JP6678064B2 - 交流電動機の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、過変調制御を行う交流電動機の駆動制御装置に関する。

近年、直流の電源電圧をインバータにより交流に変換して交流電動機を駆動するＰＷＭ制御として、電源電圧よりも高い電圧指令値で交流電動機を駆動する過変調制御が知られている。この過変調制御により、限られた電源電圧を効率よく利用して交流電動機から高出力を得ることができる。

但し、過変調になると、電圧指令値が増減しても、電圧指令値が電源電圧を既に超えている部分においてはＰＷＭ制御によるインバータの電圧出力期間（ＰＷＭのパルス幅）が変わらない。このため、変調率が１を超える過変調では、電圧指令値の変化に対するインバータの出力電圧の変化が線形ではなくなる。線形でなくなることで、応答性が悪化する。

そこで、過変調制御においても電圧指令値の変化に対するインバータの出力電圧の変化を線形化するために、過変調制御を行う際に変調率に応じて電圧指令値を補正することが、従来から提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００８−３１２４２０号公報

ところで、交流電動機に対する電圧指令値は、交流電動機に対するトルク指令値から求めたｄ軸及びｑ軸の電流目標値と、交流電動機の各相の測定電流から変換した実測のｄ軸電流及びｑ軸電流とが一致するような値に決定される。しかし、ｄ軸電流及びｑ軸電流がｄ軸及びｑ軸の電流目標値に追従する応答速度は必ずしも一致するとは限らない。

このため、ｄ軸の電流目標値に追従する実測のｄ軸電流の変動と、ｑ軸の電流目標値に追従する実測のｑ軸電流の変動とが、同期しない場合もある。その場合には、追従が遅れている方の軸における電流目標値と実測電流との差をなくす制御によって、追従が進んでいる方の軸において電流目標値と実測電流との差が増加する可能性がある。

その場合は、ｄ軸とｑ軸との両方で電流目標値と実測電流との差がなくなるまでに時間がかかり、電流目標値と実測電流との差に応じて決定される交流電動機の電圧指令値が安定しない。よって、過変調制御時に変調率に応じて補正される電圧指令値の補正値が安定せず、補正後の電圧指令値が脈動して交流電動機にトルク脈動が発生してしまう。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、過変調制御における電圧指令値の変化に対するインバータの出力電圧の変化を線形とするための補正値を安定させ、トルク脈動を抑制することができる交流電動機の駆動制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の１つの態様による交流電動機の駆動制御装置は、
直流の電源電圧を交流に変換するインバータの出力で駆動される交流電動機の駆動制御装置であって、
トルク指令値と、前記電源電圧と、前記交流電動機の動作状態を示す値とに基づいて、ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値と、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値とを求める電流・電圧指令値算出部と、
前記交流電動機に印加されるｄ軸の実電流値に対する、前記ｄ軸の電流目標値の差分、及び、前記交流電動機に印加されるｑ軸の実電流値に対する、前記ｑ軸の電流目標値の差分を小さくするよう、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、
前記電源電圧と前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値に基づいて、変調率を算出する変調率算出部と、
前記変調率に応じて、前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値の補正量を算出する補正量算出部と、
前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値を前記補正量により補正して得た補正電圧値を算出する電圧算出部とを備え、
前記ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値の算出とは別に、前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値を求めて、前記変調率を算出する。

本発明によれば、過変調制御における電圧指令値の変化に対するインバータの出力電圧の変化を線形とするための補正値を安定させ、トルク脈動を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る交流電動機の駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。 ある一定のトルク指令値を入力したときに、一般的な駆動制御によって駆動されるモータのｄｑ座標系におけるｄ軸に関する波形を示すもので、（ａ）はモータの電流目標値に対する実電流値の応答特性のグラフ、（ｂ）はモータの電流目標値及び実電流値に応じて算出する電圧指令値の時系列変化のグラフ、（ｃ）はモータのｄ軸の電圧指令値に基づいて補正量を決定した場合の補正量の時系列変化のグラフ、（ｄ）は（ｃ）の補正量により補正した補正電圧値のグラフである。 ある一定のトルク指令値を入力したときに、一般的な駆動制御によって駆動されるモータのｄｑ座標系におけるｑ軸に関する波形を示すもので、（ａ）はモータの電流目標値に対する実電流値の応答特性のグラフ、（ｂ）はモータの電流目標値及び実電流値に応じて算出する電圧指令値の時系列変化のグラフ、（ｃ）はモータのｑ軸の電圧指令値に基づいて補正量を決定した場合の補正量の時系列変化のグラフ、（ｄ）は（ｃ）の補正量により補正した補正電圧値のグラフである。 本発明の第２実施形態に係る交流電動機の駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る交流電動機の駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の交流電動機の駆動制御装置は、不図示の直流電源の電圧を交流に変換して三相交流電動機（以下、「モータ」と称する。）１に出力するインバータ３の動作を制御するものである。

