JP7344749B2 - Rotating electric machine control method and rotating electric machine control system - Google Patents

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Description

本発明は、回転電機制御方法及び回転電機制御システムに関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine control method and a rotating electrical machine control system.

特許文献1では、2組の3相巻線を有する3相2重巻線型のモータを駆動する制御装置が提案されている。この制御装置では、2組の3相巻線に対して別個に第1の電流制御系と第2の電流制御系を設け、第1の電流制御系の電圧指令による第2の電流制御系への第1干渉電圧と、第2の電流制御系の電圧指令による第1の電流制御系への第2干渉電圧とを算出し、算出した第1及び第2干渉電圧に基づいて第1の電流制御系と第2の電流制御系相互の干渉を補償する。 Patent Document 1 proposes a control device for driving a three-phase double-winding motor having two sets of three-phase windings. In this control device, a first current control system and a second current control system are provided separately for two sets of three-phase windings, and a voltage command from the first current control system is used to control the second current control system. and a second interference voltage to the first current control system based on the voltage command of the second current control system, and the first current is adjusted based on the calculated first and second interference voltage Compensate for mutual interference between the control system and the second current control system.

特許第3938486号Patent No. 3938486

多重多相回転電機においては、一の制御系においてd軸電圧指令値を変化させると当該制御系においてd軸電流だけなくq軸電流への干渉(変化)をもたらす。そして、この一の制御系におけるd軸電圧指令値の変化に対するq軸電流の変化の影響が、他の制御系のd軸及びq軸電流への干渉を強める要因となる。しかしながら、上記特許文献1の制御装置では、このような状況を解決する対策がされていない。 In a multi-phase rotating electrical machine, changing the d-axis voltage command value in one control system causes interference (change) not only in the d-axis current but also in the q-axis current in the control system. The effect of a change in the q-axis current on a change in the d-axis voltage command value in this one control system becomes a factor that increases interference with the d-axis and q-axis currents of the other control system. However, the control device of Patent Document 1 does not take any measures to solve this situation.

このような事情に鑑み、本発明は、多重多相回転電機において一の制御系における電圧指令値の変化に起因した他の制御系におけるd軸及びq軸電流への干渉をより確実に抑制することのできる回転電機制御方法及び回転電機制御システムを提供することを目的とする。 In view of these circumstances, the present invention more reliably suppresses interference with d-axis and q-axis currents in other control systems caused by changes in voltage command values in one control system in a multiplex multiphase rotating electric machine. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine control method and a rotating electrical machine control system that can control the rotating electrical machine.

本発明のある態様によれば、固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機において、複数の多相巻線に設定された電圧指令値に応じた電圧を供給することで多重多相回転電機の作動を制御する回転電機制御方法が提供される。この回転電機制御方法では、外部負荷の要求に基づくトルク指令値及び前記多重多相回転電機の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータに基づいて、第1の多相巻線に対する電圧指令値のd軸成分である第1d軸電圧指令値及びq軸成分である第1q軸電圧指令値と、第2の多相巻線に対する電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値及びq軸成分である第2q軸電圧指令値と、を算出する。 According to an aspect of the present invention, in a multiplex multiphase rotating electric machine in which a stator is provided with a plurality of multiphase windings, a voltage according to a voltage command value set to the plurality of multiphase windings is supplied. A rotating electric machine control method for controlling the operation of a multiplex multiphase rotating electric machine is provided. In this rotating electrical machine control method, a voltage command value for the first multiphase winding is determined based on a torque command value based on a request of an external load and a rotational state parameter representing a rotational state of a rotor of the multiplex multiphase rotating electrical machine. The first d-axis voltage command value which is the d-axis component, the first q-axis voltage command value which is the q-axis component, and the second d-axis voltage command value and q which are the d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding. A second q-axis voltage command value, which is an axis component, is calculated.

そして、第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流及びq軸成分である第2q軸電流における第1d軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第2d軸電圧指令値と第2q軸電圧指令値を補正し、第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流及びq軸成分である第1q軸電流における第2d軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて第1d軸電圧指令値と第1q軸電圧指令値を補正する。 Then, each vibration component with respect to the change in the first d-axis voltage command value in the second d-axis current, which is the d-axis component of the current supplied to the second polyphase winding, and the second q-axis current, which is the q-axis component, is calculated. , the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value are corrected based on each calculated vibration component, and the first d-axis current, which is the d-axis component of the current supplied to the first multiphase winding, and Calculate each vibration component with respect to the change in the second d-axis voltage command value in the first q-axis current, which is the q-axis component, and correct the first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value based on each calculated vibration component. .

また、本発明の他の態様によれば、第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流及びq軸成分である第2q軸電流における第1q軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第2d軸電圧指令値と第2q軸電圧指令値を補正し、第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流及びq軸成分である第1q軸電流における第2q軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて第1d軸電圧指令値と第1q軸電圧指令値を補正する。 According to another aspect of the present invention, the first q-axis voltage command in the second d-axis current that is the d-axis component of the current supplied to the second multiphase winding and the second q-axis current that is the q-axis component Each vibration component for the change in value is calculated, the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value are corrected based on each calculated vibration component, and the current supplied to the first polyphase winding is adjusted. Each vibration component is calculated for a change in the second q-axis voltage command value in the first d-axis current, which is the d-axis component, and the first q-axis current, which is the q-axis component, and the first d-axis voltage command value is calculated based on each calculated vibration component. and correct the first q-axis voltage command value.

本発明によれば、多重多相回転電機において一の制御系における電圧指令値の変化に起因した他の制御系におけるd軸及びq軸電流への干渉をより確実に抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to more reliably suppress interference with d-axis and q-axis currents in other control systems caused by a change in voltage command value in one control system in a multiplex multiphase rotating electric machine.

図1は、本発明の一実施形態に係るモータ制御システムの構成を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a motor control system according to an embodiment of the present invention. 図2は、本実施形態に係るモータ制御方法を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating the motor control method according to this embodiment. 図3は、比較例1のモータ制御方法を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart for explaining the motor control method of Comparative Example 1. 図4は、比較例2のモータ制御方法を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart for explaining the motor control method of Comparative Example 2. 図5は、実施例のモータ制御方法を説明するためのタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart for explaining the motor control method of the embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

図1は、本実施形態による回転電機制御方法(モータ制御方法)を実行するためのモータ制御システム100の構成を説明するブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a motor control system 100 for executing a rotating electric machine control method (motor control method) according to this embodiment.

