S 599, respectively, correspond to the -i max + i max / 50 to i max / 50 each W-phase current i w in increments from i max, the dead time compensation amount corresponding to the W-phase current i w Is stored.

セレクタ197は、領域A〜Fの中から、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwの大小関係に一致する領域を選択する。そして、選択した領域において、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwのうち、絶対値が最も小さい電流の電流値に対応する積分器を選択する。なお、セレクタ197は、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwのうち、絶対値が最も小さい電流がimax以上なら、絶対値が最も小さい電流の電流値をimaxとして積分器を選択し、また、絶対値が最も小さい電流が−imax以下なら、絶対値が最も小さい電流の電流値を−imaxとして積分器を選択する。 The selector 197 selects, from the areas A to F, an area that matches the magnitude relationship between the U-phase current i u , the V-phase current iv , and the W-phase current i w . Then, in the selected region, the integrator corresponding to the current value of the current having the smallest absolute value among the U-phase current i u , the V-phase current i v , and the W-phase current i w is selected. If the current having the smallest absolute value among the U-phase current i u , the V-phase current i v , and the W-phase current i w is equal to or more than i max , the selector 197 sets the current value of the current having the smallest absolute value to i max as select integrator, also the smallest current absolute value if -i max below selects the integrator current value of the absolute value is smallest current as -i max.

上述したように、各積分器が誤差電圧を積算していくため、デッドタイムテーブルに従い出力されるデッドタイム補償量が修正され、誤差電圧が減少していく。つまり、ab軸デッドタイム補償器19は、デッドタイム補償量の自動集積機能を備えていることになり、この機能により、電圧指令(U相電圧指令vu、V相電圧指令vv、W相電圧指令vw)と、電動機2に印加される電圧との誤差が減少していく。これにより、電圧指令(U相電圧指令vu、V相電圧指令vv、W相電圧指令vw)と、電動機2に流れる電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw)とにより電動機2の速度を演算する速度センサレス制御において、速度推定誤差が向上するため、速度リップルの低下を図ることができる。 As described above, since each of the integrators accumulates the error voltage, the dead time compensation amount output according to the dead time table is corrected, and the error voltage decreases. In other words, the ab-axis dead time compensator 19 has an automatic integration function of the dead time compensation amount, and the voltage command (U-phase voltage command v u , V-phase voltage command v v , W-phase voltage command) The error between the voltage command v w ) and the voltage applied to the electric motor 2 decreases. Thereby, the voltage command (U-phase voltage command v u , V-phase voltage command v v , W-phase voltage command v w ) and the current flowing through motor 2 (U-phase current i u , V-phase current i v , W-phase current) iw ), the speed estimation error is improved in the speed sensorless control for calculating the speed of the electric motor 2, so that the speed ripple can be reduced.

このように本実施形態によれば、電動機駆動装置10は、複数のスイッチング素子S11〜S16を備え、複数のスイッチング素子S11〜S16のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換して、電動機2を出力するインバータ1(電力変換器)と、インバータ1の出力電流と電動機2の特性式とに基づき、インバータ1の出力電圧を推定するオブザーバ15(電圧推定器)と、インバータ1の出力電圧を指示する電圧指令とオブザーバ15により推定されたインバータ1の出力電圧との電圧誤差を算出する第2の減算部18(誤差演算器)と、インバータ1の出力電流と電圧誤差を補償するためのデッドタイム補償量との関係を記憶し、演算された電圧誤差に基づき、インバータ1の出力電流とデッドタイム補償量との関係を補正するとともに、記憶している関係に基づき、インバータ1の出力電流に対応するデッドタイム補償量を出力するab軸デッドタイム補償器19(デッドタイム補償器)と、電圧指令をデッドタイム補償量で補正した補正電圧指令を出力する加算部11(指令補償器)と、補正電圧指令に基づき複数のスイッチング素子S11〜S16のスイッチングを制御する制御信号を生成するPWM生成器(生成器)と、を備える。   As described above, according to the present embodiment, the motor driving device 10 includes the plurality of switching elements S11 to S16, converts the DC voltage into the AC voltage by switching the plurality of switching elements S11 to S16, and outputs the motor 2 Inverter 1 (power converter), observer 15 (voltage estimator) for estimating the output voltage of inverter 1 based on the output current of inverter 1 and the characteristic equation of motor 2, and the output voltage of inverter 1 are specified. A second subtractor 18 (error calculator) for calculating a voltage error between the voltage command and the output voltage of the inverter 1 estimated by the observer 15; and dead time compensation for compensating the output current and the voltage error of the inverter 1 The relationship between the output current of the inverter 1 and the dead time compensation amount is corrected based on the calculated voltage error. At the same time, based on the stored relationship, the ab-axis dead time compensator 19 (dead time compensator) for outputting the dead time compensation amount corresponding to the output current of the inverter 1 and the voltage command are corrected with the dead time compensation amount. An adder 11 (command compensator) that outputs a correction voltage command, and a PWM generator (generator) that generates a control signal for controlling switching of the plurality of switching elements S11 to S16 based on the correction voltage command.

