JP6719162B2 - 多相電動機駆動装置 - Google Patents
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Description
Q=−Asinθ+Bcosθ (2)
そして、直交座標逆変換器64は同じDQ位相θを基準位相として、以下の(3)及び(4)式によって直交回転座標から直交固定座標への座標変換(逆DQ変換)を行なう。
B=Dsinθ+Qcosθ (4)
また、DQ位相θは以下のように決める。
21、22、・・・2N 単相インバータ
3 速度制御装置
4 回転角度検出器
5 インバータ主回路
6 制御装置
31 速度検出回路
32 減算器
33 速度制御器
34 電気角演算回路
35 電流位相演算回路
51 電流検出器
61 電流指令演算器
62A、62B 減算器
63A D軸電流制御器
63B Q軸電流制御器
64 直交座標逆変換器
65 加算器
66 PWM回路
67 直交座標変換器
68A、68B 低域通過フィルタ
69 加算器
70 相間位相差補正回路
71 加算器
72 加算器
73 余弦演算器
74 振幅演算器
75 乗算器
76A、76B 減算器
77 直交座標変換器
78A、78B 減算器
79A、79B 高調波電流制御器
80 直交座標逆変換器
81、81N 2n次DQ位相演算器
811 2次DQ位相演算器
812 4次DQ位相演算器
82、83、82N、83N 2n+1次DQ位相演算器
821、831 3次DQ位相演算器
822、832 5次DQ位相演算器
84 正弦演算器
85 乗算器
86 減算器
87 直交座標変換器
88A、88B 低域通過フィルタ
91、91A 高調波抑制補助電圧指令発生回路
92、92A 高調波抑制補助電圧指令発生回路
931、932、93N 高調波抑制制御回路
951、952、95N 高調波抑制制御回路
Claims (7)
- 互いに絶縁された複数相の巻線を有する多相電動機と、
前記各巻線に各々接続され、交流電力を出力する複数台の単相インバータと、
前記単相インバータに電流振幅指令を与える速度制御装置から構成され、
前記単相インバータは、
前記巻線に流れる実電流を検出する電流検出器と、
前記電流振幅指令に基づいて巻線に流す電流を制御する制御装置を具備し、
前記制御装置は、
前記電流振幅指令を制御D軸及び制御Q軸の2軸の電流指令に展開する電流指令演算手段と、
前記電流振幅指令または前記実電流の振幅と等しく、且つ前記電流振幅指令または前記実電流と直交する位相を持つ仮想余弦波を生成する仮想余弦波生成手段と、
前記実電流と前記仮想余弦波を用いて直交回転座標変換する第1の直交回転座標変換手段と、
前記電流指令演算手段によって得られた前記2軸の電流指令に、前記第1の直交回転座標変換手段によって得られた前記2軸の電流成分が夫々追従するように電流制御を行って主電圧指令を出力する主電流制御手段と、
nを任意の整数と定義したとき、前記実電流に含まれる2n+1次高調波成分を基本波の2n+1倍の周波数で回転する直交回転座標に投影した2軸の直交成分として検出する2n+1次高調波検出手段と、
この2n+1次高調波検出手段で検出された2軸の検出値の各々が最小となるように電流制御を行い、その出力を第1の直交座標逆変換手段で変換して2n+1次高調波抑制補助電圧指令を出力する高調波電流制御手段と
を有し、
前記第1の直交回転座標変換手段及び前記第1の直交座標逆変換手段の基準位相は、
前記多相電動機の各巻線の位相差に応じて、各々の前記単相インバータで個別にシフトした位相角を用いると共に、
前記単相インバータの出力電圧が、前記主電圧指令に前記2n+1次高調波抑制補助電圧指令を加算した値となるよう制御することを特徴とする多相電動機駆動装置。 - 前記直交回転座標変換手段によって得られた前記2軸の電流成分の各々を、低域通過フィルタを介して前記電流指令演算手段によって得られた前記2軸の電流指令と比較するようにし、
前記2n+1次高調波検出手段は、
前記各々の低域通過フィルタの入力と出力の差分を第2の直交回転座標変換手段に与え、その出力を検出するようにし、前記第2の直交回転座標変換手段は、前記第1直交回転座標変換手段と同一の基準位相で且つ基本波の2n倍の周波数で直交回転座標変換を行うことを特徴とする請求項1に記載の多相電動機駆動装置。 - 前記電流振幅指令または前記実電流の振幅と等しく、且つ前記電流振幅指令または前記実電流と同相の仮想正弦波を生成する仮想正弦波生成手段を更に有し、
前記2n+1次高調波検出手段は、
前記実電流と前記仮想正弦波の差分を第3の直交回転座標変換手段に与え、その2軸の出力の各々に第2の低域通過フィルタを介して検出するようにし、
前記第3直交回転座標変換手段は、前記第1の直交回転座標変換手段と同一の基準位相で且つ基本波の2n+1倍の周波数で直交回転座標変換を行うことを特徴とする請求項1に記載の多相電動機駆動装置。 - 互いにnの値が異なる前記2n+1次高調波検出手段を複数個設けると共に、これらの複数個の2n+1次高調波検出手段の各々に対応して2n+1次高調波抑制補助電圧指令を出力する前記高調波電流制御手段を複数個設け、前記単相インバータの出力電圧が、前記主電圧指令に前記複数個の2n+1次高調波抑制補助電圧指令の合成値を加算した値となるよう制御することを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の多相電動機駆動装置。
- 多相電動機と回転同期した界磁極の方向を真D軸、それと直交し界磁極による誘起電圧の方向を真Q軸とし、前記真Q軸からの電流ベクトルの進み角を電流進み角としたとき、
前記直交回転座標変換手段の基準位相は、
前記多相電動機に設けられた回転角度検出器によって検出された回転角度を電気角に換算した値に前記個別にシフトした位相角を加算し、更に回転位相補正角を加算して得るようにし、
前記電流指令演算手段の基準位相は、前記電流進み角から前記回転位相補正角を減算して得ることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の多相電動機駆動装置。 - 前記仮想余弦波生成手段は、
前記多相電動機に設けられた回転角度検出器によって検出された回転角度を電気角に換算した値に前記個別にシフトした位相角を加算し、更に前記電流進み角を加算した位相を有し、前記実電流または前記電流振幅指令の振幅を有する余弦波を生成することを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の多相電動機駆動装置。 - 前記多相電動機の速度を検出する速度検出手段を有し、
前記上位制御装置は、
与えられた速度指令と前記速度検出手段によって得られた速度の偏差が最小となるように前記電流振幅指令を出力するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の多相電動機駆動装置。
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