本実施形態のモータ制御システム100は、固定子(ステータ)に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機としてのモータ101の動作を制御するシステムである。 The motor control system 100 of this embodiment is a system that controls the operation of a motor 101 as a multiplex multiphase rotating electric machine in which a plurality of multiphase windings are provided on a stator.

モータ101は、種々の駆動力要求装置の動力源として用いることができる。特に、モータ101は、電気自動車(EV)又はハイブリッド自動車(HEV)等の電動モータの駆動力で走行する任意の車両における駆動源としての用途が想定される。 The motor 101 can be used as a power source for various driving force requesting devices. In particular, the motor 101 is expected to be used as a drive source in any vehicle that runs using the driving force of an electric motor, such as an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HEV).

ここで、本実施形態における多相巻線とは、各相(例えば、三相交流の場合、U相、V相、及びW相の各相)のそれぞれに対応する一組の巻線を組み合わせて成る巻線組を意味する。 Here, the polyphase winding in this embodiment is a combination of a set of windings corresponding to each phase (for example, in the case of three-phase AC, U phase, V phase, and W phase). means a winding set consisting of

また、以下の説明において、上記複数の多相巻線の内の特定の巻線組への通電を制御する一組の構成要素の単位を「系統」と称する。例えば、モータ101がいわゆる三相二重巻線型のモータで構成される場合には、ステータに2つの三相巻線が設けられる。したがって、この場合、モータ101の動作を制御するモータ制御システム100には、2つの巻線組へのそれぞれの通電を制御する2つの系統が存在することとなる。 Furthermore, in the following description, a unit of a set of constituent elements that controls energization to a specific winding set among the plurality of polyphase windings will be referred to as a "system". For example, if the motor 101 is a so-called three-phase double-winding type motor, two three-phase windings are provided in the stator. Therefore, in this case, the motor control system 100 that controls the operation of the motor 101 has two systems that control the energization of the two winding sets.

そして、本実施形態では、特に、モータ101が三相二重巻線型の永久磁石同期モータとして構成されることを前提としたモータ制御システム100におけるモータ制御方法について説明する。しかしながら、このことは、本発明のモータ制御方法を、三相二重巻線型の永久磁石同期モータ以外の多重多相回転電機を有するシステムに適用することを妨げるものではない。 In this embodiment, in particular, a motor control method in the motor control system 100 will be described on the premise that the motor 101 is configured as a three-phase double-wound permanent magnet synchronous motor. However, this does not prevent the motor control method of the present invention from being applied to a system having multiple multiphase rotating electric machines other than a three-phase double-wound permanent magnet synchronous motor.

さらに、以下の説明においては、三相二重巻線型永久磁石同期モータとして構成されるモータ101を備えるモータ制御システム100において、上述した2つの系統をそれぞれ「系統1」及び「系統2」と称する。特に、系統1における各制御量(電流など)及び系統2における各制御量を区別する必要がある場合には、これら各制御量に「1」又は「2」という下付きの添え字を付する。 Furthermore, in the following description, in the motor control system 100 including the motor 101 configured as a three-phase double-wound permanent magnet synchronous motor, the two systems described above will be referred to as "system 1" and "system 2", respectively. . In particular, if it is necessary to distinguish between each controlled variable (current, etc.) in system 1 and each controlled variable in system 2, add a subscript "1" or "2" to each controlled variable. .

また、これら系統1及び系統2における各制御量を包括して説明する場合には、各制御量に「n」(n=1又は2)という下付きの添え字を付する。例えば、系統1における三相電圧の指令値「三相電圧指令値(v* u1,v* v1,v* w1)」及び系統2における三相電圧の指令値「三相電圧指令値(v* u2,v* v2,v* w2)」を包括して、「三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)」などと表記する。 Moreover, when each control amount in these systems 1 and 2 is comprehensively explained, a subscript "n" (n=1 or 2) is attached to each control amount. For example, the three-phase voltage command value in system 1 is "three-phase voltage command value (v * u1 , v * v1 , v * w1 )" and the three-phase voltage command value in system 2 is "three-phase voltage command value (v * u2 , v * v2 , v * w2 )" is collectively expressed as "three-phase voltage command value (v * un , v * vn , v * wn )."

図1に示すように、本実施形態のモータ制御システム100は、PWM変換器102と、三相電圧型のインバータ103と、直流電源104と、電流センサ105と、A/D変換器106と、磁極位置検出器107と、パルスカウンタ108と、3相/dq交流座標変換部109と、角速度演算部110と、先読み補償部111と、電圧指令値算出部112と、電圧指令値補正部113と、dq/3相交流座標変換器114と、を有している。なお、これらの各構成の機能は、適宜、当該機能を実行するようにプログラムされたコンピュータにより実現される。 As shown in FIG. 1, the motor control system 100 of this embodiment includes a PWM converter 102, a three-phase voltage type inverter 103, a DC power supply 104, a current sensor 105, an A/D converter 106, A magnetic pole position detector 107, a pulse counter 108, a 3-phase/dq AC coordinate conversion section 109, an angular velocity calculation section 110, a look-ahead compensation section 111, a voltage command value calculation section 112, a voltage command value correction section 113, and , dq/3-phase AC coordinate converter 114. Note that the functions of each of these components are realized by a computer programmed to execute the functions as appropriate.

PWM変換器102は、2系統の三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)に基づいて、2系統の三相電圧型のインバータ103のスイッチング素子(IGBTなど)のPWM_Duty駆動信号(D* uun,D* uln,D* vun,D* vln,D* wun,D* wln)を生成する。 The PWM converter 102 sets the PWM_Duty of the switching elements (IGBT, etc.) of the two systems of three-phase voltage type inverters 103 based on the two systems of three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v * wn ). Generate drive signals (D * uun , D * uln , D * vun , D * vln , D * wun , D * wln ).