そして、図１に示すように、本実施形態の駆動制御装置は、上述したインバータ３の他、回転数演算部５、電流・電圧指令値算出部７、電圧指令値算出部９、変調率算出部１３、補正量算出部１５、電圧算出部１７、ｄｑ軸−三相変換器１９，２１及び電流センサ２３を有している。これらは、ディスクリート回路やＩＣチップ（メモリ内蔵のものを含む）等により、一部又は全体を個別に、あるいは、全体を一体に構成することができる。

回転数演算部５は、モータ１が回転数に応じて出力する回転パルスの周期によりモータ１の回転数を演算する。電流・電圧指令値算出部７は、電流目標値算出部８と電圧指令値推定部１１とを有している。

このうち、電流目標値算出部８は、不図示の直流電源の電源電圧と回転数演算部５から入力されるモータ１の回転数とに基づいて、不図示のコントローラから入力されるモータ１のトルク指令値に対応するモータ１のｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を、従来公知の方法で算出する。

電流目標値算出部８が算出したモータ１のｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、電圧指令値推定部１１に入力される。そして、電圧指令値推定部１１は、回転数演算部５が演算したモータ１の回転数とｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とを基準にして、トルク指令値に対応するモータ１へのｄ軸及びｑ軸の各指令電圧ｖｄ，ｖｑを推定する。

具体的には、モータ１の電圧方程式は、図１中に記載した行列によって表すことができる。なお、この行列中、Ｒはモータコイルの巻線抵抗、Ｌｄ，Ｌｑはモータ１のｄ軸及びｑ軸インダクタンス、ωΦａはモータロータのコイル鎖交磁束によりｑ軸側だけに発生する誘導電圧である。

なお、これらの情報は、予め取得（設定）されている。そして、回転数及びｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を上述した電圧方程式に代入すれば、トルク指令値に対応するモータ１へのｄ軸及びｑ軸の各指令電圧ｖｄ，ｖｑ（のピーク値）を推定することができる。以下、電圧指令値推定部１１が推定したｄ軸及びｑ軸の各指令電圧ｖｄ，ｖｑ（のピーク値）を、電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑと称する。

電圧指令値算出部９には、電流センサ２３が検出したモータ１のＵＶＷの３相のうち２相以上の電流（図１中では例えばＵＶ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ）をｄｑ軸−三相変換器２１で変換したｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑが入力される。そして、電圧指令値算出部９は、前述したｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊をｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑと一致させるための、モータ１のｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを算出する。

なお、ここでいう「一致させるため」とは、各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑとの差分を小さくする意味であり、必ずしも差分をゼロにすることに限定されない。

変調率算出部１３は、電流・電圧指令値算出部７の電圧指令値推定部１１が推定したモータ１へのｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑを用いて、直流電源の電圧を変調してモータ１に対する指令電圧（請求項中の指令電圧に相当）とするときの変調率Ｍを算出する。変調率Ｍの算出には、例えば、Ｍ＝Ｖａ／（Ｖｄｃ／√２）の式、又は、その式の変数と解とをテーブル化したテーブル（図示せず）を用いることができる。

ここで、Ｖａは、モータ１の全体としての電圧指令推定値であり、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑを二乗和平方根したものである（Ｖａ＝√｛ｖｄ＾２＋ｖｑ＾２｝）。また、Ｖｄｃは不図示の直流電源の電圧（Ｖｄｃ／√２は不図示の直流電源の実効電圧）である。