インバータ1の出力電流と電動機2の特性式とからインバータ1の出力電圧を推定し、その推定した出力電圧と電圧指令との誤差(電圧誤差)に基づき、出力電流とデッドタイム補償量との関係を補正し、この関係に基づき、デッドタイム補償量を決定することで、より高精度な電動機2の駆動制御を行うことができる。また、インバータ1の出力電流から出力電圧を推定するため、出力電圧を検出する電圧検出回路を設ける必要が無くなり、装置の大型化や部品点数の増加に伴うコスト増を抑制することができる。   The output voltage of the inverter 1 is estimated from the output current of the inverter 1 and the characteristic formula of the electric motor 2, and the relationship between the output current and the dead time compensation amount is determined based on the error (voltage error) between the estimated output voltage and the voltage command. Is corrected, and the dead time compensation amount is determined based on this relationship, so that more accurate drive control of the electric motor 2 can be performed. In addition, since the output voltage is estimated from the output current of the inverter 1, there is no need to provide a voltage detection circuit for detecting the output voltage, and it is possible to suppress an increase in cost due to an increase in the size of the device and an increase in the number of components.

(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態に係る電動機駆動装置10Aの構成の一例を示す図である。図4において、図1と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of a motor drive device 10A according to a second embodiment of the present invention. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

本実施形態に係る電動機駆動装置10Aは、第1の実施形態に係る電動機駆動装置10と比較して、第1の減算部17を削除した点と、第2の減算部18を第2の減算部18Aに変更した点と、ab軸デッドタイム補償器19をab軸デッドタイム補償器19Aに変更した点とが異なる。   The electric motor driving device 10A according to the present embodiment is different from the electric motor driving device 10 according to the first embodiment in that the first subtraction unit 17 is omitted and the second subtraction unit 18 performs the second subtraction. The difference is that the unit is changed to the unit 18A and that the ab-axis dead time compensator 19 is changed to the ab-axis dead time compensator 19A.

3相2相変換器16は、3相の補正電圧指令を2相座標系に変換した補正電圧指令(a軸補正電圧指令vac、b軸補正電圧指令vbc)を第2の減算部18Aに出力する。第2の減算部18Aは、3相2相変換器16から出力された補正電圧指令(a軸補正電圧指令vac、b軸補正電圧指令vbc)から、オブザーバ15から出力された一次電圧(a軸一次電圧v1a、b軸一次電圧v1b)を減算して、a軸電圧誤差値Δva’およびb軸電圧誤差値Δvb’を生成する。 The three-phase / two-phase converter 16 converts correction voltage commands (a-axis correction voltage command vac , b-axis correction voltage command vbc ) obtained by converting the three-phase correction voltage commands into a two-phase coordinate system into a second subtraction unit 18A. Output to The second subtraction unit 18A converts the correction voltage command (a-axis correction voltage command vac , b-axis correction voltage command vbc ) output from the three-phase / two-phase converter 16 into a primary voltage (from the observer 15). a shaft primary voltage v 1a, by subtracting the b-axis primary voltage v 1b), produces an a-axis voltage error value Delta] v a 'and b-axis voltage error value Delta] v b'.

