JP6753326B2 - Motor control device - Google Patents
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Description
本発明は、モータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device.
同期モータにおいては、同期モータに流れる基本電流と永久磁石とに基づく電機子鎖交磁束の高調波成分に起因するトルクリプルが大きいことが知られている。すなわち同期モータに流れる基本電流の基本周波数Finvに対し、5次、7次のトルクリプルが大きくなることが知られている。そこで基本電流と永久磁石による電機子鎖交磁束の高調波成分に起因する5次、7次のトルクリプルを算出し、算出した5次、7次のトルクリプルと逆成分となるU相補償電圧値、V相補償電圧値、W相補償電圧値を算出し、算出したU相補償電圧値、V相補償電圧値、W相補償電圧値を用いて、U相電圧指令値、V相電圧指令値、W相電圧指令値を制御することにより、基本電流と永久磁石による電機子鎖交磁束の高調波成分に起因する5次、7次のトルクリプルを低減している。 In a synchronous motor, it is known that the torque ripple caused by the harmonic component of the armature interlinkage magnetic flux based on the basic current flowing through the synchronous motor and the permanent magnet is large. That is, it is known that the 5th and 7th order torque ripples are larger than the fundamental frequency Finv of the fundamental current flowing through the synchronous motor. Therefore, the 5th and 7th order torque ripples caused by the harmonic component of the armature interlinkage magnetic flux due to the basic current and the permanent magnet are calculated, and the U-phase compensation voltage value which is the opposite component to the calculated 5th and 7th order torque ripples, Calculate the V-phase compensation voltage value and W-phase compensation voltage value, and use the calculated U-phase compensation voltage value, V-phase compensation voltage value, and W-phase compensation voltage value to obtain the U-phase voltage command value and V-phase voltage command value. By controlling the W-phase voltage command value, the fifth-order and seventh-order torque ripples caused by the harmonic component of the armature interlinkage magnetic flux due to the basic current and the permanent magnet are reduced.
例えば、トルクリプルを低減させる技術として特許文献1などが開示されている。
For example,
しかしながら、同期モータにおいては、同期モータを駆動するインバータ回路に対するパルス幅変調(PWM:pulse width modulation)に起因するトルクリプルも存在するため、基本電流と永久磁石による電機子鎖交磁束の高調波成分に起因する5次、7次のトルクリプルを低減しただけでは、トルクリプルを低減させる対策としては不十分である。PWMに起因するトルクリプルは、PWMで用いるスイッチング信号(矩形波)や、同期モータ(誘導負荷)の影響により発生し、基本周波数Finvに対する5次、7次の周波数帯より高次の周波数帯に発生する。なお、同期モータが低回転の場合、基本周波数Finvの周期に対して十分な分解能を持っているため、PWMに起因するトルクリプルは気にならないが、同期モータが高回転の場合、基本周波数Finvの周期に対して十分な分解能を確保できなくなるため、PWMに起因するトルクリプルは増える傾向にある。 However, in a synchronous motor, there is also torque ripple due to pulse width modulation (PWM) for the inverter circuit that drives the synchronous motor, so it is a harmonic component of the armature interlinkage magnetic flux due to the basic current and the permanent magnet. Reducing the resulting 5th and 7th torque ripples is not sufficient as a measure to reduce the torque ripples. Torque ripple caused by PWM is generated by the influence of the switching signal (square wave) used in PWM and the synchronous motor (inductive load), and is generated in the frequency band higher than the 5th and 7th frequency bands with respect to the fundamental frequency Finv. To do. When the synchronous motor has a low rotation speed, it has sufficient resolution for the period of the fundamental frequency Finv, so torque ripple caused by PWM is not a concern, but when the synchronous motor has a high rotation speed, the fundamental frequency Finv has a sufficient resolution. Since sufficient resolution cannot be secured for the period, torque ripple due to PWM tends to increase.
本発明の一側面に係る目的は、同期モータにおいてPWMに起因するトルクリプルを低減できるモータ制御装置を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a motor control device capable of reducing torque ripple caused by PWM in a synchronous motor.
本発明に係る一つの形態であるモータを駆動するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御回路と、を備えるモータ制御装置は、制御回路に高調波補償部、第一の加算器、第二の加算器を有する。 A motor control device including an inverter circuit for driving a motor and a control circuit for controlling the inverter circuit, which is one embodiment of the present invention, includes a harmonic compensator, a first adder, and a second adder in the control circuit. It has an adder.
高調波補償部は、モータに流れる基本電流の基本周波数と、インバータ回路にパルス幅変調をするときのスイッチング周波数とを用いて、基本周波数に対するパルス幅変調に起因するトルクリプルの次数を算出し、次数を用いて、パルス幅変調に起因するトルクリプルの逆成分となるd軸補償電圧値とq軸補償電圧値とを求める。 The harmonic compensator calculates the order of torque ripple caused by pulse width modulation with respect to the basic frequency using the basic frequency of the basic current flowing through the motor and the switching frequency when pulse width modulation is performed on the inverter circuit. Is used to obtain the d-axis compensation voltage value and the q-axis compensation voltage value, which are the opposite components of the torque ripple caused by the pulse width modulation.
第一の加算器はd軸電圧指令値にd軸補償電圧値を加算し、第二の加算器はq軸電圧指令値にq軸補償電圧値を加算する。
また、本発明に係る他の一つの形態であるモータを駆動するインバータ回路と、インバータ回路を制御する制御回路と、を備えるモータ制御装置は、制御回路に高調波補償部、第一の加算器、第二の加算器、第三の加算器を有する。
The first adder adds the d-axis compensation voltage value to the d-axis voltage command value, and the second adder adds the q-axis compensation voltage value to the q-axis voltage command value.
Further, a motor control device including an inverter circuit for driving a motor and a control circuit for controlling the inverter circuit, which is another embodiment of the present invention, includes a harmonic compensation unit and a first adder in the control circuit. , A second adder, a third adder.
高調波補償部は、モータに流れる基本電流の基本周波数と、インバータ回路にパルス幅変調をするときの三相それぞれのスイッチング周波数とを用いて、基本周波数に対するパルス幅変調に起因するトルクリプルの次数をスイッチング周波数それぞれに対して算出し、次数を用いて、三相それぞれのパルス幅変調に起因するトルクリプルの逆成分となるU相補償電圧値とV相補償電圧値とW相補償電圧値とを求める。 The harmonic compensator uses the basic frequency of the basic current flowing through the motor and the switching frequency of each of the three phases when pulse width modulation is applied to the inverter circuit to determine the order of torque ripple caused by pulse width modulation with respect to the basic frequency. Calculate for each switching frequency and use the order to obtain the U-phase compensation voltage value, V-phase compensation voltage value, and W-phase compensation voltage value, which are the opposite components of torque ripple caused by pulse width modulation of each of the three phases. ..
第一の加算器はU相電圧指令値にU相補償電圧値を加算し、第二の加算器はV相電圧指令値にV相補償電圧値を加算し、第三の加算器はW相電圧指令値にW相補償電圧値を加算する。 The first adder adds the U-phase compensation voltage value to the U-phase voltage command value, the second adder adds the V-phase compensation voltage value to the V-phase voltage command value, and the third adder is the W-phase. The W phase compensation voltage value is added to the voltage command value.
同期モータにおいてPWMに起因するトルクリプルを低減できる。 Torque ripple caused by PWM can be reduced in a synchronous motor.
以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
<実施形態1>
図1は、実施形態1の一実施例を示す図である。図1に示すモータ制御装置は、制御回路1(減算器2、減算器3、PI制御部4、PI制御部5、加算器6、加算器7、非干渉電圧補償部8、加算器9(第一の加算器)、加算器10(第二の加算器)、高調波補償部11、加算器12、加算器13、高調波補償部14、座標変換部15、PWM制御部16、座標変換部17)、インバータ回路18、電流センサ19、電流センサ20、位置検出部21などを有し、モータ22を制御する。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
<
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the first embodiment. The motor control device shown in FIG. 1 includes a control circuit 1 (
制御回路1は、インバータ回路18を制御する。制御回路1は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、マルチコアCPU、プログラマブルなデバイス(FPGA(Field Programmable Gate Array)やPLD(Programmable Logic Device)など)などを用いた回路である。また、制御回路1は記憶部を有する。
The
減算器2は、d軸電流指令値id*からd軸実電流値idを減算してd軸電流偏差値id_dev(=id*−id)を算出する。減算器3は、q軸電流指令値iq*からq軸実電流値iqを減算してq軸電流偏差値iq_dev(=iq*−iq)を算出する。
The
PI(Proportional Integral)制御部4は、d軸電流偏差値id_devを用いてPI制御することにより、d軸電圧指令値V′d*を算出する。PI制御部5は、q軸電流偏差値iq_devを用いてPI制御することにより、d軸電圧指令値V′d*を算出する。
The PI (Proportional Integral)
加算器6は、d軸電圧指令値V′d*とd軸補償電圧値Vodとを加算してd軸電圧指令値V″d*(=V′d*+Vod)を算出する。加算器7は、q軸電圧指令値V′q*とq軸補償電圧値Voqとを加算してq軸電圧指令値V″q*(=V′q*+Voq)を算出する。
The
非干渉電圧補償部8は、d軸実電流値idとq軸実電流値iqとモータ22の電気角速度ωeとを用いて、d軸q軸座標系においてd軸q軸間で干渉し合う速度起電力を補償するd軸補償電圧値Vodとq軸補償電圧値Voqとを算出する。
The non-interference
加算器9は、d軸電圧指令値V″d*とd軸補償電圧値Vd_swとを加算してd軸電圧指令値V″′d*(=V″d*+Vd_sw)を算出する。加算器10は、q軸電圧指令値V″q*とq軸補償電圧値Vq_swとを加算してq軸電圧指令値V″′q*(=V″q*+Vq_sw)を算出する。
The
高調波補償部11は、モータ22に流れる基本電流の基本周波数Finvと、インバータ回路18にPWM制御をするときのスイッチング周波数Fswとを用いて、基本周波数Finvに対するPWMに起因するトルクリプルの次数Nを算出し、算出した次数Nを用いて、PWMに起因するトルクリプルの逆成分となるd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swとを求める。
The
加算器12は、d軸電圧指令値V″′d*とd軸補償電圧値Vd_mtrとを加算してd軸電圧指令値Vd*(=V″′d*+Vd_mtr)を算出する。加算器13は、q軸電圧指令値V″′q*とq軸補償電圧値Vq_mtrとを加算してq軸電圧指令値Vq*(=V″′q*+Vq_mtr)を算出する。
The
高調波補償部14は、モータ22の位相θe(基本電流の位相又は電気角)とモータ22の電気角速度ωeとを用いて、モータ22に流れる基本電流と永久磁石による電機子鎖交磁束の高調波成分に起因する5次、7次のトルクリプルの逆成分となるd軸補償電圧値Vd_mtrとq軸補償電圧値Vq_mtrとを求める。
The
座標変換部15は、d軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*とを、d軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*と位相θeとを用いて、d軸q軸座標系から三相交流座標系に変換し、U相電圧指令値Vu*とV相電圧指令値Vv*とW相電圧指令値Vw*とを求める。
The
PWM制御部16は、U相電圧指令値Vu*とV相電圧指令値Vv*とW相電圧指令値Vw*とを用いて、インバータ回路18をPWM制御するための信号(矩形波)を生成し、インバータ回路18に出力する。
The
座標変換部17は、電流センサ19、20が計測したU相電流値iuとV相電流値ivに対応する信号又は情報を取得し、W相電流値iwを算出し、取得したU相電流値iuとV相電流値ivに対応する信号又は情報及び算出したW相電流値iwとに基づいて、d軸実電流値idとq軸実電流値iqを算出する。なお、W相電流値iwを計測するための電流センサを設ける場合、座標変換部17は、W相電流値iwに対応する信号又は情報を取得し、U相電流値iu、V相電流値iv、W相電流値iwに対応する信号又は情報を用いてd軸実電流値idとq軸実電流値iqを算出してもよい。
The
インバータ回路18は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又はMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのスイッチ素子を有し、PWM制御部16によりPWM制御され、モータ22にU相電流値iu、V相電流値iv、W相電流値iwを出力する。
The
電流センサ19は、インバータ回路18から出力されるU相に流れるU相電流値iuを計測し、計測したU相電流値iuに対応する信号又は情報を座標変換部17に出力する。電流センサ20は、インバータ回路18から出力されるV相に流れるV相電流値ivを計測し、計測したV相電流値ivに対応する信号又は情報を座標変換部17に出力する。なお、図1では電流センサ19、20だけを用いる例を示したが、インバータ回路18から出力されるW相に流れるW相電流値iwを計測するための電流センサを設け、計測したW相電流値iwに対応する信号又は情報を座標変換部17に出力してもよい。
The
位置検出部21は、例えば、モータ22に接続されるエンコーダやレゾルバなどで、モータ22の位相θeと電気角速度ωeを検出する。
モータ22は、インバータ回路18から出力されるU相電流値iu、V相電流値iv、W相電流値iwにより制御される。モータ22は、例えば、埋込構造永久磁石同期モータなどが考えられる。
The
The
実施形態1のモータ制御装置について説明する。
減算器2のid*入力端子(+)にはd軸電流指令値id*が入力され、減算器2のid入力端子(−)には非干渉電圧補償部8のid入力端子と座標変換部17のid出力端子とが接続される。減算器2のid_dev出力端子にはPI制御部4のid_dev入力端子が接続される。
The motor control device of the first embodiment will be described.