補正量算出部１５は、上述した変調率算出部１３が算出した変調率Ｍが１を超える（モータ１に対する電圧指令推定値Ｖａ（のピーク値）が不図示の直流電源の電圧を超える）過変調状態である場合に、モータ１のｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆの補正量ＬＣを算出する。なお、変調率が１未満の場合には、補正量ＬＣは常に１になり、補正を行わない。

即ち、変調率Ｍが１を超えると、電圧指令推定値Ｖａ（電圧指令推定値Ｖａに対応するｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑ）が増減しても、電圧指令推定値Ｖａ（のピーク値）が不図示の直流電源の電圧を既に超えている部分においては、ＰＷＭ制御によるインバータ３の電圧出力期間（ＰＷＭのパルス幅）が変わらない。このため、変調率Ｍが１を超えると、電圧指令推定値Ｖａ（のピーク値）の変化に対するインバータ３出力電圧の変化が線形ではなくなる。

そこで、変調率算出部１３が算出する変調率Ｍが１を超える場合に補正量算出部１５が算出する補正量ＬＣは、過変調制御においても電圧指令推定値Ｖａの変化に対するインバータ３の出力電圧の変化を線形とするためのものである。この補正量ＬＣとは、目標電圧指令値算出部９が算出したモータ１のｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆに対する補正量を、ゲインによって定義するものである。

なお、補正量算出部１５は、例えばグラフや方程式、テーブルによって定義された内容にしたがって、１を超える変調率Ｍに対応する補正量ＬＣを算出することができる。

電圧算出部１７は、電圧指令値算出部９が算出したモータ１のｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを、補正量算出部１５が算出した補正量ＬＣによって、ｄ軸及びｑ軸の各軸毎にそれぞれ補正する。

そして、電圧算出部１７は、補正量算出部１５が算出した補正量ＬＣによって補正したｄ軸及びｑ軸の各補正電圧値ｖｄ＊，ｖｑ＊を算出し、ｄｑ軸−三相変換器１９によりＵＶＷの３相の電圧ＶＵ，ＶＶ，ＶＷに変換して、インバータ３に出力する。

次に、このように構成された本実施形態の交流電動機の駆動制御装置の動作について説明する前に、一般的な交流電動機の駆動制御装置の動作について説明する。

一般的な交流電動機の駆動制御装置では、不図示の直流電源の電圧に対する変調率を、交流電動機に対する電圧指令値を用いて算出する。この電圧指令値は、本実施形態で言えば、電圧指令値算出部９が算出するｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆに該当する。

このｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆは、本実施形態における電圧指令値算出部９のように、モータのｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑを用いて算出される。このｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑと、不図示のコントローラから入力されるｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊との差分は、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆに反映される。これにより、ｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑは、ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に近づきやがて一致するように収束する。

図２及び図３は、ある一定のトルク指令値を入力したときに、一般的な駆動制御によって駆動されるモータのｄｑ座標系におけるｄ軸及びｑ軸に関する波形をそれぞれ示すグラフである。

詳しくは、図２（ａ）はモータの電流目標値に対する実電流値の応答特性のグラフ、（ｂ）はモータの電流目標値及び実電流値に応じて算出する電圧指令値の時系列変化のグラフ、（ｃ）はモータのｄ軸の電圧指令値に基づいて補正量を決定した場合の補正量の時系列変化のグラフ、（ｄ）は（ｃ）の補正量により補正した補正電圧値のグラフである。

また、図３（ａ）はモータの電流目標値に対する実電流値の応答特性のグラフ、（ｂ）はモータの電流目標値及び実電流値に応じて算出する電圧指令値の時系列変化のグラフ、（ｃ）はモータのｑ軸の電圧指令値に基づいて補正量を決定した場合の補正量の時系列変化のグラフ、（ｄ）は（ｃ）の補正量により補正した補正電圧値のグラフである。

一般的な駆動制御によって駆動されるモータでは、トルク指令値が一定であっても、ｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑは当初増減を繰り返す。ここで、図２（ａ）のグラフに示す例では、ｄ軸の実電流値Ｉｄが電流目標値Ｉｄ＊に一致するように収束しかけている。したがって、ｄ軸の実電流値Ｉｄと電流目標値Ｉｄ＊との差に応じて内容が定まる、図２（ｂ）のグラフに示すｄ軸の電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆも、一定値に収束して増減幅が小さい平坦な波形に変化しつつある。