インバータ103は、PWM変換器102によって生成されるPWM_Duty駆動信号(D* uun,D* uln,D* vun,D* vln,D* wun,D* wln)に基づいてスイッチング素子を操作し、直流電源104からの直流電圧を三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)に応じた三相交流電圧(vun,vvn,vwn)に変換し、モータ101に供給する。 The inverter 103 operates the switching elements based on the PWM_Duty drive signal (D * uun , D * uln , D * vun , D * vln , D * wun , D * wln ) generated by the PWM converter 102, and converts the DC Converts the DC voltage from the power supply 104 into three-phase AC voltage (v un , v vn , v wn ) according to the three-phase voltage command value (v * un , v * vn , v * wn ), and supplies it to the motor 101 do.

直流電源104は、積層型リチウムイオンバッテリなどの蓄電デバイスにより構成される。 The DC power supply 104 is configured by a power storage device such as a stacked lithium ion battery.

電流センサ105は、モータ101の各多相巻線に流れる三相交流電流(iun,ivn,iwn)を検出する。なお、以下では、この検出値を「三相交流電流検出値(iuns,ivns,iwns)」とも表記する。具体的に、電流センサ105は、三相交流電流(iun,ivn,iwn)のうち、少なくとも2相の電流(例えば、u相電流iun、v相電流ivn)を検出する。例えば、電流センサ105をu相とv相の2相のみに取り付ける場合、残りの1相であるw相の電流検出値iwnsは、次式(1)により求めることができる。

Figure 0007344749000001
Current sensor 105 detects three-phase alternating current (i un , i vn , i wn ) flowing through each polyphase winding of motor 101 . In addition, below, this detected value is also expressed as "three-phase alternating current detected value (i uns , i vns , i wns )." Specifically, the current sensor 105 detects at least two phase currents (eg, u-phase current i un , v-phase current i vn ) among the three-phase alternating currents (i un , i vn , i wn ). For example, when the current sensor 105 is attached to only two phases, the u-phase and the v-phase, the current detection value i wns of the remaining one phase, the w-phase, can be determined by the following equation (1).
Figure 0007344749000001

A/D変換器106は、電流センサ105による三相交流電流検出値(iuns,ivns,iwns)をデジタル信号に変換する。 The A/D converter 106 converts the three-phase AC current detection values (i uns , i vns , i wns ) detected by the current sensor 105 into digital signals.

磁極位置検出器107は、モータ101の回転子位置に応じたA相B相Z相のパルスをパルスカウンタ108に出力する。 The magnetic pole position detector 107 outputs A-phase, B-phase, and Z-phase pulses to the pulse counter 108 according to the rotor position of the motor 101 .

パルスカウンタ108は、磁極位置検出器107からのA相B相Z相のパルスに基づいて、モータ101の電気角度θreを演算する。この電気角度θreは、機械角度θrm及びモータ101の構造により定まるモータ極対数p(磁極の対の数)に基づいて定まる、モータ101の電気角の実値に相当する値である。すなわち、電気角度θreはモータ101の回転子(ロータ)の回転状態を表す回転状態パラメータに相当する。パルスカウンタ108は、演算した電気角度θreを3相/dq交流座標変換部109、角速度演算部110、及び先読み補償部111に出力する。 The pulse counter 108 calculates the electrical angle θ re of the motor 101 based on the A-phase, B-phase, and Z-phase pulses from the magnetic pole position detector 107 . This electrical angle θ re is a value corresponding to the actual value of the electrical angle of the motor 101, which is determined based on the mechanical angle θ rm and the motor pole pair number p (number of magnetic pole pairs) determined by the structure of the motor 101. That is, the electrical angle θ re corresponds to a rotational state parameter representing the rotational state of the rotor of the motor 101. The pulse counter 108 outputs the calculated electrical angle θ re to the 3-phase/dq AC coordinate conversion section 109 , the angular velocity calculation section 110 , and the look-ahead compensation section 111 .

3相/dq交流座標変換部109は、パルスカウンタ108で演算される電気角度θreを用いて、A/D変換器106でデジタル信号に変換された三相交流電流検出値(iuns,ivns,iwns)を3相交流座標系(uvw軸)から直交2軸直流座標系(dq軸)に変換する。 The three-phase/dq AC coordinate conversion unit 109 uses the electrical angle θ re calculated by the pulse counter 108 to convert the three-phase AC current detection values (i uns , i vns , i wns ) from a three-phase AC coordinate system (uvw axes) to an orthogonal two-axis DC coordinate system (dq axes).

具体的に、先ず、3相/dq交流座標変換部109は、以下の式(2)及び式(3)に基づいて電気角度θreから系統nごとの電気角θnを算出する。 Specifically, first, the 3-phase/dq AC coordinate conversion unit 109 calculates the electrical angle θ n for each system n from the electrical angle θ re based on the following equations (2) and (3).

Figure 0007344749000002
Figure 0007344749000002

Figure 0007344749000003
Figure 0007344749000003

なお、式(2)及び式(3)中の「θoffset」は電気角度θreと系統1の位相差を意味する。また、「θ12」は、系統1に対する系統2の位相差を意味する。すなわち「θ12」は、「θ2-θ1」に相当する。 Note that "θ offset " in equations (2) and (3) means the phase difference between the electrical angle θ re and the system 1. Further, “θ 12 ” means a phase difference between system 2 and system 1. That is, "θ 12 " corresponds to "θ 2 - θ 1 ".

さらに、3相/dq交流座標変換部109は、以下の式(4)に基づき、電気角θnを用いて上記三相交流電流検出値から系統1のdq軸電流(id1,iq1)及び系統2のdq軸電流(id2,iq2)を算出する。 Further, the 3-phase/dq AC coordinate conversion unit 109 converts the dq-axis current (i d1 , i q1 ) of system 1 from the above-mentioned three-phase AC current detection value using the electrical angle θ n based on the following equation (4). and calculate the dq-axis currents (i d2 , i q2 ) of system 2.

Figure 0007344749000004
Figure 0007344749000004

3相/dq交流座標変換部109は、算出した系統1のdq軸電流(id1,iq1)及び系統2のdq軸電流(id2,iq2)を、適宜、モータ制御システム100内における図示しない制御要素にフィードバックする。 The 3-phase/dq AC coordinate conversion unit 109 converts the calculated dq-axis currents (i d1 , i q1 ) of system 1 and dq-axis currents (i d2 , i q2 ) of system 2 into motor control system 100 as appropriate. Feedback is provided to a control element (not shown).