具体的には、第2の減算部18Aは、減算器18a,18bを備える。減算器18aは、a軸補正電圧指令vacからa軸一次電圧v1aを減算して、a軸電圧誤差値Δva’を生成する。減算器18bは、b軸電圧指令vbcからb軸一次電圧v1bを減算して、b軸電圧誤差値Δvb’を生成する。 Specifically, the second subtraction unit 18A includes subtractors 18a and 18b. Subtracter 18a subtracts the a-axis primary voltage v 1a from the a-axis compensating voltage command v ac, generates the a-axis voltage error value Delta] v a '. The subtracter 18b subtracts the b-axis primary voltage v 1b from the b-axis voltage command v bc to generate a b-axis voltage error value Δv b ′.

第2の減算部18Aは、生成したa軸電圧誤差値Δva’およびb軸電圧誤差値Δvb’を、ab軸デッドタイム補償器19Aに出力する。第1の実施形態においては、第2の減算部18は、電圧指令と推定したインバータ1の出力電圧との電圧誤差、すなわち、ab軸デッドタイム補償器19に記憶されているデッドタイム補償量とインバータ1で生じるデッドタイムによる電圧誤差との誤差を出力していた。一方、本実施形態においては、第2の減算部18Aは、インバータ1で生じるデッドタイムによる電圧誤差を出力する。 Second subtraction section 18A is generated a-axis voltage error value Delta] v a 'and b-axis voltage error value Delta] v b', and outputs the ab axis dead time compensator 19A. In the first embodiment, the second subtraction unit 18 calculates the voltage error between the voltage command and the estimated output voltage of the inverter 1, that is, the dead time compensation amount stored in the ab axis dead time compensator 19. The error from the voltage error due to the dead time generated in the inverter 1 was output. On the other hand, in the present embodiment, the second subtraction unit 18A outputs a voltage error due to the dead time generated in the inverter 1.

ab軸デッドタイム補償器19Aは、インバータ1の出力電流とデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)との関係を記憶し、第2の減算部18Aから出力されたa軸電圧誤差値Δva’およびb軸電圧誤差値Δvb’に基づき、記憶しているインバータ1の出力電流とデッドタイム補償量との関係を補正する。また、ab軸デッドタイム補償器19Aは、インバータ1の出力電流とデッドタイム補償量との関係に基づき、インバータ1の出力電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw)に対応するデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)を求め、2相3相変換器21に出力する。 The ab-axis dead time compensator 19A stores the relationship between the output current of the inverter 1 and the amount of dead time compensation (a-axis dead time compensation amount E da , b-axis dead time compensation amount E db ), and a second subtraction unit. based on has been a-axis voltage error value Delta] v a 'and b-axis voltage error value Delta] v b' output from the 18A, correcting the relationship between the output current and the dead time compensation amount of the stored and the inverter 1. The ab-axis dead time compensator 19A outputs the output currents of the inverter 1 (U-phase current i u , V-phase current i v , W-phase current i w) based on the relationship between the output current of the inverter 1 and the amount of dead time compensation. ) Is obtained (a-axis dead time compensation amount E da , b-axis dead time compensation amount E db ) and output to the two-phase to three-phase converter 21.

図5は、ab軸デッドタイム補償器19Aの構成の一例を示す図である。図5において、図2と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the ab-axis dead time compensator 19A. 5, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

図5に示すab軸デッドタイム補償器19Aは、図2に示すab軸デッドタイム補償器19と比較して、乗算器191a,191bを削除した点と、積分器群192a,192bをフィルタ群198a,198bに変更した点と、セレクタ197をセレクタ197Aに変更した点とが異なる。   The ab-axis dead time compensator 19A shown in FIG. 5 is different from the ab-axis dead time compensator 19 shown in FIG. 2 in that the multipliers 191a and 191b are eliminated and the integrator groups 192a and 192b are replaced by a filter group 198a. , 198b, and that the selector 197 is changed to the selector 197A.