これに対し、図３（ａ）のグラフに示す例では、ｑ軸の実電流値Ｉｑは、まだ電流目標値Ｉｑ＊に一致するようには収束していない。したがって、図３（ｂ）のグラフに示すｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊＿ｂｆは一定値に収束せず、ｑ軸の実電流値Ｉｑと電流目標値Ｉｑ＊との差に応じて大きく増減する内容のままである。

このように、電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に一致するように実電流値Ｉｄ，Ｉｑが収束するペースに差が生じるのは、応答経路が物理的に異なるｄ軸とｑ軸とでは、電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に対する実電流値Ｉｄ，Ｉｑの応答速度が必ずしも一致しないからである。

そして、一般的なモータの駆動制御においては、モータへの指令電圧値（のピーク値）が過変調状態のときに、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを用いて算出した変調率Ｍに応じて、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆに対する補正量ＬＣが決定される。即ち、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆが一定値に安定すれば、補正値ＬＣと変調率Ｍが収束（安定）する。

このため、図２（ｂ）に示すようにｄ軸の電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆが一定値に安定しつつあっても、図３（ｂ）に示すようにｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊＿ｂｆが安定していないと、変調率Ｍが安定しないので、変調率Ｍに応じて決定される補正量ＬＣのボリュームは、図２（ｃ）及び図３（ｃ）のグラフに示すように増加する。

よって、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを補正量ＬＣにより補正した、図２（ｄ）及び図３（ｄ）のグラフに示すｄ軸及びｑ軸のモータに対する各補正電圧値ｖｄ＊，ｖｑ＊でモータを駆動すると、図２（ａ）に示すようにｄ軸の電流指令値Ｉｄ＊に一致するように収束しかけていたｄ軸の実電流値Ｉｄが、電流目標値Ｉｄ＊から離れ始める。

すると、図２（ｂ）のグラフに示すように一定値に安定しつつあったｄ軸の電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆが、図３（ｂ）のグラフに示すｑ軸の電圧指令値ｖｑ＊＿ｂｆのように大きく増減し始める。その結果、ｄ軸の電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆが安定しなくなるので、これを用いて算出される変調率Ｍも安定せず、変調率Ｍに応じて決定される補正量ＬＣのボリュームは増加傾向を続けることになる。

このため、仮に補正量ＬＣを変えずにモータの駆動を続けていれば、ｄ軸よりも少し遅れてｑ軸においても、図３（ａ）に示すｑ軸の実電流値Ｉｑが電流目標値Ｉｑ＊に近づく可能性があったとしても、その前に補正量ＬＣのボリュームが増加して、ｑ軸の実電流値Ｉｑが電流目標値Ｉｄ＊から離れ始めてしまう。

このような状態が繰り返されることで、一般的なモータの駆動制御では、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆに対する補正量ＬＣが安定せず、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを補正量ＬＣで補正したｄ軸及びｑ軸の各補正電圧値ｖｄ＊，ｖｑ＊が脈動して、モータにトルク脈動が発生してしまう。

即ち、一般的なモータの駆動制御ではモータにトルク脈動が発生してしまう原因は、ひとえに、電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に対する実電流値Ｉｄ，Ｉｑの応答速度がｄ軸とｑ軸とで必ずしも一致するとは限らないにもかかわらず、これらｄ軸及びｑ軸の電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に基づいて算出したｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを、補正量ＬＣの基となる変調率Ｍの算出に用いているからである。

そこで、本実施形態の駆動制御装置では、補正量算出部１５が補正量ＬＣを算出する際に、ｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑに基づいて算出したｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを変調率Ｍの算出に用いないようにした。そして、モータ１の回転数とｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊とに基づいて電流・電圧指令値算出部７の電圧指令値推定部１１が推定した電圧指令推定値Ｖａ（ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑ）を、変調率Ｍの算出に用いるようにした。

具体的には、変調率算出部１３の前段に設けた電流・電圧指令値算出部７の電圧指令値推定部１１において、電流・電圧指令値算出部７の電流目標値算出部８が算出したモータ１のｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、回転数演算部５が演算したモータ１の回転数とから、モータ１の電圧方程式を利用して、トルク指令値に対応するモータ１への電圧指令推定値Ｖａを推定するようにした。

