JP6678079B2 - 同期電動機制御装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の実施の形態の磁極位置センサレス同期電動機制御装置などの同期電動機制御装置1の構成図である。制御装置はインバータ2、電流センサ3、電流検出部4、座標変換部5、磁極位置推定部6、回転速度推定部7およびコントローラ8で構成される。
特許文献1の方法は、同期電動機10が給電運転中の短絡状態において電流を検出し磁極位置θを推定するためのものである。これに対し、本実施の形態では、制御装置は同期電動機10が給電停止した回転状態のときに、磁極位置θを推定する。つまり、本実施の形態では、同期電動機10のすべての相をインバータ2によって短絡状態にして、同期電動機10に発生する短絡電流を検出し、短絡電流に基づいて磁極位置θおよび回転速度ωを推定する。
以上のように本実施の形態の同期電動機制御装置1では、短絡時間Tsから短絡電流振幅|I|を求め、短絡時の電動機電流の変化量または変化方向に基づいて、磁極位置θおよび回転速度ωを推定する。この際に、短絡電流振幅|I|と回転速度ωの関係が短絡時間Tsを決めることで1対1になることを利用する。
なお上述の実施の形態においては、同期電動機10を制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばリラクタンス電動機を制御する場合でも突極性を利用して本発明を適用することができる。
Claims (4)
- 三相の交流電圧を同期電動機に印加するインバータと、
ゲート信号を前記インバータに出力して、当該インバータを制御するコントローラと、
前記コントローラに、前記同期電動機の磁極位置と回転速度とを設定する制御部と、
を備え、
前記コントローラは前記ゲート信号を制御して前記同期電動機の三相を短絡状態にさせ、
前記制御部は前記同期電動機に発生した短絡電流に基づいて、当該同期電動機の磁極位置および回転速度を推定する、
同期電動機の制御装置であって、
前記コントローラは、前記同期電動機が給電停止した回転状態のとき所定の短絡時間で当該同期電動機の前記短絡状態を実行し、
前記制御部は、当該短絡状態の際前記同期電動機に発生する短絡電流を検出して、当該検出した短絡電流に基づいて前記同期電動機の回転速度を推定し、これを暫定値として前記コントローラに設定し、
前記コントローラは当該暫定値に基づいて最適短絡時間を決定し、
当該最適短絡時間は、前記同期電動機の短絡時間の長短に対する、当該同期電動機の回転速度の高低と短絡電流の振幅の大小との相関に基づいて、回転速度が低い範囲では短絡電流の振幅が大きくなるように長い短絡時間であり、回転速度が高い範囲では短絡電流の振幅が小さくなるように短い短絡時間であり、前記相関は測定または計算機シミュレーションにより予め求められたものであり、
前記制御部は、前記最適短絡時間に基づく前記短絡電流を検出し、当該検出された短絡電流基づいて前記磁極位置と前記回転速度を推定し、
前記コントローラは当該推定された磁極位置と回転速度とに基づいて、前記同期電動機が給電停止された回転状態から再給電によって起動されるように、前記ゲート信号を生成して前記インバータに出力する、
同期電動機制御装置。 - 前記コントローラは前記インバータに前記最適時間による前記同期電動機の短絡を任意の時間間隔で1回以上発生させ、
前記制御部は検出された短絡電流の電流変化量、または、変化方向に基づいて前記同期電動機の磁極位置を推定する、
請求項1に記載の同期電動機制御装置。 - 前記コントローラは、前記短絡電流の振幅が所定値を超えないように前記短絡状態の時間を前記調整する、
請求項2に記載の同期電動機制御装置。 - 前記コントローラは、前記所定値を鉄道車両にトルクショックが生じない大きさに設定する、
請求項3に記載の同期電動機制御装置。
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