フィルタ群198aは、複数の低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)からなる。フィルタ群198aを構成する複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタが、切替器193により第2の減算部18Aと接続され、a軸電圧誤差値Δva’が入力されるとともに、切替器194によりa軸デッドタイム補償量Edaの出力端と接続される。a軸電圧誤差値Δva’が入力された低域通過フィルタは、a軸電圧誤差値Δva’に対するフィルタ処理を行い、a軸デッドタイム補償量Edaとして出力する。また、その他の低域通過フィルタは、前回の出力を保持する。 The filter group 198a includes a plurality of low-pass filters (LPF: Low Pass Filter). Among the plurality of low-pass filter constituting the filter group 198a, either a low-pass filter, the switch 193 is connected to the second subtracting unit 18A, a-axis voltage error value Delta] v a 'is input At the same time, the switch 194 is connected to the output terminal of the a-axis dead time compensation amount Eda . The low-pass filter to which the a-axis voltage error value Δv a ′ is input performs a filtering process on the a-axis voltage error value Δv a ′, and outputs the result as the a-axis dead time compensation amount Eda . The other low-pass filters retain the previous output.

フィルタ群198bは、複数の低域通過フィルタからなる。フィルタ群198bを構成する複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタが、切替器195により第2の減算部18Aと接続され、b軸電圧誤差値Δvb’が入力されるとともに、切替器196によりb軸デッドタイム補償量Edbの出力端と接続される。b軸電圧誤差値Δvb’が入力された低域通過フィルタは、b軸電圧誤差値Δvb’に対するフィルタ処理を行い、b軸デッドタイム補償量Edbとして出力する。また、その他の低域通過フィルタは、前回の出力を保持する。 The filter group 198b includes a plurality of low-pass filters. One of the plurality of low-pass filters constituting the filter group 198b is connected to the second subtraction unit 18A by the switch 195, and the b-axis voltage error value Δv b ′ is input. At the same time, the switch 196 is connected to the output terminal of the b-axis dead time compensation amount Edb . The low-pass filter to which the b-axis voltage error value Δv b ′ is input performs a filtering process on the b-axis voltage error value Δv b ′, and outputs the result as a b-axis dead time compensation amount Edb . The other low-pass filters retain the previous output.

セレクタ197Aは、インバータ1の出力電流(U相電流iu,V相電流iv,W相電流iw)の検出結果が入力され、入力された検出結果に基づき、フィルタ群198aを構成する複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタを選択する。そして、セレクタ197Aは、選択した低域通過フィルタと第2の減算部18Aとが接続されるように切替器193を制御し、選択した低域通過フィルタとa軸デッドタイム補償量Edaの出力端とが接続されるように切替器194を制御する。また、セレクタ197Aは、インバータ1の出力電流の検出結果に基づき、フィルタ群198bを構成する複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタを選択する。そして、セレクタ197Aは、選択した低域通過フィルタと第2の減算部18Aとが接続されるように切替器195を制御し、選択した低域通過フィルタとb軸デッドタイム補償量Edbの出力端とが接続されるように切替器196を制御する。 The selector 197A receives detection results of the output currents (U-phase current i u , V-phase current i v , W-phase current i w ) of the inverter 1 and, based on the input detection results, forms a plurality of filters 198a. , One of the low-pass filters is selected. Then, the selector 197A controls the switch 193 so that the selected low-pass filter and the second subtractor 18A are connected, and outputs the selected low-pass filter and the a-axis dead time compensation amount Eda . The switch 194 is controlled so that the end is connected. Further, the selector 197A selects any one of the plurality of low-pass filters constituting the filter group 198b based on the detection result of the output current of the inverter 1. Then, the selector 197A controls the switch 195 so that the selected low-pass filter and the second subtractor 18A are connected, and outputs the selected low-pass filter and the b-axis dead time compensation amount Edb . The switch 196 is controlled so that the end is connected.