即ち、モータ１に対する指令電圧は、基本的に、不図示の直流電源の電圧値を基準として、不図示のコントローラから入力されるモータ１のトルク指令値に応じて決定される。但し、指令電圧を決定する際には、モータ１の特性による変動分を加味する必要がある。

そこで、本実施形態の電圧指令値推定部１１は、モータ１の回転数を回転数演算部５から取り込み、これとトルク指令値とから割り出したモータ１のトルク定数を、先に説明したモータ１の電圧方程式に当てはめて、モータ１に対する指令電圧としての電圧指令推定値Ｖａの元となる、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑ（のピーク値）を推定する。

これにより、電圧指令値推定部１１によるｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑ（のピーク値）の推定や、これを用いた変調率算出部１３による変調率Ｍの算出に、モータ１のｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑを基に算出されるｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを用いなくて済むようになる。

このため、電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に対する応答速度の不一致で、モータ１の実電流値Ｉｄ，Ｉｑが電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と一致するペースにｄ軸とｑ軸との間で差が生じても、補正量算出部１５が補正量ＬＣを算出するのに用いる変調率Ｍを一定値に安定させることができる。

よって、過変調制御時に変調率Ｍに応じた補正量ＬＣでｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを補正する場合に、補正後のｄ軸及びｑ軸の各補正電圧値ｖｄ＊，ｖｑ＊が脈動してモータ１にトルク脈動が発生するのを抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る交流電動機の駆動制御装置を、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る交流電動機の駆動制御装置の概略構成を示すブロック図である。

図４に示す本実施形態の駆動制御装置は、図１に示す第１実施形態の駆動制御装置に設けていた電圧指令値推定部１１を、電圧指令値特定部１２に変更したことを除いて、第１実施形態の駆動制御装置と同様の構成を有している。

そして、第１実施形態の駆動制御装置に係る図１の電圧指令値推定部１１は、電流・電圧指令値算出部７の電流目標値算出部８が算出したモータ１のｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、回転数演算部５が演算したモータ１の回転数とから、モータ１の電圧方程式を利用して、トルク指令値に対応するモータ１への指令電圧を電圧指令推定値Ｖａとして推定するものであった。

これに対し、第２実施形態の駆動制御装置に係る図４の電圧指令値特定部１２は、不図示のコントローラから入力されるモータ１のトルク指令値と、不図示の直流電源の電圧値と、回転数演算部５が演算したモータ１の回転数との組み合わせに、モータ１への電圧指令値（のピーク値）を対応付けたテーブルを用いて、トルク指令値に対応するモータ１への指令電圧を電圧指令推定値Ｖａとして特定するものである。

即ち、電圧指令値特定部１２に入力される、モータ１のトルク指令値と、不図示の直流電源の電圧値と、回転数演算部５が演算したモータ１の回転数とが分かれば、電流・電圧指令値算出部７の電流目標値算出部８のように、モータ１のトルク指令値に対応するｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を、従来公知の方法によって算出することができる。

そして、ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、回転数演算部５が演算したモータ１の回転数とが既知であれば、第１実施形態に係る図１の駆動制御装置の電圧指令値推定部１１のように、モータ１の電圧方程式を利用して、トルク指令値に対応するモータ１への電圧指令推定値Ｖａ（のピーク値）を特定することができる。

このため、電圧指令値特定部１２が、トルク指令値に対応するモータ１への電圧指令推定値Ｖａ（のピーク値）を特定するのに用いるテーブルは、例えば、上述したモータ１のトルク指令値に対応するｄ軸及びｑ軸の各電流目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を算出する従来公知の方法と、モータ１の電圧方程式とを利用して、構築することができる。

このように構成した本実施形態の駆動制御装置でも、第１実施形態の駆動制御装置と同様に、電圧指令値特定部１２によるｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値ｖｄ，ｖｑ（のピーク値）の特定や、これを用いた変調率算出部１３による変調率Ｍの算出に、モータ１のｄ軸及びｑ軸の各実電流値Ｉｄ，Ｉｑから算出されるｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを用いなくて済むようになる。