なお、以下では、適宜、電流等の制御量に関してd軸成分及びq軸成分を包括する符号「x」(x=d又はq)を、上述した系統1及び2を包括する符号「n」とともに用いる。具体的には、dq軸電流(ixn)などの表示を用いる。 In addition, in the following, the code "x" (x=d or q) that includes the d-axis component and the q-axis component regarding the controlled variable such as current will be used together with the code "n" that includes the above-mentioned systems 1 and 2. use Specifically, a display such as dq-axis current (i xn ) is used.

角速度演算部110は、パルスカウンタ108からの電気角度θreを時間微分して電気角速度ωreを演算する。また、角速度演算部110は、電気角速度ωreをモータ極対数pで除して機械角速度ωrmを演算する。角速度演算部110は、演算した電気角速度ωreを先読み補償部111に出力するとともに、機械角速度ωrmを電圧指令値算出部112に出力する。 The angular velocity calculation unit 110 calculates the electrical angular velocity ω re by time-differentiating the electrical angle θ re from the pulse counter 108 . Further, the angular velocity calculation unit 110 calculates the mechanical angular velocity ω rm by dividing the electrical angular velocity ω re by the number of motor pole pairs p. The angular velocity calculation unit 110 outputs the calculated electrical angular velocity ω re to the look-ahead compensation unit 111 and outputs the mechanical angular velocity ω rm to the voltage command value calculation unit 112 .

先読み補償部111は、パルスカウンタ108からの電気角度θre及び角速度演算部110からの電気角速度ωreに基づいて、電気角速度ωreと制御系が持つむだ時間との乗算値を加算することにより、各系統の先読み補償後電気角θ´nを求める。 Based on the electrical angle θ re from the pulse counter 108 and the electrical angular velocity ω re from the angular velocity calculation unit 110, the look-ahead compensator 111 adds the product of the electrical angular velocity ω re and the dead time of the control system. , calculate the electrical angle θ ′ n after look-ahead compensation for each system.

電圧指令値算出部112は、図示しないメモリに記憶された予め定められたマップに基づいて、外部負荷などから要求される要求駆動力に基づいて定まるトルク指令値T*、モータ回転数(機械角速度ωrm)、及び直流電源104からの供給電圧の大きさである直流電圧Vdcを入力情報として、電圧指令値の基本値である基本dq軸電圧指令値(v* xn)を算出する。 The voltage command value calculation unit 112 calculates a torque command value T * , a motor rotation speed (mechanical angular velocity A basic dq-axis voltage command value (v * xn ), which is the basic value of the voltage command value, is calculated using the DC voltage V dc , which is the magnitude of the voltage supplied from the DC power supply 104, as input information.

電圧指令値補正部113は、電圧指令値算出部112からの基本dq軸電圧指令値(v* xn)を補正して補正dq軸電圧指令値(v** xn)を求める。具体的に、電圧指令値補正部113は、基本dq軸電圧指令値(v* xn)の変化に起因したdq軸電流(ixn)の振動成分を除去するように、補正dq軸電圧指令値(v** xn)を演算する。特に、本実施形態では、基本dq軸電圧指令値(v* xn)に電圧指令値補正フィルタCmmf(s)を施すことで補正dq軸電圧指令値(v** xn)を演算する。なお、電圧指令値補正部113における補正dq軸電圧指令値(v** xn)の演算の詳細については後述する。 Voltage command value correction section 113 corrects the basic dq-axis voltage command value (v * xn ) from voltage command value calculation section 112 to obtain a corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ). Specifically, the voltage command value correction unit 113 corrects the corrected dq-axis voltage command value so as to remove the vibration component of the dq-axis current ( ixn ) caused by the change in the basic dq-axis voltage command value (v * xn ). (v ** xn ) is calculated. In particular, in this embodiment, a corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) is calculated by applying a voltage command value correction filter C mmf (s) to the basic dq-axis voltage command value (v * xn ). Note that details of the calculation of the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) in the voltage command value correction unit 113 will be described later.

dq/3相交流座標変換器114は、先読み補償部111からの先読み補償後電気角θ´n及び電圧指令値補正部113からの補正dq軸電圧指令値(v** xn)を入力情報として、三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)を算出する。 The dq/3-phase AC coordinate converter 114 receives as input information the electrical angle θ ′ n after look-ahead compensation from the look-ahead compensation unit 111 and the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) from the voltage command value correction unit 113. , calculate the three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v * wn ).

具体的に、dq/3相交流座標変換器114は、以下の式(5)に基づき、補正dq軸電圧指令値(v** xn)を直交2軸直流座標系(dq軸)から3相交流座標系(uvw軸)に変換して三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)を求める。 Specifically, the dq/3-phase AC coordinate converter 114 converts the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) from the orthogonal two-axis DC coordinate system (dq-axis) to the three-phase Three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v * wn ) are determined by converting to an AC coordinate system (uvw axis).

Figure 0007344749000005
Figure 0007344749000005

そして、dq/3相交流座標変換器114は、算出した三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)をPWM変換器102に出力する。 Then, the dq/3-phase AC coordinate converter 114 outputs the calculated three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v * wn ) to the PWM converter 102.

図2は、本実施形態のモータ制御システム100で実行されるモータ制御方法の流れを説明するためのフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of the motor control method executed by the motor control system 100 of this embodiment.

図示のように、先ず、ステップS110において、電気角度θreを検出する(磁極位置検出器107及びパルスカウンタ108)。 As shown in the figure, first, in step S110, the electrical angle θ re is detected (magnetic pole position detector 107 and pulse counter 108).

ステップS120において、電気角度θre及び機械角速度ωrmを演算する(角速度演算部110)。 In step S120, the electrical angle θ re and the mechanical angular velocity ω rm are calculated (angular velocity calculation unit 110).

ステップS130において、基本dq軸電圧指令値(v* xn)を演算する(電圧指令値算出部112)。 In step S130, a basic dq-axis voltage command value (v * xn ) is calculated (voltage command value calculation unit 112).

ステップS140において、補正dq軸電圧指令値(v** xn)を演算する(電圧指令値補正部113)。 In step S140, a corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) is calculated (voltage command value correction unit 113).