このように、セレクタ197Aは、インバータ1の出力電流の値に応じて、フィルタ群198a,198bを構成する複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタを選択する。各低域通過フィルタは、セレクタ197Aにより選択されると、対応する出力電流における電圧誤差(a軸電圧誤差値Δva’、b軸電圧誤差値Δvb’)に対するフィルタ処理を行って、デッドタイム補償量として出力するとともに、その値を保持する。すなわち、各低域通過フィルタは、出力電流の各値に対応するデッドタイム補償量を記憶し、セレクタ197Aにより選択されると、デッドタイム補償量を出力し、セレクタ197により選択されていない場合には、出力したデッドタイム補償量を保持し続ける。 As described above, the selector 197A selects one of the plurality of low-pass filters forming the filter groups 198a and 198b according to the value of the output current of the inverter 1. When each of the low-pass filters is selected by the selector 197A, the low-pass filter performs a filtering process on a voltage error (a-axis voltage error value Δv a ′, b-axis voltage error value Δv b ′) in a corresponding output current, and performs a dead time. The value is output as the compensation amount and the value is held. That is, each low-pass filter stores the amount of dead time compensation corresponding to each value of the output current, outputs the amount of dead time compensation when selected by the selector 197A, and outputs the amount of dead time compensation when not selected by the selector 197. Keeps the output dead time compensation amount.

つまり、複数の低域通過フィルタがそれぞれ、出力電流に応じたデッドタイム補償量を記憶するメモリとして機能する。したがって、ab軸デッドタイム補償器19Aは、複数の低域通過フィルタを用いて、出力電流とデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)との関係(デッドタイムテーブル)を記憶している。なお、フィルタ群198a,198bを構成する低域通過フィルタに記憶させるデッドタイム補償量の初期値としては、第1の実施形態と同様に、事前のオートチューニングによる測定値や理論値を与える。 That is, each of the plurality of low-pass filters functions as a memory that stores the amount of dead time compensation according to the output current. Therefore, the ab-axis dead time compensator 19A uses a plurality of low-pass filters to determine the relationship between the output current and the dead time compensation amount (a-axis dead time compensation amount E da , b-axis dead time compensation amount E db ). (Dead time table). As the initial value of the dead time compensation amount stored in the low-pass filters constituting the filter groups 198a and 198b, a measured value or a theoretical value obtained by automatic tuning in advance is given as in the first embodiment.

次に、セレクタ197Aによる低域通過フィルタの切り替え動作について説明する。   Next, the switching operation of the low-pass filter by the selector 197A will be described.

ab軸デッドタイム補償器19Aには、第1の実施形態と同様に、図3を参照して説明したようなデッドタイムテーブルが記憶されている。ただし、第1の実施形態においては、積分器群192a,192bそれぞれを構成する積分器の番号とデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)とが対応つけて記憶されていたが、本実施形態においては、フィルタ群198a,198bを構成する低域通過フィルタの番号とデッドタイム補償量(a軸デッドタイム補償量Eda、b軸デッドタイム補償量Edb)とが対応つけて記憶されている。 The ab-axis dead time compensator 19A stores a dead time table as described with reference to FIG. 3, as in the first embodiment. However, in the first embodiment, the numbers of the integrators constituting each of the integrator groups 192a and 192b and the dead time compensation amounts (a-axis dead time compensation amount E da and b-axis dead time compensation amount E db ) are included. In this embodiment, the numbers of the low-pass filters constituting the filter groups 198a and 198b and the dead time compensation amount (a-axis dead time compensation amount E da , b-axis dead time compensation amount) are stored. E db ) are stored in association with each other.

そして、第1の実施形態と同様に、各相の出力電流(U相電流iu、V相電流iv、W相電流iw)の大小関係によって、6つの領域A〜Fに分けられ、各領域にフィルタ群198a,198bを構成する低域通過フィルタが割り当てられる。そして、各領域において、出力電流の各値に低域通過フィルタが割り当てられ、各低域通過フィルタは割り当てられた出力電流におけるデッドタイム補償量を記憶する。 Then, similarly to the first embodiment, the output current is divided into six areas A to F according to the magnitude relation of the output currents of each phase (U-phase current i u , V-phase current i v , W-phase current i w ), A low-pass filter forming filter groups 198a and 198b is assigned to each area. Then, in each region, a low-pass filter is assigned to each value of the output current, and each low-pass filter stores a dead time compensation amount in the assigned output current.