The d-axis current command value id * is input to the id * input terminal (+) of the
減算器3のiq*入力端子(+)にはq軸電流指令値iq*が入力され、減算器3のiq入力端子(−)には非干渉電圧補償部8のiq入力端子と座標変換部17のiq出力端子とが接続される。減算器3のiq_dev出力端子にはPI制御部5のiq_dev入力端子が接続される。
The q-axis current command value iq * is input to the IQ * input terminal (+) of the
加算器6のV′d*入力端子(+)にはPI制御部4のV′d*出力端子が接続され、加算器6のVod入力端子(+)には非干渉電圧補償部8のVod出力端子が接続される。加算器6のV″d*出力端子には加算器9のV″d*入力端子(+)が接続される。
The V'd * output terminal of the
加算器7のV′q*入力端子(+)にはPI制御部5のV′q*出力端子が接続され、加算器7のVoq入力端子(+)には非干渉電圧補償部8のVoq出力端子が接続される。加算器7のV″q*出力端子は加算器10のV″q*入力端子(+)に接続される。
The V'q * output terminal of the
加算器9のVd_sw入力端子(+)には高調波補償部11のVd_sw出力端子が接続され、加算器9のV″′d*出力端子には加算器12のV″′d*入力端子(+)が接続される。
The Vd_sw output terminal of the
加算器10のVq_sw入力端子(+)には高調波補償部11のVq_sw出力端子が接続され、加算器10のV″′q*出力端子には加算器13のV″′q*入力端子(+)が接続される。
The Vq_sw output terminal of the
加算器12のVd_mtr入力端子(+)には高調波補償部14のVd_mtr出力端子が接続され、加算器12のVd*出力端子には座標変換部15のVd*入力端子が接続される。
The Vd_mtr output terminal of the
加算器13のVq_mtr入力端子(+)には高調波補償部14のVq_mtr出力端子が接続され、加算器13のVq*出力端子には座標変換部15のVq*入力端子が接続される。
The Vq_mtr output terminal of the
座標変換部15のVu*出力端子にはPWM制御部16のVu*入力端子が接続され、座標変換部15のVv*出力端子にはPWM制御部16のVv*入力端子が接続され、座標変換部15のVw*出力端子にはPWM制御部16のVw*入力端子が接続される。
The Vu * input terminal of the
PWM制御部16のU相、V相、W相に対応する出力端子それぞれは、インバータ回路18のU相、V相、W相に対応する入力端子それぞれに接続される。
The output terminals corresponding to the U-phase, V-phase, and W-phase of the
インバータ回路18のiu出力端子にはモータ22のiu入力端子が接続され、インバータ回路18のiv出力端子にはモータ22のiv入力端子が接続され、インバータ回路18のiw出力端子にはモータ22のiw入力端子が接続される。
The iu input terminal of the
電流センサ19の出力端子には座標変換部17のiu入力端子が接続され、電流センサ20の出力端子には座標変換部17のiv入力端子が接続される。
The iu input terminal of the coordinate
モータ22には位置検出部21が接続され、位置検出部21のθe出力端子には高調波補償部11のθe入力端子と高調波補償部14のθe入力端子と座標変換部15のθe入力端子とが接続される。また、位置検出部21のωe出力端子には非干渉電圧補償部8のωe入力端子と高調波補償部14のωe入力端子とが接続される。
The
実施形態1の高調波補償部11について説明をする。
まず、高調波補償部11は、インバータ回路18をPWM制御するときのスイッチング周波数Fswを、モータ22に流れる基本電流の基本周波数Finvで除算し、次数Nを算出する。すなわち、高調波補償部11は式1を用いて次数Nを算出する。
The
First, the
N=Fsw/Finv 式1
続いて、高調波補償部11は、式1で算出した次数Nを用いて、次数Nにd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swとが関連付けられて記憶部に記憶されているd軸q軸補償電圧情報を参照し、次数Nに対応するd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swとを求める。
N = Fsw /
Subsequently, the
d軸q軸補償電圧情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「N1」「N2」〜「Nn」)と、次数Nに関連付けられたd軸補償電圧値Vd_sw(次数範囲「N1」に対応する「Vd_sw_N1」、次数範囲「N2」に対応する「Vd_sw_N2」〜次数範囲「Nn」に対応する「Vd_sw_Nn」)と、次数Nに関連付けられたq軸補償電圧値Vq_sw(次数範囲「N1」に対応する「Vq_sw_N1」、次数範囲「N2」に対応する「Vq_sw_N2」〜次数範囲「Nn」に対応する「Vq_sw_Nn」とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。 The d-axis q-axis compensation voltage information includes, for example, a degree N (a plurality of different order ranges “N1”, “N2” to “Nn”) and a d-axis compensation voltage value Vd_sw (order range “N1”) associated with the degree N. "Vd_sw_N1" corresponding to, "Vd_sw_N2" corresponding to the order range "N2" to "Vd_sw_Nn" corresponding to the degree range "Nn", and the q-axis compensation voltage value Vq_sw associated with the degree N (order range "N1"). Is a table associated with "Vq_sw_N1" corresponding to "Vq_sw_N1", "Vq_sw_N2" corresponding to the degree range "N2" to "Vq_sw_Nn" corresponding to the degree range "Nn", and n is a positive integer. is there.
例えば、式1で算出した次数Nが、d軸q軸補償電圧情報の次数範囲「N1」に含まれている場合、d軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swは、次数範囲「N1」に対応する「Vd_sw_N1」と次数範囲「N1」に対応する「Vq_sw_N1」となる。
For example, when the order N calculated by
なお、次数Nに関連付けられたd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swは、実験やシミュレーションを用いて予め求めておく。
続いて、高調波補償部11は、求めたd軸補償電圧値Vd_swを加算器9に出力し、求めたq軸補償電圧値Vq_swを加算器10に出力する。
The d-axis compensation voltage value Vd_sw and the q-axis compensation voltage value Vq_sw associated with the order N are obtained in advance by using experiments and simulations.
Subsequently, the
このように、次数Nを用いてPWMに起因するトルクリプルの逆成分となるd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swとを求め、d軸電圧指令値V″d*とd軸補償電圧値Vd_swとを加算器9で加算してd軸電圧指令値V″′d*を算出し、q軸電圧指令値V″q*とq軸補償電圧値Vq_swとを加算器10で加算してq軸電圧指令値V″′q*を算出することで、モータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
In this way, the d-axis compensation voltage value Vd_sw and the q-axis compensation voltage value Vq_sw, which are the opposite components of the torque ripple caused by PWM, are obtained using the order N, and the d-axis voltage command value V ″ d * and the d-axis compensation voltage are obtained. The value Vd_sw is added by the
また、PWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ22のヒアリングノイズを低減することができる。
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced, the hearing noise of the
また、ハードウェアの追加をせず、制御回路1で実行されるソフトウェアを変更するだけでPWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ制御装置の価格上昇を抑えることができる。
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced only by changing the software executed by the
<変形例1>
変形例1の高調波補償部11について説明する。
<
The
図2は、変形例1の高調波補償部11の一実施例を示す図である。図2の高調波補償部11は、次数算出部201、U相補償電圧算出部202u、V相補償電圧算出部202v、W相補償電圧算出部202w、座標変換部203を有する。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the
図2の高調波補償部11では、まず、次数算出部201が、スイッチング周波数Fswを基本周波数Finvで除算して次数Nを算出する。式1を参照。
続いて、U相補償電圧算出部202uは、次数Nと位相θeとU相初期位相θuとU相補償電圧振幅Kuとを取得する。
In the
Subsequently, the U-phase compensation
U相補償電圧振幅Kuは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。U相補償電圧算出部202uは、次数Nを用いて、次数NにU相補償電圧振幅Kuが関連付けられて記憶部に記憶されている補償電圧振幅情報を参照し、次数Nに対応するU相補償電圧振幅Kuを求める。
The U-phase compensation voltage amplitude Ku is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The U-phase compensation
補償電圧振幅情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「Nu1」「Nu2」〜「Nun」)と、次数Nに関連付けられたU相補償電圧振幅Ku(次数範囲「Nu1」に対応する「Ku_Nu1」、次数範囲「Nu2」に対応する「Ku_Nu2」〜次数範囲「Nun」に対応する「Ku_Nun」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式1で算出した次数Nが、補償電圧振幅情報の次数範囲「Nu1」に含まれている場合、U相補償電圧振幅Kuは、次数範囲「Nu1」に対応する「Ku_Nu1」となる。なお、U相補償電圧振幅Kuは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The compensated voltage amplitude information corresponds, for example, to a degree N (plurality of different order ranges “Nu1”, “Nu2” to “Nun”) and a U-phase compensated voltage amplitude Ku (order range “Nu1”) associated with the degree N. It is a table associated with "Ku_Nu1", "Ku_Nu2" corresponding to the degree range "Nu2" to "Ku_Nun" corresponding to the degree range "Nun"). Further, n is a positive integer. For example, when the order N calculated by the
また、U相補償電圧算出部202uは、U相初期位相θuを記憶部から取得する。U相補償電圧算出部202uは、次数Nを用いて、次数NにU相初期位相θuが関連付けられて記憶部に記憶されている初期位相情報を参照し、次数Nに対応するU相初期位相θuを求める。
Further, the U-phase compensation
初期位相情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「Nθu1」「Nθu2」〜「Nθun」)と、次数Nに関連付けられたU相初期位相θu(次数範囲「Nθu1」に対応する「θu_Nθu1」、次数範囲「Nθu2」に対応する「θu_Nθu2」〜次数範囲「Nθun」に対応する「θu_Nθun」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式1で算出した次数Nが、初期位相情報の次数範囲「Nθu1」に含まれている場合、U相初期位相θuは、次数範囲「Nθu1」に対応する「θu_Nθu1」となる。なお、U相初期位相θuは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The initial phase information includes, for example, the order N (plurality of different order ranges “Nθu1”, “Nθu2” to “Nθun”) and the U-phase initial phase θu (θu_Nθu1) corresponding to the order N (order range “Nθu1”). , And "θu_Nθu2" corresponding to the degree range "Nθu2" to "θu_Nθun" corresponding to the degree range "Nθun"). Further, n is a positive integer. For example, when the order N calculated by the
続いて、U相補償電圧算出部202uは、U相補償電圧値Vu_swを式2を用いて算出する。
Vu_sw=Ku×sin(N×θe+θu) 式2
また、V相補償電圧算出部202vは、次数Nと位相θeとV相初期位相θvとV相補償電圧振幅Kvとを取得する。
Subsequently, the U-phase compensation
Vu_sw = Ku × sin (N × θe + θu)
Further, the V-phase compensation
V相補償電圧振幅Kvは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。V相補償電圧算出部202vは、次数Nを用いて、次数NにV相補償電圧振幅Kvが関連付けられて記憶部に記憶されている補償電圧振幅情報を参照し、次数Nに対応するV相補償電圧振幅Kvを求める。
The V-phase compensation voltage amplitude Kv is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The V-phase compensation
補償電圧振幅情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「Nv1」「Nv2」〜「Nvn」)と、次数Nに関連付けられたV相補償電圧振幅Kv(次数範囲「Nv1」に対応する「Kv_Nv1」、次数範囲「Nv2」に対応する「Kv_Nv2」〜次数範囲「Nvn」に対応する「Kv_Nvn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式1で算出した次数Nが、補償電圧振幅情報の次数範囲「Nv1」に含まれている場合、V相補償電圧振幅Kvは、次数範囲「Nv1」に対応する「Kv_Nv1」となる。なお、V相補償電圧振幅Kvは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The compensated voltage amplitude information corresponds, for example, to a degree N (plurality of different order ranges “Nv1”, “Nv2” to “Nvn”) and a V-phase compensated voltage amplitude Kv (order range “Nv1”) associated with the degree N. It is a table in which "Kv_Nv1" and "Kv_Nv2" corresponding to the degree range "Nv2" to "Kv_Nvn" corresponding to the degree range "Nvn") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order N calculated by the
また、V相補償電圧算出部202vは、V相初期位相θvを記憶部から取得する。V相補償電圧算出部202vは、次数Nを用いて、次数NにV相初期位相θvが関連付けられて記憶部に記憶されている初期位相情報を参照し、次数Nに対応するV相初期位相θvを求める。
Further, the V-phase compensation
初期位相情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「Nθv1」「Nθv2」〜「Nθvn」)と、次数Nに関連付けられたV相初期位相θv(次数範囲「Nθv1」に対応する「θv_Nθv1」、次数範囲「Nθv2」に対応する「θv_Nθv2」〜次数範囲「Nθvn」に対応する「θv_Nθvn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式1で算出した次数Nが、初期位相情報の次数範囲「Nθv1」に含まれている場合、V相初期位相θvは、次数範囲「Nθv1」に対応する「θv_Nθv1」となる。なお、V相初期位相θvは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The initial phase information includes, for example, a degree N (plurality of different order ranges “Nθv1”, “Nθv2” to “Nθvn”) and a V-phase initial phase θv (θv_Nθv1) corresponding to the order N (order range “Nθv1”). , And "θv_Nθv2" corresponding to the degree range "Nθv2" to "θv_Nθvn" corresponding to the degree range "Nθvn"). Further, n is a positive integer. For example, when the order N calculated by the