ステップS150において、補正dq軸電圧指令値(v** xn)に基づいてモータ101を駆動する。具体的には、補正dq軸電圧指令値(v** xn)を三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)に変換し(dq/3相交流座標変換器114)、三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn)からPWM_Duty駆動信号(D* uun,D* uln,D* vun,D* vln,D* wun,D* wln)を生成し(PWM変換器102)、当該駆動信号に基づいたスイッチング操作により三相交流電圧(vun,vvn,vwn)をモータ101に供給する(インバータ103)。 In step S150, the motor 101 is driven based on the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ). Specifically, the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) is converted into three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v * wn ) (dq/three-phase AC coordinate converter 114). , generate PWM_Duty drive signals ( D * uun , D * uln , D * vun , D * vln , D * wun , D * wln ) from the three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v* wn ) (PWM converter 102), and supplies three-phase AC voltage (v un , v vn , v wn ) to the motor 101 by switching operation based on the drive signal (inverter 103).

以下、電圧指令値補正部113の詳細について説明する。 The details of the voltage command value correction section 113 will be described below.

[電圧指令値補正部の詳細]
本実施形態の電圧指令値補正部113は、電圧指令値補正フィルタCmmf(s)を設定し、これを基本dq軸電圧指令値(v* xn)に施すプログラムとして構成される。電圧指令値補正フィルタCmmf(s)は、モータ101の電圧から電流までの特性における振動成分を適切に除去する観点から設定される。以下では、この電圧指令値補正フィルタCmmf(s)を定めるための具体的な方法を説明する。
[Details of voltage command value correction section]
The voltage command value correction unit 113 of this embodiment is configured as a program that sets a voltage command value correction filter C mmf (s) and applies this to the basic dq-axis voltage command value (v * xn ). The voltage command value correction filter C mmf (s) is set from the viewpoint of appropriately removing vibration components in the characteristics of the motor 101 from voltage to current. Below, a specific method for determining this voltage command value correction filter C mmf (s) will be explained.

先ず、三相二重巻線型永久磁石同期モータとして構成された本実施形態のモータ101に関する電圧方程式は以下の式(6)で表される。 First, the voltage equation regarding the motor 101 of this embodiment configured as a three-phase double-wound permanent magnet synchronous motor is expressed by the following equation (6).

Figure 0007344749000006
Figure 0007344749000006

式(6)中の各パラメータの定義は、既に説明したものも含めて以下のように定められる。 The definitions of each parameter in equation (6), including those already explained, are determined as follows.

d1:第1系統のd軸電流(第1d軸電流)
q1:第1系統のq軸電流(第1q軸電流)
d2:第2系統のd軸電流(第2d軸電流)
q2:第2系統のq軸電流(第2q軸電流)
d1:第1系統のd軸電圧(第1d軸電圧)
q1:第1系統のq軸電圧(第1q軸電圧)
d2:第2系統のd軸電圧(第2d軸電圧)
q2:第2系統のq軸電圧(第2q軸電圧)
a1:第1系統の固定子巻線抵抗
a2:第2系統の固定子巻線抵抗
φa1:第1系統の回転子磁石磁束
φa2:第2系統の回転子磁石磁束
d1:第1系統のd軸静的インダクタンス
q1:第1系統のq軸静的インダクタンス
d2:第2系統のd軸静的インダクタンス
q2:第2系統のq軸静的インダクタンス
d:第1系統と第2系統間のd軸静的相互インダクタンス
q:第1系統と第2系統間のq軸静的相互インダクタンス
L’d1:第1系統のd軸動的インダクタンス
L’q1:第1系統のq軸動的インダクタンス
L’d2:第2系統のd軸動的インダクタンス
L’q2:第2系統のq軸動的インダクタンス
M’d:第1系統と第2系統間のd軸動的相互インダクタンス
M’q:第1系統と第2系統間のq軸動的相互インダクタンス
ωre:電気角速度
s:微分演算子(微分演算子「d/dt」をラプラス変換した演算子)
i d1 : d-axis current of the first system (first d-axis current)
i q1 : 1st system q-axis current (1st q-axis current)
i d2 : d-axis current of the second system (second d-axis current)
i q2 : 2nd system q-axis current (2nd q-axis current)
v d1 : d-axis voltage of the first system (first d-axis voltage)
v q1 : 1st system q-axis voltage (1st q-axis voltage)
v d2 : d-axis voltage of the second system (second d-axis voltage)
v q2 : 2nd system q-axis voltage (2nd q-axis voltage)
R a1 : Stator winding resistance of the first system R a2 : Stator winding resistance of the second system φ a1 : Rotor magnet magnetic flux of the first system φ a2 : Rotor magnet magnetic flux of the second system L d1 : First system d-axis static inductance of 1 system L q1 : q-axis static inductance of 1st system L d2 : d-axis static inductance of 2nd system L q2 : q-axis static inductance of 2nd system M d : 1st system d-axis static mutual inductance between the first and second systems M q : q-axis static mutual inductance between the first and second systems L' d1 : d-axis dynamic inductance of the first system L' q1 : First system L' d2 : d-axis dynamic inductance of the second system L' q2 : Q-axis dynamic inductance of the second system M' d : d-axis dynamic mutual inductance between the first and second systems Inductance M' q : q-axis dynamic mutual inductance between the first and second systems ω re : Electrical angular velocity s: Differential operator (operator obtained by Laplace transform of the differential operator "d/dt")

なお、以下では、式(6)中の静的インダクタンスLxn、動的インダクタンスL’xn、静的相互インダクタンスMx、動的相互インダクタンスM’x、固定子巻線抵抗Ran、及び回転子磁石磁束φanは、何れも公知の方法で検出又は推定可能なパラメータである。本実施形態では、これらパラメータが特性パラメータに相当する。以下、必要に応じてこれらを包括し、「特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]」とも称する。 In addition, in the following, static inductance L xn , dynamic inductance L' xn , static mutual inductance M x , dynamic mutual inductance M' x , stator winding resistance R an , and rotor in equation (6) The magnet magnetic flux φ an is a parameter that can be detected or estimated by any known method. In this embodiment, these parameters correspond to characteristic parameters. Hereinafter, these will be collectively referred to as "characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , Ran , φ an ]" as necessary.

次に、上記式(6)の右辺第2項を左辺に移項して、以下の式(7)を得る。 Next, the second term on the right side of the above equation (6) is transferred to the left side to obtain the following equation (7).