セレクタ197Aは、領域A〜Fの中から、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwの大小関係に一致する領域を選択し、選択した領域において、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwのうち、絶対値が最も小さい電流の電流値に対応する低域通過フィルタを選択する。なお、セレクタ197Aは、U相電流iu、V相電流iv、W相電流iwのうち、絶対値が最も小さい電流がimax以上なら、絶対値が最も小さい電流の電流値をimaxとして低域通過フィルタを選択し、また、絶対値が最も小さい電流が−imax以下なら、絶対値が最も小さい電流の電流値を−imaxとして低域通過フィルタを選択する。 The selector 197A selects a region that matches the magnitude relationship between the U-phase current i u , the V-phase current i v , and the W-phase current i w from the regions A to F. In the selected region, the U-phase current i u , V-phase current iv and W-phase current i w , a low-pass filter corresponding to the current value of the current having the smallest absolute value is selected. If the current having the smallest absolute value among the U-phase current i u , the V-phase current i v , and the W-phase current i w is equal to or more than i max , the selector 197A sets the current value of the current having the smallest absolute value to i max as selecting a low pass filter, also the smallest current absolute value if -i max or less, selects the low-pass filter the current value of the absolute value is smallest current as -i max.

このように本実施形態に係る電動機駆動装置10Aにおいては、第2の減算部18Aは、電圧誤差として、補正電圧指令とオブザーバ15により推定されたインバータ1の出力電圧との誤差を算出し、デッドタイム補償器19Aは、複数の低域通過フィルタと、インバータ1の出力電流に応じて複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタいずれかを選択し、第2の減算部18Aにより算出された電圧誤差を選択した低域通過フィルタに入力するセレクタ197Aとを備える。低域通過フィルタは、セレクタ197Aにより選択された場合には、第2の減算部18Aから出力された電圧誤差に対してフィルタ処理を行った値を、デッドタイム補償量として出力し、セレクタ197Aにより選択されていない場合には、前回の出力を保持する。   As described above, in the motor driving device 10A according to the present embodiment, the second subtraction unit 18A calculates the error between the correction voltage command and the output voltage of the inverter 1 estimated by the observer 15 as a voltage error, and The time compensator 19A selects one of the plurality of low-pass filters and one of the plurality of low-pass filters in accordance with the output current of the inverter 1, and the second subtractor 18A And a selector 197A for inputting the voltage error calculated by the above to the selected low-pass filter. When the low-pass filter is selected by the selector 197A, the low-pass filter outputs a value obtained by performing a filtering process on the voltage error output from the second subtraction unit 18A as a dead time compensation amount. If not selected, the previous output is retained.

こうすることによっても、より高精度な電動機2の駆動制御を行うことができる。また、インバータ1の出力電流から出力電圧を推定するため、出力電圧を検出する電圧検出回路を設ける必要が無くなり、装置の大型化や部品点数の増加に伴うコスト増を抑制することができる。   By doing so, it is possible to control the driving of the electric motor 2 with higher accuracy. In addition, since the output voltage is estimated from the output current of the inverter 1, there is no need to provide a voltage detection circuit for detecting the output voltage, and it is possible to suppress an increase in cost due to an increase in the size of the device and an increase in the number of components.

なお、上述した第1および第2の実施形態においては、電動機2が誘導機である場合を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、同期機を駆動する場合にも適用することが可能である。また、座標変換を適宜行うことで、abデッドタイム補償器19,19Aに保存するデッドタイム補償量の形態も任意に変更することができる。   In the above-described first and second embodiments, the case where the electric motor 2 is an induction machine has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to a case where a synchronous machine is driven. It is possible to In addition, by appropriately performing coordinate conversion, the form of the dead time compensation amount stored in the ab dead time compensators 19 and 19A can be arbitrarily changed.