続いて、V相補償電圧算出部202vは、V相補償電圧値Vv_swを式3を用いて算出する。
Vv_sw=Kv×sin(N×θe+θv) 式3
また、W相補償電圧算出部202wは、次数Nと位相θeとW相初期位相θwとW相補償電圧振幅Kwとを取得する。
Subsequently, the V-phase compensation
Vv_sw = Kv × sin (N × θe + θv)
Further, the W phase compensation
W相補償電圧振幅Kwは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。W相補償電圧算出部202wは、次数Nを用いて、次数NにW相補償電圧振幅Kwが関連付けられて記憶部に記憶されている補償電圧振幅情報を参照し、次数Nに対応するW相補償電圧振幅Kwを求める。
The W-phase compensation voltage amplitude Kw is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The W phase compensation
補償電圧振幅情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「Nw1」「Nw2」〜「Nwn」)と、次数Nに関連付けられたW相補償電圧振幅Kw(次数範囲「Nw1」に対応する「Kw_Nw1」、次数範囲「Nw2」に対応する「Kw_Nw2」〜次数範囲「Nwn」に対応する「Kw_Nwn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式1で算出した次数Nが、補償電圧振幅情報の次数範囲「Nw1」に含まれている場合、W相補償電圧振幅Kwは、次数範囲「Nw1」に対応する「Kw_Nw1」となる。なお、W相補償電圧振幅Kwは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The compensated voltage amplitude information corresponds to, for example, a degree N (plurality of different order ranges “Nw1”, “Nw2” to “Nwn”) and a W-phase compensation voltage amplitude Kw (order range “Nw1”) associated with the degree N. It is a table in which "Kw_Nw1" and "Kw_Nw2" corresponding to the degree range "Nw2" to "Kw_Nwn" corresponding to the degree range "Nwn") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order N calculated by the
また、W相補償電圧算出部202wは、W相初期位相θwを記憶部から取得する。W相補償電圧算出部202wは、次数Nを用いて、次数NにW相初期位相θwが関連付けられて記憶部に記憶されている初期位相情報を参照し、次数Nに対応するW相初期位相θwを求める。
Further, the W phase compensation
初期位相情報は、例えば、次数N(複数の異なる次数範囲「Nθw1」「Nθw2」〜「Nθwn」)と、次数Nに関連付けられたW相初期位相θw(次数範囲「Nθw1」に対応する「θw_Nθw1」、次数範囲「Nθw2」に対応する「θw_Nθw2」〜次数範囲「Nθwn」に対応する「θw_Nθwn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式1で算出した次数Nが、初期位相情報の次数範囲「Nθw1」に含まれている場合、W相初期位相θwは、次数範囲「Nθw1」に対応する「θw_Nθw1」となる。なお、W相初期位相θwは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The initial phase information includes, for example, the order N (plurality of different order ranges "Nθw1", "Nθw2" to "Nθwn") and the W phase initial phase θw associated with the order N (the order range "Nθw1", "θw_Nθw1". , And "θw_Nθw2" corresponding to the degree range "Nθw2" to "θw_Nθwn" corresponding to the degree range "Nθwn"). Further, n is a positive integer. For example, when the order N calculated by the
続いて、W相補償電圧算出部202wは、W相補償電圧値Vw_swを式4を用いて算出する。
Vw_sw=Kw×sin(N×θe+θw) 式4
続いて、座標変換部203は、U相補償電圧値Vu_swとV相補償電圧値Vv_swとW相補償電圧値Vw_swとを三相交流座標系からd軸q軸座標系に変換し、d軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swを求める。
Subsequently, the W-phase compensation
Vw_sw = Kw × sin (N × θe + θw)
Subsequently, the coordinate
このように、次数Nを用いて、補償電圧振幅情報を参照し、次数Nに対応するU相補償電圧振幅KuとV相補償電圧振幅KvとW相補償電圧振幅Kwとを求めることで、次数Nに対応したU相補償電圧振幅KuとV相補償電圧振幅KvとW相補償電圧振幅Kwとを適時求められるため、実施形態1より更にモータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
In this way, the order is obtained by referring to the compensation voltage amplitude information using the order N and obtaining the U-phase compensation voltage amplitude Ku, the V-phase compensation voltage amplitude Kv, and the W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the order N. Since the U-phase compensation voltage amplitude Ku, the V-phase compensation voltage amplitude Kv, and the W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to N can be obtained in a timely manner, torque ripple caused by PWM in the
また、PWMに起因するトルクリプルを実施形態1より更に低減できるので、更にモータ22のヒアリングノイズを低減することができる。
また、ハードウェアの追加をせず、制御回路1で実行されるソフトウェアを変更するだけでPWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ制御装置の価格上昇を抑えることができる。
Further, since the torque ripple caused by PWM can be further reduced as compared with the first embodiment, the hearing noise of the
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced only by changing the software executed by the
なお、U相補償電圧振幅Ku、V相補償電圧振幅Kv、W相補償電圧振幅Kwそれぞれは定数を用いてもよい。また、U相初期位相θu、V相初期位相θv、W相初期位相θwそれぞれは定数を用いてもよい。 Constants may be used for each of the U-phase compensation voltage amplitude Ku, the V-phase compensation voltage amplitude Kv, and the W-phase compensation voltage amplitude Kw. Further, constants may be used for each of the U-phase initial phase θu, the V-phase initial phase θv, and the W-phase initial phase θw.
なお、図1では加算器9は、加算器6と加算器12との間に配置しているが、加算器9をPI制御部4と加算器6との間に配置してもよいし、加算器12と座標変換部15との間に配置してもよい。また、図1では加算器10は、加算器7と加算器13との間に配置しているが、加算器10をPI制御部5と加算器7との間に配置してもよいし、加算器13と座標変換部15との間に配置してもよい。
Although the
<実施形態2>
図3は、実施形態2の一実施例を示す図である。図3に示すモータ制御装置は、制御回路30(減算器2、減算器3、PI制御部4、PI制御部5、加算器6、加算器7、非干渉電圧補償部8、加算器12、加算器13、高調波補償部14、座標変換部15、PWM制御部16、座標変換部17、スイッチング周波数算出部31、高調波補償部32、加算器33(第一の加算器)、加算器34(第二の加算器)、加算器35(第三の加算器))、インバータ回路18、電流センサ19、電流センサ20、位置検出部21などを有し、モータ22を制御する。
<
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the second embodiment. The motor control device shown in FIG. 3 includes a control circuit 30 (
実施形態1と実施形態2の違いは、実施形態1ではd軸q軸座標系において加算器9、加算器10、高調波補償部11を用いてPWMに起因するトルクリプルの逆成分となるd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swとを算出し、d軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swを用いてPWMに起因するトルクリプルを低減していたが、実施形態2ではスイッチング周波数算出部31、高調波補償部32、加算器33、加算器34、加算器35を用いてPWMに起因するトルクリプルを低減する。すなわち、実施形態1ではd軸q軸座標系でPWMに起因するトルクリプルを低減する対策をしたが、実施形態2では三相交流座標系でPWMに起因するトルクリプルを低減する対策を行う。
The difference between the first embodiment and the second embodiment is that in the first embodiment, the
実施形態2の加算器12は、d軸電圧指令値V″d*とd軸補償電圧値Vd_mtrとを加算してd軸電圧指令値Vd*(=V″d*+Vd_mtr)を算出する。また、実施形態2の加算器13は、q軸電圧指令値V″q*とq軸補償電圧値Vq_mtrとを加算してq軸電圧指令値Vq*(=V″q*+Vq_mtr)を算出する。
The
スイッチング周波数算出部31は、U相電圧指令値Vu*とV相電圧指令値Vv*とW相電圧指令値Vw*とを取得し、U相スイッチング周波数Fsw_uとV相スイッチング周波数Fsw_vとW相スイッチング周波数Fsw_wとを算出する。
The switching
高調波補償部32は、モータ22に流れる基本電流の基本周波数Finvと、インバータ回路18をPWM制御するときの三相それぞれのスイッチング周波数Fsw_u、Fsw_v、Fsw_wを用いて、スイッチング周波数Fsw_u、Fsw_v、Fsw_wそれぞれの基本周波数Finvに対するPWMに起因するトルクリプルの次数Nu、Nv、Nwを算出し、次数Nu、Nv、Nwを用いて、三相それぞれのPWMに起因するトルクリプルの逆成分となるU相補償電圧値Vu_swとV相補償電圧値Vv_swとW相補償電圧値Vw_swとを求める。
The
加算器33は、U相電圧指令値V′u*とU相補償電圧値Vu_swとを加算してU相電圧指令値Vu*(=V′u*+Vu_sw)を算出する。加算器34は、V相電圧指令値V′v*とV相補償電圧値Vv_swとを加算してV相電圧指令値Vv*(=V′v*+Vv_sw)を算出する。加算器35は、W相電圧指令値V′w*とW相補償電圧値Vw_swとを加算してW相電圧指令値Vw*(=V′w*+Vw_sw)を算出する。
The
実施形態2のモータ制御装置について説明する。
実施形態1と同じ部分については説明を省略する。
加算器6のV″d*出力端子には加算器12のV″d*入力端子(+)が接続される。加算器7のV″q*出力端子には加算器13のV″q*入力端子(+)が接続される。
The motor control device of the second embodiment will be described.
The same part as in the first embodiment will be omitted.
The V "d * input terminal (+) of the
加算器12のVd_mtr入力端子(+)には高調波補償部14のVd_mtr出力端子が接続され、加算器12のVd*出力端子には座標変換部15のVd*入力端子が接続される。加算器13のVq_mtr入力端子(+)には高調波補償部14のVq_mtr出力端子が接続され、加算器13のVq*出力端子には座標変換部15のVq*入力端子が接続される。
The Vd_mtr output terminal of the
高調波補償部32のFsw_u入力端子にはスイッチング周波数算出部31のFsw_u出力端子が接続され、高調波補償部32のFsw_v入力端子にはスイッチング周波数算出部31のFsw_v出力端子に接続され、高調波補償部32のFsw_w入力端子にはスイッチング周波数算出部31のFsw_w出力端子が接続される。
The Fsw_u output terminal of the switching
加算器33のVu′*入力端子には座標変換部15のVu′*出力端子が接続され、加算器33のVu_sw入力端子には高調波補償部32のVu_sw出力端子が接続され、加算器33のVu*出力端子にはPWM制御部16のVu*入力端子が接続される。
The Vu'* output terminal of the coordinate
加算器34のVv′*入力端子には座標変換部15のVv′*出力端子が接続され、加算器34のVv_sw入力端子には高調波補償部32のVv_sw出力端子が接続され、加算器34のVv*出力端子にはPWM制御部16のVv*入力端子が接続される。
The Vv'* output terminal of the coordinate
加算器35のVw′*入力端子には座標変換部15のVw′*出力端子が接続され、加算器35のVw_sw入力端子には高調波補償部32のVw_sw出力端子が接続され、加算器35のVw*出力端子にはPWM制御部16のVw*入力端子が接続される。
The Vw'* output terminal of the coordinate
モータ22には位置検出部21が接続され、位置検出部21のθe出力端子には高調波補償部14のθe入力端子と高調波補償部32のθe入力端子と座標変換部15のθe入力端子とが接続される。
The
実施形態2のスイッチング周波数算出部31について説明をする。
スイッチング周波数算出部31は、例えば、U相電圧指令値Vu*とV相電圧指令値Vv*とW相電圧指令値Vw*とを取得し、取得したU相電圧指令値Vu*とV相電圧指令値Vv*とW相電圧指令値Vw*とに基づいて生成されるPWM制御するための信号(矩形波)を参照し、スイッチング周波数Fswを算出する。
The switching
The switching
スイッチング周波数Fswを算出する方法として、例えば、PWM制御するための信号の立ち上がり時刻t1(ローレベルからハイレベルへ移行した時刻)と次の立ち上がり時刻t2とを検出し、時刻t2と時刻t1との差T1(=t2−t1)に基づいてFswを算出する。又は、PWM制御するための信号の立ち下がり時刻t3(ハイレベルからローレベルへ移行した時刻)と次の立ち下がり時刻t4とを検出し、時刻t4と時刻t3との差T2(=t4−t3)に基づいてFswを算出してもよい。更に、差T1と差T2の平均((T1+T2)/2)を算出し、平均に基づいてFswを算出してもよい。なお、スイッチング周波数Fswは、U相、V相、W相それぞれに対して求める。すなわち、U相電圧指令値Vu*に対してはU相スイッチング周波数Fsw_uを求め、V相電圧指令値Vv*に対してはV相スイッチング周波数Fsw_vを求め、W相電圧指令値Vw*に対してはW相スイッチング周波数Fsw_wを求める。 As a method of calculating the switching frequency Fsw, for example, the rise time t1 (the time when the low level is shifted to the high level) and the next rise time t2 of the signal for PWM control are detected, and the time t2 and the time t1 are set. Fsw is calculated based on the difference T1 (= t2-t1). Alternatively, the fall time t3 (time of transition from high level to low level) of the signal for PWM control and the next fall time t4 are detected, and the difference T2 (= t4-t3) between the time t4 and the time t3 is detected. ) May be used to calculate Fsw. Further, the average of the difference T1 and the difference T2 ((T1 + T2) / 2) may be calculated, and Fsw may be calculated based on the average. The switching frequency Fsw is obtained for each of the U phase, the V phase, and the W phase. That is, the U-phase switching frequency Fsw_u is obtained for the U-phase voltage command value Vu *, the V-phase switching frequency Fsw_v is obtained for the V-phase voltage command value Vv *, and the W-phase voltage command value Vw * is obtained. Finds the W-phase switching frequency Fsw_w.