Figure 0007344749000007
Figure 0007344749000007

さらに、式(7)の左辺の「vq1-ωreφa1」及び「vq2-ωreφa2」をそれぞれ「v´q1」及び「v´q2」に置き換えると、以下の式(8)が得られる。 Furthermore, if "v q1 - ω re φ a1 " and "v q2 - ω re φ a2 " on the left side of equation (7) are replaced with "v ' q1 " and "v' q2 ", respectively, the following equation (8 ) is obtained.

Figure 0007344749000008
Figure 0007344749000008

なお、式(8)中のA(s)は式(7)の右辺の4次正方行列(4×4行列)に相当する。すなわち、行列A(s)は以下の式(9)で表される。 Note that A(s) in equation (8) corresponds to the fourth-order square matrix (4×4 matrix) on the right side of equation (7). That is, the matrix A(s) is expressed by the following equation (9).

Figure 0007344749000009
Figure 0007344749000009

さらに、式(8)の両辺に対して、左側から行列A(s)の逆行列であるA-1(s)を乗算すると、以下の式(10)が得られる。 Furthermore, by multiplying both sides of equation (8) by A −1 (s), which is the inverse matrix of matrix A(s), from the left side, the following equation (10) is obtained.

Figure 0007344749000010
Figure 0007344749000010

ここで、A-1(s)は以下の式(11)により表すことができる。

Figure 0007344749000011
Here, A -1 (s) can be expressed by the following equation (11).
Figure 0007344749000011

式(11)中の「detA」は、A(s)の行列式を意味する。また、右辺の行列のi行j列成分[bij]は行列A(s)の余因子である。なお、行列A(s)の余因子とは、行列A(s)からそのi行j列成分を除いた成分からできる小行列式に(-1)i+jを乗じたものである。 "detA" in equation (11) means the determinant of A(s). Furthermore, the i-th row and j-column component [b ij ] of the matrix on the right side is a cofactor of the matrix A(s). Note that the cofactor of the matrix A(s) is obtained by multiplying the minor determinant obtained by removing the i-th row and j-column component from the matrix A(s) by (-1) i+j .

ここで、式(9)で定められた行列A(s)は4次の正方行列であり、少なくとも全ての対角成分に演算子sの1次の項が含まれている。このため、行列式detAは演算子sに関する4次の多項式となる。具体的に、行列式detAは、以下の式(12)のように表すことができる。 Here, the matrix A(s) defined by equation (9) is a fourth-order square matrix, and at least all diagonal components include first-order terms of the operator s. Therefore, the determinant detA becomes a fourth-order polynomial regarding the operator s. Specifically, the determinant detA can be expressed as the following equation (12).

Figure 0007344749000012
Figure 0007344749000012

式(12)中の係数δ4、δ3、δ2、δ1、及びδ0は何れも、特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]及び電気角速度ωreを用いて表すことができる。より詳細には、係数δ4、δ3、δ2、δ1、及びδ0は、以下の式(13)のように定まる。 The coefficients δ 4 , δ 3 , δ 2 , δ 1 , and δ 0 in equation (12) are all the characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , R an , φ an ] and It can be expressed using the electrical angular velocity ω re . More specifically, the coefficients δ 4 , δ 3 , δ 2 , δ 1 , and δ 0 are determined as shown in Equation (13) below.

Figure 0007344749000013
Figure 0007344749000013

さらに、上記式(11)の右辺の余因子[bij]は、4次正方行列である行列A(s)の小行列式(すなわち、3次正方行列の行列式)で表されるため、演算子sに関する3次以下の多項式となる。具体的に、余因子[bij]は、以下の式(14)により表すことができる。 Furthermore, the cofactor [b ij ] on the right side of the above equation (11) is expressed by the minor determinant of the matrix A(s), which is a 4th order square matrix (that is, the determinant of a 3rd order square matrix), so It becomes a polynomial of degree 3 or less regarding the operator s. Specifically, the cofactor [b ij ] can be expressed by the following equation (14).

Figure 0007344749000014
Figure 0007344749000014

さらに、式中の係数c3ij、c2ij、c1ij、及びc0ijは、特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]及び電気角速度ωreを用いて表すことができる。より詳細には、以下の式(15)~式(18)により表すことができる。 Furthermore, the coefficients c3 ij , c2 ij , c1 ij , and c0 ij in the formula are calculated using the characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , Ran , φ an ] and the electrical angular velocity ω re It can be expressed as More specifically, it can be expressed by the following equations (15) to (18).

Figure 0007344749000015
Figure 0007344749000015

Figure 0007344749000016
Figure 0007344749000016

Figure 0007344749000017
Figure 0007344749000017

Figure 0007344749000018
Figure 0007344749000018

ここで、式(12)に示されたように、detAは演算子sに関する4次の多項式であるため、その逆数である1/detAは、分母に演算子sの2次以上の項(特に4次の項)を含むこととなる。したがって、式(10)で表される電圧から電流までの伝達特性において、1/detAが振動要素として作用する。すなわち、三相二重巻線型永久磁石同期モータであるモータ101の電圧から電流までの特性は振動系となる。 Here, as shown in equation (12), detA is a fourth-order polynomial with respect to operator s, so its reciprocal, 1/detA, has a term of second or higher order of operator s in the denominator (especially (4th order term). Therefore, in the transfer characteristic from voltage to current expressed by equation (10), 1/detA acts as an oscillating element. That is, the characteristics from voltage to current of the motor 101, which is a three-phase double-wound permanent magnet synchronous motor, is a vibration system.

さらに、モータ101における系統1と系統2の間においてd軸とq軸が相互に干渉する。具体的に、式(10)及び式(11)を用いると、第1d軸電流id1、第1q軸電流iq1、第2d軸電流id2、及び第2q軸電流iq2を計算すると、以下の式(19)のように表される。 Furthermore, the d-axis and the q-axis interfere with each other between system 1 and system 2 in motor 101. Specifically, using equations (10) and (11), when calculating the first d-axis current i d1 , first q-axis current i q1 , second d-axis current i d2 , and second q-axis current i q2 , the following is obtained. It is expressed as equation (19).