本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various changes or modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations or modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each block and the like can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of blocks can be combined into one or divided.

1 インバータ
2 電動機
10 電動機駆動装置
11 加算部
11u,11v,11w 加算器
12 PWM生成器
13電流検出器
14,16 3相2相変換器
15 オブザーバ
17 第1の減算部
17a,17b,18a,18b 減算器
18,18A 第2の減算部
19,19A ab軸デッドタイム補償器
21 2相3相変換器
E1 直流電源
C1 コンデンサ
S11〜S16 スイッチング素子
191a,191b 乗算部
192a,192b 積分器群
193,194,195,196 切替器
197,197A セレクタ
198a,198b フィルタ群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter 2 Motor 10 Motor drive device 11 Adder 11u, 11v, 11w Adder 12 PWM generator 13 Current detector 14, 16 Three-phase two-phase converter 15 Observer 17 First subtractor 17a, 17b, 18a, 18b Subtractors 18, 18A Second subtractors 19, 19A Ab-axis dead time compensator 21 Two-phase three-phase converter E1 DC power supply C1 Capacitors S11 to S16 Switching elements 191a, 191b Multipliers 192a, 192b Integrator groups 193, 194 , 195, 196 Switch 197, 197A Selector 198a, 198b Filter group

Claims (2)