実施形態2の高調波補償部32について説明をする。
まず、高調波補償部32は、インバータ回路18にPWM制御をするときのU相スイッチング周波数Fsw_uとV相スイッチング周波数Fsw_vとW相スイッチング周波数Fsw_wとをそれぞれ、モータ22に流れる基本電流の基本周波数Finvで除算し、U相スイッチング周波数Fsw_uに対応するU相の次数NuとV相スイッチング周波数Fsw_vに対応するV相の次数NvとW相スイッチング周波数Fsw_wに対応するW相の次数Nwとを算出する。すなわち、高調波補償部32は式5、式6、式7を用いて次数Nu、Nv、Nwを算出する。
The
First, the
Nu=Fsw_u/Finv 式5
Nv=Fsw_v/Finv 式6
Nw=Fsw_w/Finv 式7
続いて、高調波補償部32は、式5、式6、式7で算出した三相それぞれのU相の次数NuとV相の次数NvとW相の次数Nwとを用いて、U相の次数NuにU相補償電圧値Vu_swが関連付けられ、V相の次数NvにV相補償電圧値Vv_swが関連付けられ、W相の次数NwにW相補償電圧値Vw_swが関連付けられて記憶部に記憶されている三相補償電圧情報を参照し、U相の次数Nuに対応するU相補償電圧値Vu_swと、V相の次数Nvに対応するV相補償電圧値Vv_swと、W相の次数に対応するW相補償電圧値Vw_swとを求める。
Nu = Fsw_u /
Nv = Fsw_v /
Nw = Fsw_w / Finv formula 7
Subsequently, the
三相補償電圧情報は、例えば、U相テーブルとV相テーブルとW相テーブルとを有する。U相テーブルは、U相の次数Nu(複数の異なる次数範囲「Nu_u1」「Nu_u2」〜「Nu_un」)と、次数Nuに関連付けられたU相補償電圧値Vu_sw(次数範囲「Nu_u1」に対応する「Vu_sw_Nu1」、次数範囲「Nu_u2」に対応する「Vu_sw_Nu2」〜次数範囲「Nn_un」に対応する「Vu_sw_Nun」)とが関連付けられている。 The three-phase compensation voltage information includes, for example, a U-phase table, a V-phase table, and a W-phase table. The U-phase table corresponds to the U-phase order Nu (several different degree ranges "Nu_u1" "Nu_u2" to "Nu_un") and the U-phase compensation voltage value Vu_sw associated with the degree Nu (order range "Nu_u1"). "Vu_sw_Nu1", "Vu_sw_Nu2" corresponding to the degree range "Nu_u2" to "Vu_sw_Nun" corresponding to the degree range "Nn_un") are associated with each other.
V相テーブルは、V相の次数Nv(複数の異なる次数範囲「Nv_v1」「Nv_v2」〜「Nv_vn」)と、次数Nvに関連付けられたV相補償電圧値Vv_sw(次数範囲「Nv_v1」に対応する「Vv_sw_Nv1」、次数範囲「Nv_v2」に対応する「Vv_sw_Nv2」〜次数範囲「Nv_vn」に対応する「Vv_sw_Nvn」)とが関連付けられている。 The V-phase table corresponds to the V-phase order Nv (several different order ranges "Nv_v1" "Nv_v2" to "Nv_vn") and the V-phase compensation voltage value Vv_sw (order range "Nv_v1") associated with the order Nv. "Vv_sw_Nv1", "Vv_sw_Nv2" corresponding to the degree range "Nv_v2" to "Vv_sw_Nvn" corresponding to the degree range "Nv_vn") are associated with each other.
W相テーブルは、W相の次数Nw(複数の異なる次数範囲「Nw_w1」「Nw_w2」〜「Nw_wn」)と、次数Nwに関連付けられたW相補償電圧値Vw_sw(次数範囲「Nw_w1」に対応する「Vw_sw_Nw1」、次数範囲「Nw_w2」に対応する「Vw_sw_Nw2」〜次数範囲「Nw_wn」に対応する「Vw_sw_Nwn」)とが関連付けられている。 The W-phase table corresponds to the W-phase order Nw (plurality of different order ranges "Nw_w1", "Nw_w2" to "Nw_wn") and the W-phase compensation voltage value Vw_sw associated with the order Nw (order range "Nw_w1"). "Vw_sw_Nw1", "Vw_sw_Nw2" corresponding to the degree range "Nw_w2" to "Vw_sw_Nwn" corresponding to the degree range "Nw_wn") are associated with each other.
また、上記nは正の整数である。
例えば、式5で算出したU相の次数Nuが、三相補償電圧情報の次数範囲「Nu_u1」に含まれている場合、U相補償電圧値Vu_swは、次数範囲「Nu_u1」に対応する「Vu_sw_Nu1」となる。
Further, n is a positive integer.
For example, when the U-phase order Nu calculated by the
なお、U相の次数Nuに関連付けられたU相補償電圧値Vu_swと、V相の次数Nvに関連付けられたV相補償電圧値Vv_swと、W相の次数Nwに関連付けられたW相補償電圧値Vw_swとは、実験やシミュレーションを用いて予め求めておく。 The U-phase compensation voltage value Vu_sw associated with the U-phase order Nu, the V-phase compensation voltage value Vv_sw associated with the V-phase order Nv, and the W-phase compensation voltage value associated with the W-phase order Nw. Vw_sw is obtained in advance by using experiments and simulations.
続いて、高調波補償部32は、求めたU相補償電圧値Vu_swを加算器33に出力し、求めたV相補償電圧値Vv_swを加算器34に出力し、求めたW相補償電圧値Vw_swを加算器35に出力する。
Subsequently, the
このように、U相の次数NuとV相の次数NvとW相の次数Nwを用いて、PWMに起因するトルクリプルの逆成分となるU相の次数Nuに対応するU相補償電圧値Vu_swと、V相の次数Nvに対応するV相補償電圧値Vv_swと、W相の次数に対応するW相補償電圧値Vw_swとを個別に求め、U相電圧指令値V′u*とU相補償電圧値Vu_swとを加算器33で加算してU相電圧指令値Vu*を算出し、V相電圧指令値V′v*とV相補償電圧値Vv_swとを加算器34で加算してV相電圧指令値Vv*を算出し、W相電圧指令値V′w*とW相補償電圧値Vw_swとを加算器35で加算してW相電圧指令値Vw*を算出することで、モータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
In this way, using the U-phase order Nu, the V-phase order Nv, and the W-phase order Nw, the U-phase compensation voltage value Vu_sw corresponding to the U-phase order Nu, which is the reverse component of the torque ripple caused by PWM, and , V-phase compensation voltage value Vv_sw corresponding to V-phase order Nv and W-phase compensation voltage value Vw_sw corresponding to W-phase order are obtained individually, and U-phase voltage command value V'u * and U-phase compensation voltage are obtained. The value Vu_sw is added by the
また、U相スイッチング周波数Fsw_uとV相スイッチング周波数Fsw_vとW相スイッチング周波数Fsw_wとを用いているので、精度よくモータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
Further, since the U-phase switching frequency Fsw_u, the V-phase switching frequency Fsw_v, and the W-phase switching frequency Fsw_w are used, torque ripple caused by PWM in the
また、PWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ22のヒアリングノイズを低減することができる。
また、ハードウェアの追加をせず、制御回路30で実行されるソフトウェアを変更するだけでPWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ制御装置の価格上昇を抑えることができる。
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced, the hearing noise of the
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced only by changing the software executed by the
<変形例2>
変形例2の高調波補償部32について説明する。
<
The
図4は、変形例2の高調波補償部32の一実施例を示す図である。図4の高調波補償部32は、U相次数算出部401u、V相次数算出部401v、W相次数算出部401w、U相補償電圧算出部402u、V相補償電圧算出部402v、W相補償電圧算出部402wを有する。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the
図4の高調波補償部32では、まず、U相次数算出部401uがスイッチング周波数Fsw_uを基本周波数Finvで除算して次数Nuを算出し、V相次数算出部401vがスイッチング周波数Fsw_vを基本周波数Finvで除算して次数Nvを算出し、W相次数算出部401wがスイッチング周波数Fsw_wを基本周波数Finvで除算して次数Nwを算出する。式5、式6、式7を参照。
In the
続いて、U相補償電圧算出部402uは、次数Nuと位相θeとU相初期位相θuとU相補償電圧振幅Kuとを取得する。
U相補償電圧振幅Kuは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。U相補償電圧算出部402uは、次数Nuを用いて、次数NuにU相補償電圧振幅Kuが関連付けられて記憶部に記憶されているU相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nuに対応するU相補償電圧振幅Kuを求める。
Subsequently, the U-phase compensation
The U-phase compensation voltage amplitude Ku is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The U-phase compensation
U相補償電圧振幅情報は、例えば、次数Nu(複数の異なる次数範囲「Nuu1」「Nuu2」〜「Nuun」)と、次数Nuに関連付けられたU相補償電圧振幅Ku(次数範囲「Nuu1」に対応する「Ku_Nuu1」、次数範囲「Nuu2」に対応する「Ku_Nuu2」〜次数範囲「Nuun」に対応する「Ku_Nuun」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式5で算出した次数Nuが、U相補償電圧振幅情報の次数範囲「Nuu1」に含まれている場合、U相補償電圧振幅Kuは、次数範囲「Nuu1」に対応する「Ku_Nuu1」となる。なお、U相補償電圧振幅Kuは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The U-phase compensated voltage amplitude information is, for example, in the order Nu (plurality of different order ranges "Nuu1" "Nuu2" to "Nuun") and the U-phase compensated voltage amplitude Ku associated with the order Nu (order range "Nu1"). It is a table associated with the corresponding "Ku_Nuu1", the "Ku_Nuu2" corresponding to the degree range "Nu2" to the "Ku_Nuun" corresponding to the degree range "Nuun"). Further, n is a positive integer. For example, when the order Nu calculated by the
また、U相補償電圧算出部402uは、U相初期位相θuを記憶部から取得する。U相補償電圧算出部402uは、次数Nuを用いて、次数NuにU相初期位相θuが関連付けられて記憶部に記憶されているU相初期位相情報を参照し、次数Nuに対応するU相初期位相θuを求める。
Further, the U-phase compensation
U相初期位相情報は、例えば、次数Nu(複数の異なる次数範囲「Nθuu1」「Nθuu2」〜「Nθuun」)と、次数Nuに関連付けられたU相初期位相θu(次数範囲「Nθuu1」に対応する「θu_Nθuu1」、次数範囲「Nθuu2」に対応する「θu_Nθuu2」〜次数範囲「Nθuun」に対応する「θu_Nθuun」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式5で算出した次数Nuが、U相初期位相情報の次数範囲「Nθuu1」に含まれている場合、U相初期位相θuは、次数範囲「Nθuu1」に対応する「θu_Nθuu1」となる。なお、U相初期位相θuは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The U-phase initial phase information corresponds to, for example, a degree Nu (plurality of different order ranges “Nθuu1”, “Nθuu2” to “Nθuuun”) and a U-phase initial phase θu (order range “Nθuu1”) associated with the order Nu. It is a table in which "θu_Nθuu1", "θu_Nθuu2" corresponding to the degree range "Nθuu2" to "θu_Nθuuun" corresponding to the degree range "Nθuuun") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nu calculated by the
続いて、U相補償電圧算出部402uは、U相補償電圧値Vu_swを式8を用いて算出する。
Vu_sw=Ku×sin(Nu×θe+θu) 式8
また、V相補償電圧算出部402vは、次数Nvと位相θeとV相初期位相θvとV相補償電圧振幅Kvとを取得する。
Subsequently, the U-phase compensation
Vu_sw = Ku × sin (Nu × θe + θu)
Further, the V-phase compensation
V相補償電圧振幅Kvは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。V相補償電圧算出部402vは、次数Nvを用いて、次数NvにV相補償電圧振幅Kvが関連付けられて記憶部に記憶されているV相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nvに対応するV相補償電圧振幅Kvを求める。