Figure 0007344749000019
Figure 0007344749000019

式(19)から理解されるように、第1d軸電圧vd1(第1基本d軸電圧指令値v* d1)が変化した場合には、第1d軸電流id1だけでなく、第1q軸電流iq1、第2d軸電流id2、及び第2q軸電流iq2にも逆起電圧による変化が生じる。また、第1q軸電圧vq1(第1基本q軸電圧指令値v* q1)が変化した場合には、第1q軸電流iq1だけでなく、第1d軸電流id1、第2d軸電流id2、及び第2q軸電流iq2にも逆起電圧による変化が生じる。さらに、第2d軸電圧vd2(第2基本d軸電圧指令値v* d2)が変化した場合には、第2d軸電流id2だけでなく、第1d軸電流id1、第1q軸電流iq1、及び第2q軸電流iq2にも逆起電圧による変化が生じる。また、第2q軸電圧vq2(第2基本q軸電圧指令値v* q2)が変化した場合には、第2q軸電流iq2だけでなく、第1d軸電流id1、第1q軸電流iq1、及び第2d軸電流id2にも逆起電圧による変化が生じる。 As can be understood from equation (19), when the first d-axis voltage v d1 (first basic d-axis voltage command value v * d1 ) changes, not only the first d-axis current i d1 but also the first q-axis Changes due to the back electromotive force also occur in the current i q1 , the second d-axis current i d2 , and the second q-axis current i q2 . Furthermore, when the first q-axis voltage v q1 (first basic q-axis voltage command value v * q1 ) changes, not only the first q-axis current i q1 but also the first d-axis current i d1 and the second d-axis current i d2 and the second q-axis current i q2 also change due to the back electromotive force. Furthermore, when the second d-axis voltage v d2 (second basic d-axis voltage command value v * d2 ) changes, not only the second d-axis current i d2 but also the first d-axis current i d1 and the first q-axis current i q1 and the second q-axis current i q2 also change due to the back electromotive force. Furthermore, when the second q-axis voltage v q2 (second basic q-axis voltage command value v * q2 ) changes, not only the second q-axis current i q2 but also the first d-axis current i d1 and the first q-axis current i q1 and the second d-axis current i d2 also change due to the back electromotive force.

特に、第2d軸電流id2及び第2q軸電流iq2における第1基本d軸電圧指令値v* d1の変化に対する各振動成分は、それぞれ、式(19)の第3式と第4式により「b31/detA」及び「b41/detA」となる。また、第1d軸電流id1及び第1q軸電流iq1における第2基本d軸電圧指令値v* d2の変化に対する各振動成分は、それぞれ、式(19)の第1式と第2式により「b13/detA」及び「b23/detA」となる。 In particular, each vibration component with respect to the change in the first basic d-axis voltage command value v * d1 in the second d-axis current i d2 and the second q-axis current i q2 is calculated by the third and fourth equations of equation (19), respectively. "b31/detA" and "b41/detA". In addition, each vibration component with respect to the change in the second basic d-axis voltage command value v * d2 in the first d-axis current i d1 and the first q-axis current i q1 is calculated by the first and second equations of equation (19), respectively. They become "b13/detA" and "b23/detA".

さらに、第2d軸電流id2及び第2q軸電流iq2における第1基本q軸電圧指令値v* q1の変化に対する各振動成分は、それぞれ、式(19)の第3式と第4式により「b32/detA」及び「b42/detA」となる。また、第1d軸電流id1及び第1q軸電流iq1における第2基本q軸電圧指令値v* q2の変化に対する各振動成分は、それぞれ、式(19)の第1式と第2式により「b14/detA」及び「b24/detA」となる。 Furthermore, each vibration component with respect to the change in the first basic q-axis voltage command value v * q1 in the second d-axis current i d2 and the second q-axis current i q2 is calculated by the third and fourth equations of equation (19), respectively. They become "b32/detA" and "b42/detA". In addition, each vibration component with respect to the change in the second basic q-axis voltage command value v * q2 in the first d-axis current i d1 and the first q-axis current i q1 is calculated by the first equation and the second equation of equation (19), respectively. They become "b14/detA" and "b24/detA".

したがって、系統1及び系統2の一方において、d軸又はq軸の電圧指令値に変化が生じると、他方のd軸及びq軸の電流に振動成分が生じることとなる。このため、各系統1、2において個別に電流振動成分を除去するだけでは、系統間及びd軸-q軸間に跨って生じる電流振動成分まで除去することはできない。したがって、本実施形態では、電圧指令値補正部113は、基本dq軸電圧指令値(v* xn)に対して、このような系統間及びd-q軸間に跨る電流振動成分を除去し得る電圧指令値補正フィルタCmmf(s)を施して、補正dq軸電圧指令値(v** xn)を求める。 Therefore, if a change occurs in the d-axis or q-axis voltage command value in one of system 1 and system 2, an oscillating component will occur in the current of the other d-axis and q-axis. Therefore, by simply removing the current oscillation components in each of the systems 1 and 2 individually, it is not possible to remove the current oscillation components that occur across the systems and between the d-axis and the q-axis. Therefore, in the present embodiment, the voltage command value correction unit 113 can remove such current oscillation components that span between systems and between the dq axes from the basic dq-axis voltage command value (v * xn ). A voltage command value correction filter C mmf (s) is applied to obtain a corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ).

すなわち、補正dq軸電圧指令値(v** xn)は、Cmmf(s)・(v* xn)を演算することで定まることとなる。そして、式(10)における右辺の電圧部分に補正dq軸電圧指令値(v** xn)を当てはめることで、以下の式(20)が得られる。 That is, the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) is determined by calculating C mmf (s)·(v * xn ). Then, by applying the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) to the voltage portion on the right side of equation (10), the following equation (20) is obtained.

Figure 0007344749000020
Figure 0007344749000020

したがって、電流振動成分を除去する観点から、逆行列A-1(s)に含まれる1/detAの分母における演算子sの2次以上の項を打ち消すように電圧指令値補正フィルタCmmf(s)を設定する。 Therefore, from the viewpoint of removing current oscillation components, the voltage command value correction filter C mmf (s ).

具体的には、電圧指令値補正フィルタCmmf(s)は以下の式(21)のように定めることができる。 Specifically, the voltage command value correction filter C mmf (s) can be determined as shown in the following equation (21).

Figure 0007344749000021
Figure 0007344749000021

ここで、式(21)中のτmは、d軸電流及びq軸電流の規範応答時の時定数である。また、δ0は、特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]及び電気角速度ωreを用いて表すことができる。より詳細には、以下の式(22)で定まる定数である。 Here, τ m in Equation (21) is a time constant during the standard response of the d-axis current and the q-axis current. Further, δ 0 can be expressed using the characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , Ran , φ an ] and the electrical angular velocity ω re . More specifically, it is a constant determined by the following equation (22).