電動機の駆動を制御する電動機駆動装置であって、
複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換して、前記電動機に出力する電力変換器と、
前記電力変換器の出力電流と前記電動機の特性式とに基づき、前記電力変換器の出力電圧を推定する電圧推定器と、
前記電力変換器の出力電圧を指示する電圧指令と前記電圧推定器により推定された前記電力変換器の出力電圧との電圧誤差を算出する誤差演算器と、
前記電力変換器の出力電流と前記電圧誤差を補償するためのデッドタイム補償量との関係を記憶し、前記誤差演算器により演算された電圧誤差に基づき、前記電力変換器の出力電流と前記デッドタイム補償量との関係を補正するとともに、前記関係に基づき、前記電力変換器の出力電流に対応するデッドタイム補償量を出力するデッドタイム補償器と、
前記電圧指令を前記デッドタイム補償器から出力されたデッドタイム補償量で補正した補正電圧指令を出力する指令補償器と、
前記指令補償器から出力された補正電圧指令に基づき前記複数のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御信号を生成する生成器と、
を備え
前記デッドタイム補償器は、
複数の積分器と、
前記電力変換器の出力電流に応じて前記複数の積分器のうち、いずれかの積分器を選択し、前記誤差演算器により算出された電圧誤差を前記選択した積分器に入力するセレクタと、を備え、
前記積分器は、前記セレクタにより選択された場合には、前記誤差演算器から出力された電圧誤差を積算した積算値を前記デッドタイム補償量として出力し、前記セレクタにより選択されていない場合には、積算値を保持することを特徴とする電動機駆動装置。
An electric motor driving device that controls driving of the electric motor,
A power converter that includes a plurality of switching elements, converts a DC voltage into an AC voltage by switching the plurality of switching elements, and outputs the AC voltage to the motor.
A voltage estimator that estimates an output voltage of the power converter based on an output current of the power converter and a characteristic equation of the electric motor;
An error calculator that calculates a voltage error between a voltage command indicating the output voltage of the power converter and the output voltage of the power converter estimated by the voltage estimator;
The relationship between the output current of the power converter and the dead time compensation amount for compensating the voltage error is stored, and based on the voltage error calculated by the error calculator, the output current of the power converter and the dead time are stored. A dead time compensator that corrects the relationship with the time compensation amount and outputs a dead time compensation amount corresponding to the output current of the power converter based on the relationship.
A command compensator that outputs a correction voltage command obtained by correcting the voltage command with the dead time compensation amount output from the dead time compensator,
A generator that generates a control signal that controls switching of the plurality of switching elements based on a correction voltage command output from the command compensator,
Equipped with a,
The dead time compensator,
Multiple integrators,
A selector for selecting any one of the plurality of integrators according to the output current of the power converter and inputting the voltage error calculated by the error calculator to the selected integrator; Prepare,
When the integrator is selected by the selector, the integrator outputs an integrated value obtained by integrating the voltage errors output from the error calculator as the dead time compensation amount, and when the selector is not selected by the selector, , electric motor drive device characterized that you hold the integrated value.
電動機の駆動を制御する電動機駆動装置であって、
複数のスイッチング素子を備え、前記複数のスイッチング素子のスイッチングにより直流電圧を交流電圧に変換して、前記電動機に出力する電力変換器と、
前記電力変換器の出力電流と前記電動機の特性式とに基づき、前記電力変換器の出力電圧を推定する電圧推定器と、
前記電力変換器の出力電圧を指示する電圧指令と前記電圧推定器により推定された前記電力変換器の出力電圧との電圧誤差を算出する誤差演算器と、
前記電力変換器の出力電流と前記電圧誤差を補償するためのデッドタイム補償量との関係を記憶し、前記誤差演算器により演算された電圧誤差に基づき、前記電力変換器の出力電流と前記デッドタイム補償量との関係を補正するとともに、前記関係に基づき、前記電力変換器の出力電流に対応するデッドタイム補償量を出力するデッドタイム補償器と、
前記電圧指令を前記デッドタイム補償器から出力されたデッドタイム補償量で補正した補正電圧指令を出力する指令補償器と、
前記指令補償器から出力された補正電圧指令に基づき前記複数のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御信号を生成する生成器と、
を備え、
前記誤差演算器は、前記電圧誤差として、前記補正電圧指令と前記電圧推定器により推定された前記電力変換器の出力電圧との誤差を算出し、
前記デッドタイム補償器は、
複数の低域通過フィルタと、
前記電力変換器の出力電流に応じて前記複数の低域通過フィルタのうち、いずれかの低域通過フィルタを選択し、前記誤差演算器により算出された電圧誤差を前記選択した低域通過フィルタに入力するセレクタと、を備え、
前記低域通過フィルタは、前記セレクタにより選択された場合には、前記誤差演算器から出力された電圧誤差に対してフィルタ処理を行い、前記デッドタイム補償量として出力し、前記セレクタにより選択されていない場合には、前回の出力を保持することを特徴とする電動機駆動装置。
An electric motor driving device that controls driving of the electric motor,
A power converter that includes a plurality of switching elements, converts a DC voltage into an AC voltage by switching the plurality of switching elements, and outputs the AC voltage to the motor.
A voltage estimator that estimates an output voltage of the power converter based on an output current of the power converter and a characteristic equation of the electric motor;
An error calculator that calculates a voltage error between a voltage command indicating the output voltage of the power converter and the output voltage of the power converter estimated by the voltage estimator;
The relationship between the output current of the power converter and the dead time compensation amount for compensating the voltage error is stored, and based on the voltage error calculated by the error calculator, the output current of the power converter and the dead time are stored. A dead time compensator that corrects the relationship with the time compensation amount and outputs a dead time compensation amount corresponding to the output current of the power converter based on the relationship.
A command compensator that outputs a correction voltage command obtained by correcting the voltage command with the dead time compensation amount output from the dead time compensator,
A generator that generates a control signal that controls switching of the plurality of switching elements based on a correction voltage command output from the command compensator,
With
The error calculator calculates, as the voltage error, an error between the corrected voltage command and the output voltage of the power converter estimated by the voltage estimator,
The dead time compensator,
A plurality of low-pass filters;
One of the plurality of low-pass filters is selected according to the output current of the power converter, and the voltage error calculated by the error calculator is applied to the selected low-pass filter. And a selector for inputting,
When the low-pass filter is selected by the selector, the low-pass filter performs a filtering process on the voltage error output from the error calculator, outputs the result as the dead time compensation amount, and is selected by the selector. An electric motor driving device characterized by holding the previous output when there is no output.
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