JP7251336B2 - モータ制御装置 - Google Patents
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VampDT=Vsys×Tdead×Nsw×α
によりdq座標上でデッドタイム項の振幅を算出する。
第1実施形態のモータ制御装置について、図2~図8を参照して説明する。図2に示すモータ制御装置201において、インバータ(図中「INV」)60を除く部分が演算部301を構成する。演算部301は、電流指令値演算部31、三相-dq変換部32、電流偏差算出部33、フィードバック制御器34、フィードフォワード項演算部35、スイッチング回数演算部36、デッドタイム項演算部37、一次加算器38、二次加算器39、変調器40、電気角演算部86及び電気角速度演算部87等を含む。
Vd_ff=R×Id*-ω×Lq×Iq* ・・・(1.1)
Vq_ff=R×Iq*+ω×Ld×Id*+ωφ ・・・(1.2)
Vdead=Vsys×(Tdead/Tc)×(1/√2) ・・・(2)
VdDT=VampDT×cos(θi)=VampDT×Id*/I*amp
VqDT=VampDT×sin(θi)=VampDT×Iq*/I*amp
・・・(3)
VampDT=Vsys×Tdead×Nsw×α ・・・(4)
第1実施形態のモータ制御装置201の効果について説明する。まず、フィードフォワード電圧指令にデッドタイム項を全く加算しない場合、又は、フィードフォワード電圧指令に加算されるデッドタイム項が正しく演算されない場合と対比する。
図9を参照し、第2実施形態のモータ制御装置202について説明する。第2実施形態のモータ制御装置202は、演算部302の構成要素は第1実施形態の演算部301と同じであり、デッドタイム項演算部37に入力される電流情報のみが異なる。第2実施形態ではdq軸電流指令値Id*、Iq*に代えて、dq軸電流検出値Id、Iq、すなわちインバータ60からモータ80に通電される実電流がデッドタイム項演算部37に入力される。dq軸電流検出値の電流振幅は、「*」の無いIampと表される。
VqDT=VampDT×sin(θi)=VampDT×Iq/Iamp
・・・(5)
(a)振幅係数αは、図8に示すように、電流振幅I*amp(又はIamp)が0から所定値xまでの間で電流振幅I*amp(又はIamp)に比例するとは限らず、0から所定値xまでの間で曲線状や折れ線状に漸増してもよい。
31・・・電流指令値演算部、
34・・・フィードバック制御器、
35・・・フィードフォワード項演算部、
37・・・デッドタイム項演算部、
38、39・・・加算器、
40・・・変調器、
60・・・インバータ、 61-66・・・スイッチング素子、
80・・・モータ。
Claims (4)
- 多相の上下アームのスイッチング素子(61-66)がブリッジ接続されて構成され、直流電力を変換して多相交流電力をモータ(80)に出力するインバータ(60)と、
前記モータに要求されるトルク指令に基づき、dq軸電流指令値(Id*、Iq*)を演算する電流指令値演算部(31)と、
前記インバータから前記モータに通電される相電流の検出値が座標変換されたdq軸電流検出値(Id、Iq)を前記dq軸電流指令値に追従させるように、フィードバック項(Vd_fb、Vq_fb)を演算するフィードバック制御器(34)と、
前記dq軸電流指令値に基づく電圧方程式によりフィードフォワード項(Vd_ff、Vq_ff)を演算するフィードフォワード項演算部(35)と、
前記インバータのデッドタイムに起因する指令電圧に対する不足電圧を補償するデッドタイム項(VdDT、VqDT)を、前記dq軸電流指令値もしくは前記dq軸電流検出値、前記インバータに入力される直流電圧であるシステム電圧(Vsys)、及び、前記スイッチング素子が単位時間当たりにスイッチングする回数であるスイッチング回数(Nsw)に基づいて演算するデッドタイム項演算部(37)と、
前記フィードバック項、前記フィードフォワード項及び前記デッドタイム項を加算したdq軸電圧指令値(Vd*、Vq*)を出力する加算器(38、39)と、
前記dq軸電圧指令値、前記システム電圧、前記スイッチング回数、及び前記モータの電気角(θe)に基づき、前記インバータの駆動信号を生成する変調器(40)と、
を備え、
前記デッドタイム項の振幅をVampDT、前記システム電圧をVsys、前記デッドタイムをTdead、前記スイッチング回数をNsw、振幅係数をαと表すと、
前記振幅係数は、前記dq軸電流指令値又は前記dq軸電流検出値の電流振幅が0のとき0であり、前記電流振幅が0から所定値(x)までの範囲で漸増し、前記電流振幅が前記所定値以上の範囲で正の一定値となるように設定されており、
前記デッドタイム項演算部は、下記の式
VampDT=Vsys×Tdead×Nsw×α
により前記デッドタイム項の振幅をdq座標上で算出するモータ制御装置。 - 前記デッドタイム項のd軸成分をVdDT、q軸成分をVqDTと表し、
前記dq軸電流指令値のd軸成分をId*、q軸成分をIq*、電流振幅をI*amp、正方向のd軸基準での電流位相をθiと表すと、
前記デッドタイム項演算部は、前記dq軸電流指令値に基づき、下記の式
VdDT=VampDT×cos(θi)=VampDT×Id*/I*amp
VqDT=VampDT×sin(θi)=VampDT×Iq*/I*amp
により前記デッドタイム項を算出する請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記デッドタイム項のd軸成分をVdDT、q軸成分をVqDTと表し、
前記dq軸電流検出値のd軸成分をId、q軸成分をIq、電流振幅をIamp、正方向のd軸基準での電流位相をθiと表すと、
前記デッドタイム項演算部は、前記dq軸電流検出値に基づき、下記の式
VdDT=VampDT×cos(θi)=VampDT×Id/Iamp
VqDT=VampDT×sin(θi)=VampDT×Iq/Iamp
により前記デッドタイム項を算出する請求項1に記載のモータ制御装置。 - 前記変調器(40b)は、前記dq軸電圧指令値の振幅と前記システム電圧との比から算出される変調率(m)、及び前記スイッチング回数に基づき、予め記憶された複数の電圧波形の中からいずれかの電圧波形を選択して出力する請求項2または3に記載のモータ制御装置。
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JP2020202713A JP2020202713A (ja) | 2020-12-17 |
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---|---|---|---|---|
JP2002095262A (ja) | 2000-09-13 | 2002-03-29 | Fuji Electric Co Ltd | 電圧形pwmインバータのデッドタイム補償方法 |
JP2017093151A (ja) | 2015-11-10 | 2017-05-25 | 株式会社デンソー | 電圧センサ異常診断装置 |
JP2018191450A (ja) | 2017-05-09 | 2018-11-29 | トヨタ自動車株式会社 | 駆動装置 |
WO2018230542A1 (ja) | 2017-06-16 | 2018-12-20 | 日本精工株式会社 | モータ制御装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置 |
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