The V-phase compensation voltage amplitude Kv is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The V-phase compensation
V相補償電圧振幅情報は、例えば、次数Nv(複数の異なる次数範囲「Nvv1」「Nvv2」〜「Nvvn」)と、次数Nvに関連付けられたV相補償電圧振幅Kv(次数範囲「Nvv1」に対応する「Kv_Nvv1」、次数範囲「Nvv2」に対応する「Kv_Nvv2」〜次数範囲「Nvvn」に対応する「Kv_Nvvn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式6で算出した次数Nvが、V相補償電圧振幅情報の次数範囲「Nvv1」に含まれている場合、V相補償電圧振幅Kvは、次数範囲「Nvv1」に対応する「Kv_Nvv1」となる。なお、V相補償電圧振幅Kvは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The V-phase compensation voltage amplitude information is, for example, in order Nv (plurality of different order ranges “Nvv1” “Nvv2” to “Nvvn”) and V-phase compensation voltage amplitude Kv (order range “Nvv1”) associated with the order Nv. It is a table in which the corresponding "Kv_Nvv1", the "Kv_Nvv2" corresponding to the degree range "Nvv2" to the "Kv_Nvvn" corresponding to the degree range "Nvvn") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nv calculated by the
また、V相補償電圧算出部402vは、V相初期位相θvを記憶部から取得する。V相補償電圧算出部402vは、次数Nvを用いて、次数NvにV相初期位相θvが関連付けられて記憶部に記憶されているV相初期位相情報を参照し、次数Nvに対応するV相初期位相θvを求める。
Further, the V-phase compensation
V相初期位相情報は、例えば、次数Nv(複数の異なる次数範囲「Nθvv1」「Nθvv2」〜「Nθvvn」)と、次数Nvに関連付けられたV相初期位相θv(次数範囲「Nθvv1」に対応する「θv_Nθvv1」、次数範囲「Nθvv2」に対応する「θv_Nθvv2」〜次数範囲「Nθvvn」に対応する「θv_Nθvvn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式6で算出した次数Nvが、V相初期位相情報の次数範囲「Nθvv1」に含まれている場合、V相初期位相θvは、次数範囲「Nθvv1」に対応する「θv_Nθvv1」となる。なお、V相初期位相θvは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The V-phase initial phase information corresponds to, for example, a degree Nv (several different order ranges “Nθvv1” “Nθvv2” to “Nθvvn”) and a V-phase initial phase θv (order range “Nθvv1”” associated with the order Nv. It is a table in which "θv_Nθvv1", "θv_Nθvv2" corresponding to the degree range "Nθvv2" to "θv_Nθvvn" corresponding to the degree range "Nθvvn") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nv calculated by the
続いて、V相補償電圧算出部402vは、V相補償電圧値Vv_swを式9を用いて算出する。
Vv_sw=Kv×sin(Nv×θe+θv) 式9
また、W相補償電圧算出部402wは、次数Nwと位相θeとW相初期位相θwとW相補償電圧振幅Kwとを取得する。
Subsequently, the V-phase compensation
Vv_sw = Kv × sin (Nv × θe + θv)
Further, the W phase compensation
W相補償電圧振幅Kwは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。W相補償電圧算出部402wは、次数Nwを用いて、次数NwにW相補償電圧振幅Kwが関連付けられて記憶部に記憶されているW相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nwに対応するW相補償電圧振幅Kwを求める。
The W-phase compensation voltage amplitude Kw is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The W-phase compensation
W相補償電圧振幅情報は、例えば、次数Nw(複数の異なる次数範囲「Nww1」「Nww2」〜「Nwwn」)と、次数Nwに関連付けられたW相補償電圧振幅Kw(次数範囲「Nww1」に対応する「Kw_Nww1」、次数範囲「Nww2」に対応する「Kw_Nww2」〜次数範囲「Nwwn」に対応する「Kw_Nwwn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式7で算出した次数Nwが、W相補償電圧振幅情報の次数範囲「Nww1」に含まれている場合、W相補償電圧振幅Kwは、次数範囲「Nww1」に対応する「Kw_Nww1」となる。なお、W相補償電圧振幅Kwは実験やシミュレーションにより予め求めておく。 The W-phase compensation voltage amplitude information is, for example, in the order Nw (plurality of different order ranges "Nww1", "Nww2" to "Nwwn") and the W-phase compensation voltage amplitude Kw associated with the order Nw (order range "Nww1"). It is a table in which the corresponding "Kw_Nww1", the "Kw_Nww2" corresponding to the degree range "Nww2" to the "Kw_Nwwn" corresponding to the degree range "Nwwn") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nw calculated by the equation 7 is included in the order range "Nww1" of the W phase compensation voltage amplitude information, the W phase compensation voltage amplitude Kw is "Kw_Nww1" corresponding to the order range "Nww1". Become. The W-phase compensation voltage amplitude Kw is obtained in advance by experiments and simulations.
また、W相補償電圧算出部402wは、W相初期位相θwを記憶部から取得する。W相補償電圧算出部402wは、次数Nwを用いて、次数NwにW相初期位相θwが関連付けられて記憶部に記憶されているW相初期位相情報を参照し、次数Nwに対応するW相初期位相θwを求める。
Further, the W phase compensation
W相初期位相情報は、例えば、次数Nw(複数の異なる次数範囲「Nθww1」「Nθww2」〜「Nθwwn」)と、次数Nwに関連付けられたW相初期位相θw(次数範囲「Nθww1」に対応する「θw_Nθww1」、次数範囲「Nθww2」に対応する「θw_Nθww2」〜次数範囲「Nθwwn」に対応する「θw_Nθwwn」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式7で算出した次数Nwが、W相初期位相情報の次数範囲「Nθww1」に含まれている場合、W相初期位相θwは、次数範囲「Nθww1」に対応する「θw_Nθww1」となる。なお、W相初期位相θwは実験やシミュレーションにより予め求めておく。 The W phase initial phase information corresponds to, for example, a degree Nw (a plurality of different order ranges “Nθww1”, “Nθww2” to “Nθwwn”) and a W phase initial phase θw (order range “Nθww1”) associated with the order Nw. It is a table in which "θw_Nθww1", "θw_Nθww2" corresponding to the degree range "Nθww2" to "θw_Nθwwn" corresponding to the degree range "Nθwwn") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nw calculated by the equation 7 is included in the order range “Nθww1” of the W phase initial phase information, the W phase initial phase θw becomes “θw_Nθww1” corresponding to the order range “Nθww1”. The W phase initial phase θw is obtained in advance by experiments and simulations.
続いて、W相補償電圧算出部402wは、W相補償電圧値Vw_swを式10を用いて算出する。
Vw_sw=Kw×sin(Nw×θe+θw) 式10
このように、次数Nu、Nv、Nwを用いて、U相補償電圧振幅情報、V相補償電圧振幅情報、W相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nuに対応するU相補償電圧振幅Kuを求め、次数Nvに対応するV相補償電圧振幅Kvを求め、次数Nwに対応するW相補償電圧振幅Kwを求めることで、次数Nuに対応したU相補償電圧振幅Ku、次数Nvに対応したV相補償電圧振幅Kv、次数Nwに対応したW相補償電圧振幅Kwを適時求められるため、実施形態2より更にモータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
Subsequently, the W-phase compensation
Vw_sw = Kw × sin (Nw × θe + θw)
In this way, using the orders Nu, Nv, and Nw, the U-phase compensation voltage amplitude information, the V-phase compensation voltage amplitude information, and the W-phase compensation voltage amplitude information are referred to, and the U-phase compensation voltage amplitude Ku corresponding to the order Nu is obtained. By obtaining the V-phase compensation voltage amplitude Kv corresponding to the order Nv and obtaining the W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the order Nw, the U-phase compensation voltage amplitude Ku corresponding to the order Nu and the V corresponding to the order Nv are obtained. Since the W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the phase compensation voltage amplitude Kv and the order Nw can be obtained in a timely manner, torque ripple caused by PWM in the
また、PWMに起因するトルクリプルを実施形態2より更に低減できるので、更にモータ22のヒアリングノイズを低減することができる。
また、ハードウェアの追加をせず、制御回路30で実行されるソフトウェアを変更するだけでPWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ制御装置の価格上昇を抑えることができる。
Further, since the torque ripple caused by PWM can be further reduced as compared with the second embodiment, the hearing noise of the
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced only by changing the software executed by the
<変形例3>
図5は、変形例3の一実施例を示す図である。図5に示すモータ制御装置は、制御回路50(減算器2、減算器3、PI制御部4、PI制御部5、加算器6、加算器7、非干渉電圧補償部8、加算器12、加算器13、高調波補償部14、座標変換部15、PWM制御部16、座標変換部17、スイッチング周波数算出部51、高調波補償部32、加算器33(第一の加算器)、加算器34(第二の加算器)、加算器35(第三の加算器))、インバータ回路18、電流センサ19、電流センサ20、位置検出部21などを有し、モータ22を制御する。
<Modification example 3>
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of
変形例3と実施形態2及び変形例2との違いは、実施形態2及び変形例2ではスイッチング周波数算出部31を用いて、U相電圧指令値Vu*からU相スイッチング周波数Fsw_uを算出し、V相電圧指令値Vv*からV相スイッチング周波数Fsw_vを算出し、W相電圧指令値Vw*からW相スイッチング周波数Fsw_wとを算出していたが、変形例3ではスイッチング周波数算出部51を用いて、U相電流値iuからU相スイッチング周波数Fsw_uを算出し、V相電流値ivからV相スイッチング周波数Fsw_vを算出し、W相電流値iwからW相スイッチング周波数Fsw_wとを算出する。
The difference between the third modification and the second embodiment and the second modification is that in the second embodiment and the second modification, the switching
スイッチング周波数算出部51は、U相電流値iuとV相電流値ivとW相電流値iwを取得し、U相電流値iuのノイズ成分とV相電流値ivのノイズ成分とW相電流値iwのノイズ成分を取り除き、ノイズ成分を取り除いたU相電流値iuを用いてU相スイッチング周波数Fsw_uを算出し、ノイズ成分を取り除いたV相電流値ivを用いてV相スイッチング周波数Fsw_vを算出し、ノイズ成分を取り除いたW相電流値iwを用いてW相スイッチング周波数Fsw_wを算出する。なお、W相電流値iwはU相電流値iuとV相電流値ivに基づいて求めてもよい。
The switching
また、ノイズ成分を取り除く方法は、例えば、バンドパスフィルタやFFT(Fast Fourier Transform)などを用いることが考えられる。なお、通過帯域幅はPWMのデューティ変化率に基づいて決める。 Further, as a method of removing the noise component, for example, a bandpass filter or an FFT (Fast Fourier Transform) may be used. The pass bandwidth is determined based on the PWM duty change rate.