このため、補正量算出部１５が補正量ＬＣを算出するのに用いる変調率Ｍを一定値に安定させることができる。よって、過変調制御時に変調率Ｍに応じた補正量ＬＣでｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆを補正する場合に、補正後のｄ軸及びｑ軸の各補正電圧値ｖｄ＊，ｖｑ＊が脈動してモータ１にトルク脈動が発生するのを抑制することができる。

１ モータ
３ インバータ
５ 回転数演算部
７ 電流・電圧指令値算出部
８ 電流目標値算出部
９ 電圧指令値算出部
１１ 指令電圧推定部
１２ 指令電圧特定部
１３ 変調率算出部
１５ 補正量算出部
１７ 電圧算出部
１９，２１ ｄｑ軸−三相変換器
２３ 電流センサ
Ｉｄ ｄ軸の実電流値
Ｉｄ＊ ｄ軸の電流目標値
Ｉｑ ｑ軸の実電流値
Ｉｑ＊ ｑ軸の電流目標値
Ｉｕ，Ｉｖ モータ相電流
ＬＣ 補正量
Ｍ 変調率
Ｖａ，Ｖａ＊ 電圧指令推定値（指令電圧）
ｖｄ ｄ軸の電圧指令推定値（指令電圧）
ｖｄ＊ ｄ軸の補正電圧値
ｖｄ＊＿ｂｆ ｄ軸の電圧指令値
ｖｑ ｑ軸の電圧指令推定値（指令電圧）
ｖｑ＊ ｑ軸の補正電圧値
ｖｑ＊＿ｂｆ ｑ軸の電圧指令値
ＶＵ，ＶＶ，ＶＷ モータ相電圧

Claims (3)

1. 直流の電源電圧を交流に変換するインバータ（３）の出力で駆動される交流電動機（１）の駆動制御装置であって、
   トルク指令値と、前記電源電圧と、前記交流電動機（１）の動作状態を示す値とに基づいて、ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）と、ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値（ｖｄ，ｖｑ）とを求める電流・電圧指令値算出部（７）と、
   前記交流電動機（１）に印加されるｄ軸の実電流値（Ｉｄ）に対する、前記ｄ軸の電流目標値（Ｉｄ＊）の差分、及び、前記交流電動機（１）に印加されるｑ軸の実電流値（Ｉｑ）に対する、前記ｑ軸の電流目標値（Ｉｑ＊）の差分を小さくするよう、ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆ）を算出する電圧指令値算出部（９）と、
   前記電源電圧と前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値（ｖｄ，ｖｑ）に基づいて、変調率を算出する変調率算出部（１３）と、
   前記変調率に応じて、前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値（ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆ）の補正量（ＬＣ）を算出する補正量算出部（１５）と、
   前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令値（ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆ）を前記補正量（ＬＣ）により補正して得た補正電圧値（ｖｄ＊，ｖｑ＊）を算出する電圧算出部（１７）とを備え、
   前記ｄ軸及びｑ軸の電圧指令値（ｖｄ＊＿ｂｆ，ｖｑ＊＿ｂｆ）の算出とは別に、前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値（ｖｄ，ｖｑ）を求めて、前記変調率を算出する、
   交流電動機（１）の駆動制御装置。
2. 前記電流・電圧指令値算出部（７）は、
   前記電源電圧と、前記交流電動機（１）の回転数と、前記トルク指令値とに基づいて、前記ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する電流目標値算出部（８）と、
   前記交流電動機（１）の回転数と、前記ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）とに基づいて、前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値（ｖｄ，ｖｑ）を求める電圧指令値推定部（１１）と、
   を含む、
   請求項１記載の交流電動機（１）の駆動制御装置。
3. 前記電流・電圧指令値算出部（７）は、
   前記電源電圧と、前記交流電動機（１）の回転数と、前記トルク指令値とに基づいて、前記ｄ軸及びｑ軸の各電流目標値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する電流目標値算出部（８）と、
   前記トルク指令値と、前記交流電動機（１）の回転数と、前記電源電圧とから、これらに対応する前記ｄ軸及びｑ軸の各電圧指令推定値（ｖｄ，ｖｑ）を、テーブルを用いて特定する電圧指令値特定部（１２）と、
   を含む、
   請求項１記載の交流電動機（１）の駆動制御装置。

Images