このように、ノイズ成分を取り除いたU相電流値iuとV相電流値ivとW相電流値iwとを用いて、U相スイッチング周波数Fsw_uとV相スイッチング周波数Fsw_vとW相スイッチング周波数Fsw_wとを算出し、次数Nu、Nv、Nwを求めることで、精度よくU相補償電圧値Vu_swとV相補償電圧値Vv_swとW相補償電圧値Vw_swを求めることができる。従って、モータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
In this way, using the U-phase current value iu, the V-phase current value iv, and the W-phase current value iwa from which the noise component has been removed, the U-phase switching frequency Fsw_u, the V-phase switching frequency Fsw_v, and the W-phase switching frequency Fsw_w are set. By calculating and obtaining the frequencies Nu, Nv, and Nw, it is possible to accurately obtain the U-phase compensation voltage value Vu_sw, the V-phase compensation voltage value Vv_sw, and the W-phase compensation voltage value Vw_sw. Therefore, torque ripple caused by PWM in the
<変形例4>
図6は、変形例4の一実施例を示す図である。図6に示すモータ制御装置は、制御回路60(減算器2、減算器3、PI制御部4、PI制御部5、加算器6、加算器7、非干渉電圧補償部8、加算器12、加算器13、高調波補償部14、座標変換部15、PWM制御部16、座標変換部17、基本周波数算出部61、高調波補償部62、加算器33(第一の加算器)、加算器34(第二の加算器)、加算器35(第三の加算器))、インバータ回路18、電流センサ19、電流センサ20、位置検出部21などを有し、モータ22を制御する。
<
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the modified example 4. The motor control device shown in FIG. 6 includes a control circuit 60 (
実施形態2、変形例2、変形例3では、スイッチング周波数算出部31又はスイッチング周波数算出部51を用いて、U相電圧指令値Vu*又はU相電流値iuに基づいてU相スイッチング周波数Fsw_uを算出し、高調波補償部32を用いてU相補償電圧値Vu_swを算出したが、変形例4では、基本周波数算出部61を用いてU相基本周波数Finv_uを算出し、高調波補償部62を用いて、U相基本周波数Finv_uとU相スイッチング周波数Fsw_uから求めた次数Nuuに基づいてU相補償電圧値Vu_swを算出する。
In the second embodiment, the second modification, and the third modification, the switching
また、実施形態2、変形例2、変形例3では、スイッチング周波数算出部31又はスイッチング周波数算出部51を用いて、V相電圧指令値Vv*又はV相電流値ivに基づいてV相スイッチング周波数Fsw_vを算出し、高調波補償部32を用いてV相補償電圧値Vv_swを算出したが、変形例4では、基本周波数算出部61を用いてV相基本周波数Finv_vを算出し、高調波補償部62を用いて、V相基本周波数Finv_vとV相スイッチング周波数Fsw_vから求めた次数Nvvに基づいてV相補償電圧値Vv_swを算出する。
Further, in the second embodiment, the second modification, and the third modification, the switching
また、実施形態2、変形例2、変形例3では、スイッチング周波数算出部31又はスイッチング周波数算出部51を用いて、W相電圧指令値Vw*又はW相電流値iwに基づいてW相スイッチング周波数Fsw_wを算出し、高調波補償部32を用いてW相補償電圧値Vw_swを算出したが、変形例4では、基本周波数算出部61を用いてW相基本周波数Finv_wを算出し、高調波補償部62を用いて、W相基本周波数Finv_wとW相スイッチング周波数Fsw_wから求めた次数Nwwに基づいてW相補償電圧値Vw_swを算出する。
Further, in the second embodiment, the second modification, and the third modification, the W phase switching frequency is used based on the W phase voltage command value Vw * or the W phase current value iw by using the switching
基本周波数算出部61は、U相電流値iuとV相電流値ivとW相電流値iwを取得し、U相電流値iuのノイズ成分とV相電流値ivのノイズ成分とW相電流値iwのノイズ成分を取り除き、ノイズ成分を取り除いたU相電流値iuを用いてU相基本周波数Finv_uを算出し、ノイズ成分を取り除いたV相電流値ivを用いてV相基本周波数Finv_vを算出し、ノイズ成分を取り除いたW相電流値iwを用いてW相基本周波数Finv_wを算出する。
The fundamental
なお、W相基本周波数Finv_wは、U相電流値iuとV相電流値ivに基づいて求めたW相電流値iwから求めてもよい。
また、ノイズ成分を取り除く方法は、例えば、バンドパスフィルタやFFTなどを用いることが考えられる。なお、モータ22が低回転の場合、回転数に応じて通過帯域幅の中心周波数を変化させる。また、モータ22が高回転の場合、電流周期の変化や位置検出部21などの誤差、系の応答性などを考慮して設定する。
The W-phase fundamental frequency Finv_w may be obtained from the W-phase current value iw obtained based on the U-phase current value iu and the V-phase current value iv.
Further, as a method of removing the noise component, for example, a bandpass filter or an FFT can be used. When the
高調波補償部62は、U相の基本電流の基本周波数Finv_uと、インバータ回路18をPWM制御するときのU相のスイッチング周波数Fsw_uとを用いて、基本周波数Finv_uに対するPWMに起因するトルクリプルの次数Nuuを算出し、次数Nuuを用いて、U相のPWMに起因するトルクリプルの逆成分となるU相補償電圧値Vu_swを求める。また、高調波補償部62は、V相の基本電流の基本周波数Finv_vと、インバータ回路18をPWM制御するときのV相のスイッチング周波数Fsw_vとを用いて、基本周波数Finv_vに対するPWMに起因するトルクリプルの次数Nvvを算出し、次数Nvvを用いて、V相のPWMに起因するトルクリプルの逆成分となるV相補償電圧値Vv_swを求める。また、高調波補償部62は、W相の基本電流の基本周波数Finv_wと、インバータ回路18にPWM制御をするときのW相のスイッチング周波数Fsw_wとを用いて、基本周波数Finv_wに対するPWMに起因するトルクリプルの次数Nwwを算出し、次数Nwwを用いて、W相のPWMに起因するトルクリプルの逆成分となるW相補償電圧値Vw_swを求める。
The
図7は、変形例4の高調波補償部62の一実施例を示す図である。図7の高調波補償部62は、U相次数算出部701u、V相次数算出部701v、W相次数算出部701w、U相補償電圧算出部702u、V相補償電圧算出部702v、W相補償電圧算出部702wを有する。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the
図7の高調波補償部62では、まず、U相次数算出部701uがスイッチング周波数Fsw_uを基本周波数Finv_uで除算して次数Nuuを算出し、V相次数算出部701vがスイッチング周波数Fsw_vを基本周波数Finv_vで除算して次数Nvvを算出し、W相次数算出部701wがスイッチング周波数Fsw_wを基本周波数Finv_wで除算して次数Nwwを算出する。式11、式12、式13を参照。
In the
Nuu=Fsw_u/Finv_u 式11
Nvv=Fsw_v/Finv_v 式12
Nww=Fsw_w/Finv_w 式13
続いて、U相補償電圧算出部702uは、次数Nuuと位相θeとU相初期位相θuとU相補償電圧振幅Kuとを取得する。
Nu = Fsw_u /
Nvv = Fsw_v /
Nww = Fsw_w /
Subsequently, the U-phase compensation
U相補償電圧振幅Kuは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。U相補償電圧算出部702uは、次数Nuuを用いて、次数NuuにU相補償電圧振幅Kuが関連付けられて記憶部に記憶されているU相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nuuに対応するU相補償電圧振幅Kuを求める。
The U-phase compensation voltage amplitude Ku is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The U-phase compensation
U相補償電圧振幅情報は、例えば、次数Nuu(複数の異なる次数範囲「Nuu1′」「Nuu2′」〜「Nuun′」)と、次数Nuuに関連付けられたU相補償電圧振幅Ku(次数範囲「Nuu1′」に対応する「Ku_Nuu1′」、次数範囲「Nuu2′」に対応する「Ku_Nuu2′」〜次数範囲「Nuun′」に対応する「Ku_Nuun′」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式11で算出した次数Nuuが、U相補償電圧振幅情報の次数範囲「Nuu1′」に含まれている場合、U相補償電圧振幅Kuは、次数範囲「Nuu1′」に対応する「Ku_Nuu1′」となる。なお、U相補償電圧振幅Kuは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The U-phase compensated voltage amplitude information includes, for example, the order Nuu (several different order ranges "Nuu1'" "Nuu2'" to "Nuun'") and the U-phase compensated voltage amplitude Ku associated with the order Nuu (order range "Nuu1'" It is a table in which "Ku_Nuu1'" corresponding to "Nu1'" and "Ku_Nuu2'" corresponding to the degree range "Nu2'" to "Ku_Nuun'" corresponding to the degree range "Nuun'") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nu calculated by
また、U相補償電圧算出部702uは、U相初期位相θuを記憶部から取得する。U相補償電圧算出部702uは、次数Nuuを用いて、次数NuuにU相初期位相θuが関連付けられて記憶部に記憶されているU相初期位相情報を参照し、次数Nuuに対応するU相初期位相θuを求める。
Further, the U-phase compensation
U相初期位相情報は、例えば、次数Nuu(複数の異なる次数範囲「Nθuu1′」「Nθuu2′」〜「Nθuun′」)と、次数Nuuに関連付けられたU相初期位相θu(次数範囲「Nθuu1′」に対応する「θu_Nθuu1′」、次数範囲「Nθuu2′」に対応する「θu_Nθuu2′」〜次数範囲「Nθuun′」に対応する「θu_Nθuun′」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式11で算出した次数Nuuが、U相初期位相情報の次数範囲「Nθuu1′」に含まれている場合、U相初期位相θuは、次数範囲「Nθuu1′」に対応する「θu_Nθuu1′」となる。なお、U相初期位相θuは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The U-phase initial phase information includes, for example, a degree Nu (a plurality of different order ranges “Nθuu1 ′” and “Nθuu2 ′” to “Nθuun ′”) and a U-phase initial phase θu (order range “Nθuu1 ′” associated with the order Nuu). It is a table in which "θu_Nθuu1'" corresponding to "" and "θu_Nθuu2'" corresponding to the degree range "Nθuu2'" to "θu_Nθuuun'" corresponding to the degree range "Nθuun'") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nu calculated by
続いて、U相補償電圧算出部702uは、U相補償電圧値Vu_swを式14を用いて算出する。
Vu_sw=Ku×sin(Nuu×θe+θu) 式14
また、V相補償電圧算出部702vは、次数Nvvと位相θeとV相初期位相θvとV相補償電圧振幅Kvとを取得する。
Subsequently, the U-phase compensation
Vu_sw = Ku × sin (Nu × θe + θu)
Further, the V-phase compensation
V相補償電圧振幅Kvは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。V相補償電圧算出部702vは、次数Nvvを用いて、次数NvvにV相補償電圧振幅Kvが関連付けられて記憶部に記憶されているV相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nvvに対応するV相補償電圧振幅Kvを求める。
The V-phase compensation voltage amplitude Kv is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The V-phase compensation
V相補償電圧振幅情報は、例えば、次数Nvv(複数の異なる次数範囲「Nvv1′」「Nvv2′」〜「Nvvn′」)と、次数Nvvに関連付けられたV相補償電圧振幅Kv(次数範囲「Nvv1′」に対応する「Kv_Nvv1′」、次数範囲「Nvv2′」に対応する「Kv_Nvv2′」〜次数範囲「Nvvn′」に対応する「Kv_Nvvn′」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式12で算出した次数Nvvが、V相補償電圧振幅情報の次数範囲「Nvv1′」に含まれている場合、V相補償電圧振幅Kvは、次数範囲「Nvv1′」に対応する「Kv_Nvv1′」となる。なお、V相補償電圧振幅Kvは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The V-phase compensated voltage amplitude information includes, for example, a degree Nvv (plurality of different order ranges "Nvv1'" "Nvv2'" to "Nvvn'") and a V-phase compensated voltage amplitude Kv associated with the degree Nvv (order range "Nvv1'"). It is a table in which "Kv_Nvv1'" corresponding to "Nvv1'" and "Kv_Nvvn'" corresponding to the degree range "Nvv2'" to "Kv_Nvvn'" corresponding to the degree range "Nvvn'") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nvv calculated by
また、V相補償電圧算出部702vは、V相初期位相θvを記憶部から取得する。V相補償電圧算出部702vは、次数Nvvを用いて、次数NvvにV相初期位相θvが関連付けられて記憶部に記憶されているV相初期位相情報を参照し、次数Nvvに対応するV相初期位相θvを求める。
Further, the V-phase compensation
V相初期位相情報は、例えば、次数Nvv(複数の異なる次数範囲「Nθvv1′」「Nθvv2′」〜「Nθvvn′」)と、次数Nvvに関連付けられたV相初期位相θv(次数範囲「Nθvv1′」に対応する「θv_Nθvv1′」、次数範囲「Nθvv2′」に対応する「θv_Nθvv2′」〜次数範囲「Nθvvn′」に対応する「θv_Nθvvn′」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式12で算出した次数Nvvが、V相初期位相情報の次数範囲「Nθvv1′」に含まれている場合、V相初期位相θvは、次数範囲「Nθvv1′」に対応する「θv_Nθvv1′」となる。なお、V相初期位相θvは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The V-phase initial phase information includes, for example, a degree Nvv (plurality of different order ranges "Nθvv1'" and "Nθvv2'" to "Nθvvn'") and a V-phase initial phase θv associated with the order Nvv (order range "Nθvv1'"). It is a table in which "θv_Nθvv1'" corresponding to "" and "θv_Nθvv2'" corresponding to the degree range "Nθvv2'" to "θv_Nθvvn'" corresponding to the degree range "Nθvvn'") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nvv calculated by
続いて、V相補償電圧算出部702vは、V相補償電圧値Vv_swを式15を用いて算出する。
Vv_sw=Kv×sin(Nvv×θe+θv) 式15
また、W相補償電圧算出部702wは、次数Nwwと位相θeとW相初期位相θwとV相補償電圧振幅Kwとを取得する。
Subsequently, the V-phase compensation
Vv_sw = Kv × sin (Nvv × θe + θv)
Further, the W phase compensation
W相補償電圧振幅Kwは、PWMに起因するトルクリプルを低減するための逆成分の振幅で、次のように求める。W相補償電圧算出部702wは、次数Nwwを用いて、次数NwwにW相補償電圧振幅Kwが関連付けられて記憶部に記憶されているW相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nwwに対応するW相補償電圧振幅Kwを求める。
The W-phase compensation voltage amplitude Kw is the amplitude of the inverse component for reducing the torque ripple caused by PWM, and is obtained as follows. The W-phase compensation
W相補償電圧振幅情報は、例えば、次数Nww(複数の異なる次数範囲「Nww1′」「Nww2′」〜「Nwwn′」)と、次数Nwwに関連付けられたW相補償電圧振幅Kw(次数範囲「Nww1′」に対応する「Kw_Nww1′」、次数範囲「Nww2′」に対応する「Kw_Nww2′」〜次数範囲「Nwwn′」に対応する「Kw_Nwwn′」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式13で算出した次数Nwwが、W相補償電圧振幅情報の次数範囲「Nww1′」に含まれている場合、W相補償電圧振幅Kwは、次数範囲「Nww1′」に対応する「Kw_Nww1′」となる。なお、W相補償電圧振幅Kwは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The W-phase compensated voltage amplitude information includes, for example, a degree Nww (a plurality of different order ranges "Nww1'" "Nww2'" to "Nwwn'") and a W-phase compensated voltage amplitude Kw (order range "Nww") associated with the degree Nww. It is a table in which "Kw_Nww1'" corresponding to "Nww1'" and "Kw_Nww2'" corresponding to the degree range "Nww2'" to "Kw_Nwwn'" corresponding to the degree range "Nwwn'") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nww calculated by the
また、W相補償電圧算出部702wは、W相初期位相θwを記憶部から取得する。W相補償電圧算出部702wは、次数Nwwを用いて、次数NwwにW相初期位相θwが関連付けられて記憶部に記憶されているW相初期位相情報を参照し、次数Nwwに対応するW相初期位相θwを求める。
Further, the W phase compensation
W相初期位相情報は、例えば、次数Nww(複数の異なる次数範囲「Nθww1′」「Nθww2′」〜「Nθwwn′」)と、次数Nwwに関連付けられたW相初期位相θw(次数範囲「Nθww1′」に対応する「θw_Nθww1′」、次数範囲「Nθww2′」に対応する「θw_Nθww2′」〜次数範囲「Nθwwn′」に対応する「θw_Nθwwn′」)とが関連付けられているテーブルである。また、上記nは正の整数である。例えば、式13で算出した次数Nwwが、W相初期位相情報の次数範囲「Nθww1′」に含まれている場合、W相初期位相θwは、次数範囲「Nθww1′」に対応する「θw_Nθww1′」となる。なお、W相初期位相θwは実験やシミュレーションにより予め求めておく。
The W phase initial phase information includes, for example, a degree Nww (a plurality of different order ranges “Nθww1 ′” “Nθww2 ′” to “Nθwwn ′”) and a W phase initial phase θw associated with the order Nww (order range “Nθww1 ′”). It is a table in which "θw_Nθww1'" corresponding to "" and "θw_Nθww2'" corresponding to the degree range "Nθww2'" to "θw_Nθwwn'" corresponding to the degree range "Nθwwn'") are associated with each other. Further, n is a positive integer. For example, when the order Nww calculated by the
続いて、W相補償電圧算出部702wは、W相補償電圧値Vw_swを式16を用いて算出する。
Vw_sw=Kw×sin(Nww×θe+θw) 式16
このように、次数Nuu、Nvv、Nwwを用いて、U相補償電圧振幅情報、V相補償電圧振幅情報、W相補償電圧振幅情報を参照し、次数Nuuに対応するU相補償電圧振幅Kuを求め、次数Nvvに対応するV相補償電圧振幅Kvを求め、次数Nwwに対応するW相補償電圧振幅Kwを求めることで、次数Nuuに対応したU相補償電圧振幅Ku、次数Nvvに対応したV相補償電圧振幅Kv、次数Nwwに対応したW相補償電圧振幅Kwを適時求められるため、実施形態2より更にモータ22におけるPWMに起因するトルクリプルを低減できる。
Subsequently, the W-phase compensation
Vw_sw = Kw × sin (Nww × θe + θw)
In this way, using the orders Nuu, Nvv, and Nww, the U-phase compensation voltage amplitude information, the V-phase compensation voltage amplitude information, and the W-phase compensation voltage amplitude information are referred to, and the U-phase compensation voltage amplitude Ku corresponding to the order Nu is obtained. The V-phase compensation voltage amplitude Kv corresponding to the order Nvv is obtained, and the W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the order Nww is obtained to obtain the U-phase compensation voltage amplitude Ku corresponding to the order Nu and the V corresponding to the order Nvv. Since the W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the phase compensation voltage amplitude Kv and the order Nww can be obtained in a timely manner, torque ripple caused by PWM in the
また、PWMに起因するトルクリプルを実施形態2より更に低減できるので、更にモータ22のヒアリングノイズを低減することができる。
また、ハードウェアの追加をせず、制御回路60で実行されるソフトウェアを変更するだけでPWMに起因するトルクリプルを低減できるので、モータ制御装置の価格上昇を抑えることができる。
Further, since the torque ripple caused by PWM can be further reduced as compared with the second embodiment, the hearing noise of the
Further, since the torque ripple caused by PWM can be reduced only by changing the software executed by the
なお、変形例4におけるスイッチング周波数Fsw_uとスイッチング周波数Fsw_vとスイッチング周波数Fsw_wとは、スイッチング周波数算出部31又はスイッチング周波数算出部51を用いて求めてもよい。
The switching frequency Fsw_u, the switching frequency Fsw_v, and the switching frequency Fsw_w in the modified example 4 may be obtained by using the switching
また、本発明は、実施形態1、変形例1、実施形態2、変形例2、変形例3、変形例4の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 Further, the present invention is not limited to the embodiments of the first embodiment, the first modification, the second embodiment, the second modification, the third modification, and the fourth modification, and various aspects thereof are not deviated from the gist of the present invention. Can be improved and changed.
1、30、50、60 制御回路
2、3 減算器
6、7、9、10、12、13、33、34、35 加算器
4、5 PI制御部
8 非干渉電圧補償部
11、14、32、62 高調波補償部
15、17 座標変換部
16 PWM制御部
18 インバータ回路
19、20 電流センサ
21 位置検出部
22 モータ
31、51 スイッチング周波数算出部
61 基本周波数算出部
201 次数算出部
202u、402u、702u U相補償電圧算出部
202v、402v、702v V相補償電圧算出部
202w、402w、702w W相補償電圧算出部
203 座標変換部
401u、701u U相次数算出部
401v、701v V相次数算出部
401w、701w W相次数算出部
1, 30, 50, 60
Claims (5)
前記インバータ回路を制御する制御回路と、
を備えるモータ制御装置であって、
前記制御回路が有する高調波補償部は、
前記モータに流れる基本電流の基本周波数と、前記インバータ回路にパルス幅変調をするときのスイッチング周波数とを用いて、前記基本周波数に対する前記パルス幅変調に起因するトルクリプルの次数を算出し、
以下の式を用いて、U相補償電圧値Vu_swとV相補償電圧値Vv_swとW相補償電圧値Vw_swとを求め、
Vu_sw=Ku×sin(N×θe+θu)
Vv_sw=Kv×sin(N×θe+θv)
Vw_sw=Kw×sin(N×θe+θw)
N=Fsw/Finv
前記U相補償電圧値Vu_swと前記V相補償電圧値Vv_swと前記W相補償電圧値Vw_swとを三相交流座標系からd軸q軸座標系に変換して前記パルス幅変調に起因するトルクリプルの逆成分となるd軸補償電圧値Vd_swとq軸補償電圧値Vq_swを求め、
前記次数Nは、前記スイッチング周波数Fswを前記基本周波数Finvで除算して算出し、
前記U相補償電圧振幅Kuと前記V相補償電圧振幅Kvと前記W相補償電圧振幅Kwとは、前記次数Nを用いて、前記次数Nに前記U相補償電圧振幅Kuと前記V相補償電圧振幅Kvと前記W相補償電圧振幅Kwとが関連付けられて記憶部に記憶されている補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nに対応する前記U相補償電圧振幅Kuと前記V相補償電圧振幅Kvと前記W相補償電圧振幅Kwとを求め、
前記基本電流の前記位相θeは、前記モータの位相を検出する位置検出部から取得し、
前記U相初期位相θuと前記V相初期位相θvと前記W相初期位相θwとは、前記次数Nを用いて、前記次数Nに前記U相初期位相θuと前記V相初期位相θvと前記W相初期位相θwとが関連付けられて前記記憶部に記憶されている初期位相情報を参照し、前記次数Nに対応する前記U相初期位相θuと前記V相初期位相θvと前記W相初期位相θwとを求め、
前記制御回路が有する第一の加算器は、
d軸電圧指令値に前記d軸補償電圧値Vd_swを加算し、
前記制御回路が有する第二の加算器は、
q軸電圧指令値に前記q軸補償電圧値Vq_swを加算する、
ことを特徴とするモータ制御装置。 The inverter circuit that drives the motor and
A control circuit that controls the inverter circuit and
It is a motor control device equipped with
The harmonic compensation unit of the control circuit
Using the fundamental frequency of the fundamental current flowing through the motor and the switching frequency when pulse width modulation is performed on the inverter circuit, the order of torque ripple caused by the pulse width modulation with respect to the fundamental frequency is calculated.
Using the following formula, the U-phase compensation voltage value Vu_sw, the V-phase compensation voltage value Vv_sw, and the W-phase compensation voltage value Vw_sw are obtained.
Vu_sw = Ku × sin (N × θe + θu)
Vv_sw = Kv × sin (N × θe + θv)
Vw_sw = Kw × sin (N × θe + θw)
N = Fsw / Finv
The U-phase compensation voltage value Vu_sw, the V-phase compensation voltage value Vv_sw, and the W-phase compensation voltage value Vw_sw are converted from the three-phase AC coordinate system to the d-axis q-axis coordinate system to obtain the torque ripple caused by the pulse width modulation. Obtain the d-axis compensation voltage value Vd_sw and the q- axis compensation voltage value Vq_sw, which are opposite components .
The order N is calculated by dividing the switching frequency Fsw by the fundamental frequency Finv.
The U-phase compensation voltage amplitude Ku, the V-phase compensation voltage amplitude Kv, and the W-phase compensation voltage amplitude Kw use the order N, and the U-phase compensation voltage amplitude Ku and the V-phase compensation voltage are set to the order N. the U-phase compensation voltage amplitude Ku and the V-phase compensation voltage with reference to the compensation voltage amplitude information and amplitude Kv and the W-phase compensation voltage amplitude Kw is stored on the associated serial憶部, corresponding to the order N Obtain the amplitude Kv and the W-phase compensation voltage amplitude Kw.
The phase θe of the basic current is acquired from a position detection unit that detects the phase of the motor.
The U-phase initial phase θu, the V-phase initial phase θv, and the W-phase initial phase θw use the order N, and the U-phase initial phase θu, the V-phase initial phase θv, and the W are used in the order N. The U phase initial phase θu, the V phase initial phase θv, and the W phase initial phase θw corresponding to the order N are referred to with reference to the initial phase information stored in the storage unit in association with the phase initial phase θw. asked Me the door,
The first adder included in the control circuit is
Add the d-axis compensation voltage value Vd_sw to the d-axis voltage command value,
The second adder included in the control circuit is
The q-axis compensation voltage value Vq_sw is added to the q-axis voltage command value.
A motor control device characterized by the fact that.
前記インバータ回路を制御する制御回路と、
を備えるモータ制御装置であって、
前記制御回路が有する高調波補償部は、
前記モータに流れる基本電流の基本周波数と、前記インバータ回路にパルス幅変調をするときの三相それぞれのスイッチング周波数とを用いて、前記基本周波数に対する前記パルス幅変調に起因するトルクリプルの次数を前記スイッチング周波数それぞれに対して算出し、
以下の式を用いて、三相それぞれの前記パルス幅変調に起因するトルクリプルの逆成分となるU相補償電圧値Vu_swとV相補償電圧値Vv_swとW相補償電圧値Vw_swとを求め、
Vu_sw=Ku×sin(Nu×θe+θu)
Vv_sw=Kv×sin(Nv×θe+θv)
Vw_sw=Kw×sin(Nw×θe+θw)
Nu=Fsw_u/Finv
Nv=Fsw_v/Finv
Nw=Fsw_w/Finv
前記次数Nuは、前記U相スイッチング周波数Fsw_uを前記基本周波数Finvで除算して算出し、
前記次数Nvは、前記V相スイッチング周波数Fsw_vを前記基本周波数Finvで除算して算出し、
前記次数Nwは、前記W相スイッチング周波数Fsw_wを前記基本周波数Finvで除算して算出し、
前記U相補償電圧振幅Kuは、前記次数Nuを用いて、前記次数Nuに前記U相補償電圧振幅Kuが関連付けられて記憶部に記憶されているU相補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nuに対応する前記U相補償電圧振幅Kuを求め、
前記V相補償電圧振幅Kvは、前記次数Nvを用いて、前記次数Nvに前記V相補償電圧振幅Kvが関連付けられて前記記憶部に記憶されているV相補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nvに対応する前記V相補償電圧振幅Kvを求め、
前記W相補償電圧振幅Kwは、前記次数Nwを用いて、前記次数Nwに前記W相補償電圧振幅Kwが関連付けられて前記記憶部に記憶されているW相補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nwに対応する前記W相補償電圧振幅Kwを求め、
前記基本電流の前記位相θeは、前記モータの位相を検出する位置検出部から取得し、
前記U相初期位相θuは、前記次数Nuを用いて、前記次数Nuに前記U相初期位相θuが関連付けられて前記記憶部に記憶されているU相初期位相情報を参照し、前記次数Nuに対応する前記U相初期位相θuを求め、
前記V相初期位相θvは、前記次数Nvを用いて、前記次数Nvに前記V相初期位相θvが関連付けられて前記記憶部に記憶されているV相初期位相情報を参照し、前記次数Nvに対応する前記V相初期位相θvを求め、
前記W相初期位相θwは、前記次数Nwを用いて、前記次数Nwに前記W相初期位相θwが関連付けられて前記記憶部に記憶されているW相初期位相情報を参照し、前記次数Nwに対応する前記W相初期位相θwを求め、
前記制御回路が有する第一の加算器は、
U相電圧指令値に前記U相補償電圧値Vu_swを加算し、
前記制御回路が有する第二の加算器は、
V相電圧指令値に前記V相補償電圧値Vv_swを加算し、
前記制御回路が有する第三の加算器は、
W相電圧指令値に前記W相補償電圧値Vw_swを加算する、
ことを特徴とするモータ制御装置。 The inverter circuit that drives the motor and
A control circuit that controls the inverter circuit and
It is a motor control device equipped with
The harmonic compensation unit of the control circuit
Using the fundamental frequency of the fundamental current flowing through the motor and the switching frequencies of each of the three phases when pulse width modulation is performed on the inverter circuit, the order of torque ripple caused by the pulse width modulation with respect to the fundamental frequency is switched. Calculated for each frequency
Using the following equations, the U-phase compensation voltage value Vu_sw , the V- phase compensation voltage value Vv_sw, and the W- phase compensation voltage value Vw_sw, which are the opposite components of the torque ripple caused by the pulse width modulation of each of the three phases, are obtained.
Vu_sw = Ku x sin (Nu x θe + θu)
Vv_sw = Kv × sin (Nv × θe + θv)
Vw_sw = Kw × sin (Nw × θe + θw)
Nu = Fsw_u / Finv
Nv = Fsw_v / Finv
Nw = Fsw_w / Finv
The degree Nu calculates the U-phase switching frequency Fsw_u by dividing by the fundamental frequency Finv,
The degree Nv calculates the V-phase switching frequency Fsw_v by dividing by the fundamental frequency Finv,
The degree Nw calculates the W-phase switching frequency Fsw_w by dividing by the fundamental frequency Finv,
The U-phase compensation voltage amplitude Ku refers to the U-phase compensation voltage amplitude information stored in the storage unit in which the U-phase compensation voltage amplitude Ku is associated with the order Nu by using the order Nu, and the order is the order. Obtaining the U-phase compensation voltage amplitude Ku corresponding to Nu,
For the V-phase compensation voltage amplitude Kv, the V-phase compensation voltage amplitude Kv is associated with the order Nv and the V-phase compensation voltage amplitude information stored in the storage unit is referred to. The V-phase compensation voltage amplitude Kv corresponding to the order Nv was obtained.
The W-phase compensation voltage amplitude Kw refers to the W-phase compensation voltage amplitude information stored in the storage unit in which the W-phase compensation voltage amplitude Kw is associated with the order Nw by using the order Nw. The W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the order Nw is obtained.
The phase θe of the basic current is acquired from a position detection unit that detects the phase of the motor.
The U-phase initial phase θu refers to the U-phase initial phase information stored in the storage unit in which the U-phase initial phase θu is associated with the order Nu by using the order Nu, and the order Nu is set to the U-phase initial phase θu. Find the corresponding U-phase initial phase θu and
The V-phase initial phase θv uses the order Nv to refer to the V-phase initial phase information stored in the storage unit in which the V-phase initial phase θv is associated with the order Nv and becomes the order Nv. Find the corresponding V-phase initial phase θv and
The W phase initial phase θw refers to the W phase initial phase information stored in the storage unit in which the W phase initial phase θw is associated with the order Nw by using the order Nw, and the order Nw is set to the W phase initial phase θw. obtains the corresponding said W-phase initial phase .theta.w,
The first adder included in the control circuit is
The U-phase compensation voltage value Vu_sw is added to the U-phase voltage command value, and
The second adder included in the control circuit is
Add the V-phase compensation voltage value Vv_sw to the V-phase voltage command value,
The third adder included in the control circuit is
The W-phase compensation voltage value Vw_sw is added to the W-phase voltage command value.
A motor control device characterized by the fact that.
前記インバータ回路を制御する制御回路と、
を備えるモータ制御装置であって、
前記制御回路が有する高調波補償部は、
前記モータに流れる基本電流の基本周波数と、前記インバータ回路にパルス幅変調をするときの三相それぞれのスイッチング周波数とを用いて、前記基本周波数に対する前記パルス幅変調に起因するトルクリプルの次数を前記スイッチング周波数それぞれに対して算出し、
以下の式を用いて、三相それぞれの前記パルス幅変調に起因するトルクリプルの逆成分となるU相補償電圧値Vu_swとV相補償電圧値Vv_swとW相補償電圧値Vw_swとを求め、
Vu_sw=Ku×sin(Nuu×θe+θu)
Vv_sw=Kv×sin(Nvv×θe+θv)
Vw_sw=Kw×sin(Nww×θe+θw)
Nuu=Fsw_u/Finv_u
Nvv=Fsw_v/Finv_v
Nww=Fsw_w/Finv_w
前記次数Nuuは、前記U相スイッチング周波数Fsw_uを、U相電流値を用いて求めた前記基本周波数Finv_uで除算して算出し、
前記次数Nvvは、前記V相スイッチング周波数Fsw_vを、V相電流値を用いて求めた前記基本周波数Finv_vで除算して算出し、
前記次数Nwwは、前記W相スイッチング周波数Fsw_wを、W相電流値を用いて求めた前記基本周波数Finv_wで除算して算出し、
前記U相補償電圧振幅Kuは、前記次数Nuuを用いて、前記次数Nuuに前記U相補償電圧振幅Kuが関連付けられて記憶部に記憶されているU相補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nuuに対応する前記U相補償電圧振幅Kuを求め、
前記V相補償電圧振幅Kvは、前記次数Nvvを用いて、前記次数Nvvに前記V相補償電圧振幅Kvが関連付けられて前記記憶部に記憶されているV相補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nvvに対応する前記V相補償電圧振幅Kvを求め、
前記W相補償電圧振幅Kwは、前記次数Nwwを用いて、前記次数Nwwに前記W相補償電圧振幅Kwが関連付けられて前記記憶部に記憶されているW相補償電圧振幅情報を参照し、前記次数Nwwに対応する前記W相補償電圧振幅Kwを求め、
前記基本電流の前記位相θeは、前記モータの位相を検出する位置検出部から取得し、
前記U相初期位相θuは、前記次数Nuuを用いて、前記次数Nuuに前記U相初期位相θuが関連付けられて前記記憶部に記憶されているU相初期位相情報を参照し、前記次数Nuuに対応する前記U相初期位相θuを求め、
前記V相初期位相θvは、前記次数Nvvを用いて、前記次数Nvvに前記V相初期位相θvが関連付けられて前記記憶部に記憶されているV相初期位相情報を参照し、前記次数Nvvに対応する前記V相初期位相θvを求め、
前記W相初期位相θwは、前記次数Nwwを用いて、前記次数Nwwに前記W相初期位相θwが関連付けられて前記記憶部に記憶されているW相初期位相情報を参照し、前記次数Nwwに対応する前記W相初期位相θwを求め、
前記制御回路が有する第一の加算器は、
U相電圧指令値に前記U相補償電圧値Vu_swを加算し、
前記制御回路が有する第二の加算器は、
V相電圧指令値に前記V相補償電圧値Vv_swを加算し、
前記制御回路が有する第三の加算器は、
W相電圧指令値に前記W相補償電圧値Vw_swを加算する、
ことを特徴とするモータ制御装置。 The inverter circuit that drives the motor and
A control circuit that controls the inverter circuit and
It is a motor control device equipped with
The harmonic compensation unit of the control circuit
Using the fundamental frequency of the fundamental current flowing through the motor and the switching frequencies of each of the three phases when pulse width modulation is performed on the inverter circuit, the order of torque ripple caused by the pulse width modulation with respect to the fundamental frequency is switched. Calculated for each frequency
Using the following equations, the U-phase compensation voltage value Vu_sw , the V- phase compensation voltage value Vv_sw, and the W- phase compensation voltage value Vw_sw, which are the opposite components of the torque ripple caused by the pulse width modulation of each of the three phases, are obtained.
Vu_sw = Ku x sin (Nu x θe + θu)
Vv_sw = Kv × sin (Nvv × θe + θv)
Vw_sw = Kw × sin (Nww × θe + θw)
Nu = Fsw_u / Finv_u
Nvv = Fsw_v / Finv_v
Nww = Fsw_ w / Finv_w
The degree Nuu is the U-phase switching frequency Fsw_u, calculated by dividing by the fundamental frequency Finv_u obtained using the U-phase current value,
The degree Nvv is the V-phase switching frequency Fsw_v, calculated by dividing by the fundamental frequency Finv_v obtained using the V-phase current value,
The degree Nww is the W-phase switching frequency Fsw_w, calculated by dividing by the fundamental frequency Finv_w obtained using the W-phase current values,
The U-phase compensation voltage amplitude Ku refers to the U-phase compensation voltage amplitude information stored in the storage unit in which the U-phase compensation voltage amplitude Ku is associated with the order Nu using the order Nu, and the order is the order. Obtaining the U-phase compensation voltage amplitude Ku corresponding to Nu,
For the V-phase compensation voltage amplitude Kv, the V-phase compensation voltage amplitude Kv is associated with the order Nvv by using the order Nvv, and the V-phase compensation voltage amplitude information stored in the storage unit is referred to. The V-phase compensation voltage amplitude Kv corresponding to the order Nvv was obtained.
The W-phase compensation voltage amplitude Kw refers to the W-phase compensation voltage amplitude information stored in the storage unit in which the W-phase compensation voltage amplitude Kw is associated with the order Nww by using the order Nww. The W-phase compensation voltage amplitude Kw corresponding to the order Nww is obtained.
The phase θe of the basic current is acquired from a position detection unit that detects the phase of the motor.
The U-phase initial phase θu refers to the U-phase initial phase information stored in the storage unit in which the U-phase initial phase θu is associated with the order Nuu by using the order Nuu, and the order Nuu is set to the U-phase initial phase θu. Find the corresponding U-phase initial phase θu and
The V-phase initial phase θv uses the order Nvv to refer to the V-phase initial phase information stored in the storage unit in which the V-phase initial phase θv is associated with the order Nvv and becomes the order Nvv. Find the corresponding V-phase initial phase θv and
The W phase initial phase θw refers to the W phase initial phase information stored in the storage unit in which the W phase initial phase θw is associated with the order Nww by using the order Nww, and the order Nww is set to the W phase initial phase θw. obtains the corresponding said W-phase initial phase .theta.w,
The first adder included in the control circuit is
The U-phase compensation voltage value Vu_sw is added to the U-phase voltage command value, and
The second adder included in the control circuit is
Add the V-phase compensation voltage value Vv_sw to the V-phase voltage command value,
The third adder included in the control circuit is
The W-phase compensation voltage value Vw_sw is added to the W-phase voltage command value.
A motor control device characterized by the fact that.
前記U相スイッチング周波数Fsw_uは、前記U相電圧指令値を用いて求め、
前記V相スイッチング周波数Fsw_vは、前記V相電圧指令値を用いて求め、
前記W相スイッチング周波数Fsw_wは、前記W相電圧指令値を用いて求める、
ことを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 2 or 3 .
The U-phase switching frequency Fsw_u is obtained by using the U-phase voltage command value.
The V-phase switching frequency Fsw_v is obtained by using the V-phase voltage command value.
The W-phase switching frequency Fsw_w is obtained by using the W-phase voltage command value.
A motor control device characterized by the fact that.
前記U相スイッチング周波数Fsw_uは、U相電流値を用いて求め、
前記V相スイッチング周波数Fsw_vは、V相電流値を用いて求め、
前記W相スイッチング周波数Fsw_wは、W相電流値を用いて求める、
ことを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 2 or 3 .
The U-phase switching frequency Fsw_u is obtained by using the U-phase current value.
The V-phase switching frequency Fsw_v is obtained by using the V-phase current value.
The W-phase switching frequency Fsw_w is obtained by using the W-phase current value.
A motor control device characterized by the fact that.
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