Figure 0007344749000022
Figure 0007344749000022

さらに、式(21)中の右辺の行列のi行j列成分[cij]は、特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]及び電気角速度ωreを用いて、以下の式(23)~式(26)のように定まる。 Furthermore, the i-th row and j-column component [c ij ] of the matrix on the right side of equation (21) is the characteristic parameter [L xn , L' xn , M x , M' x , Ran , φ an ] and the electrical angular velocity ω Using re , it is determined as in the following equations (23) to (26).

Figure 0007344749000023
Figure 0007344749000023

Figure 0007344749000024
Figure 0007344749000024

Figure 0007344749000025
Figure 0007344749000025

Figure 0007344749000026
Figure 0007344749000026

上記式(21)~式(26)により定められる電圧指令値補正フィルタCmmf(s)を基本dq軸電圧指令値(v* xn)に施して得られる補正dq軸電圧指令値(v** xn)を、最終的な電圧指令値として用いることで、モータ101の電圧から電流までの特性における振動成分をより確実に除去することができる。 Corrected dq - axis voltage command value (v ** xn ) as the final voltage command value, it is possible to more reliably remove vibration components in the characteristics of the motor 101 from voltage to current.

次に、本実施形態の回転電機制御方法を実行した場合(実施例)の作用効果について、比較例1、2と対比しつつ説明する。特に、実施例、比較例1、及び比較例2のシステムの所定の条件下でシミュレーションを行った結果について説明する。 Next, the effects when the rotating electric machine control method of this embodiment is executed (example) will be explained in comparison with comparative examples 1 and 2. In particular, the results of simulations performed under predetermined conditions for the systems of Example, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 will be described.

(シミュレーション条件)
実施例、比較例1、及び比較例2の何れに対しても、同一のトルク指令値T*(>0)をステップで印加した。
(Simulation conditions)
The same torque command value T * (>0) was applied in steps to all of the example, comparative example 1, and comparative example 2.

(比較例1)
電圧指令値補正部113を備えていない以外はモータ制御システム100と同じ構成のシステム(以下では、「比較例システムref1」と称する)を用意してシミュレーションを行った。
(Comparative example 1)
A system having the same configuration as the motor control system 100 except that it does not include the voltage command value correction unit 113 (hereinafter referred to as "comparative example system ref1") was prepared and a simulation was performed.

図3には、比較例1のシミュレーション結果を示す。図示のように、時刻t0では、トルク指令値T*がステップで印加されることに伴い、基本dq軸電圧指令値(v* xn)がステップ状に変化した。そして、この時刻t0以降において、d軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)は振動した。さらに、時刻t1及び時刻t2を経てd軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)は振動しながら定常値に収束へ向かい、時刻t3においてほぼ定常値に収束した。 FIG. 3 shows simulation results for Comparative Example 1. As shown in the figure, at time t0, the basic dq-axis voltage command value (v * xn ) changed stepwise as the torque command value T * was applied in steps. After this time t0, the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ) oscillated. Further, the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ) oscillate toward convergence to a steady value through time t1 and time t2, and converge to a substantially steady value at time t3.

このように、電流振動を抑制するための構成を備えていない比較例システムref1では、制御対象であるモータ101の共振特性及び系統1,2間を含むd軸とq軸の相互干渉特性により、d軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)が振動することとなる。 As described above, in the comparative example system ref1 which does not have a configuration for suppressing current oscillation, due to the resonance characteristics of the motor 101 that is the controlled object and the mutual interference characteristics between the d-axis and the q-axis including between the systems 1 and 2, The d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ) will oscillate.

(比較例2)
電圧指令値補正部113に代えて、基本dq軸電圧指令値(v* xn)をローパスフィルタ処理する構成を備えたシステム(以下では、「比較例システムref2」と称する)を用意してシミュレーションを行った。
(Comparative example 2)
Instead of the voltage command value correction unit 113, a system (hereinafter referred to as "comparative example system ref2") equipped with a configuration that performs low-pass filter processing on the basic dq-axis voltage command value (v * xn ) is prepared and the simulation is performed. went.

図4には、比較例2のシミュレーション結果を示す。図示のように、比較例システムref2では、印加されたステップ状のトルク指令値T*に対して、基本dq軸電圧指令値(v* xn)をローパスフィルタ処理した電圧指令値は、当該ローパスフィルタに定められる時定数に応じたプロフィールで変化した。これに応じて、d軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)はほぼ振動することなく、漸次、定常値に近づいた。 FIG. 4 shows simulation results for Comparative Example 2. As shown in the figure, in the comparative example system ref2, the voltage command value obtained by low-pass filtering the basic dq-axis voltage command value (v * xn ) with respect to the applied step-like torque command value T * is The profile changed according to the time constant determined by . Correspondingly, the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ) gradually approached steady values without oscillating.

このように、基本dq軸電圧指令値(v* xn)をローパスフィルタ処理する比較例システムref2では、d軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)の振動を抑制することができる。一方で、トルク指令値T*の印加に対してd軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)の変化が比較的緩慢となる。すなわち、制御応答性が低くなる。 In this manner, in the comparative example system ref2 that performs low-pass filter processing on the basic dq-axis voltage command value (v * xn ), it is possible to suppress vibrations in the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ). On the other hand, the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ) change relatively slowly with respect to the application of the torque command value T * . In other words, control responsiveness decreases.

(実施例)
本実施形態で説明したモータ制御システム100を用意してシミュレーションを行った。
(Example)
A simulation was performed using the motor control system 100 described in this embodiment.

図5には、実施例のシミュレーション結果を示す。図示のように、実施例では、印加されたステップ状のトルク指令値T*に対して、補正dq軸電圧指令値(v** xn)が比較例2よりも応答性の高いプロフィールで変化した。これに応じて、d軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)はほぼ振動することなく、比較例2よりも早く定常値に収束した。 FIG. 5 shows simulation results of the example. As shown in the figure, in the example, the corrected dq-axis voltage command value ( v ** . Correspondingly, the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ) converged to steady values earlier than in Comparative Example 2 without substantially oscillating.

このように、補正dq軸電圧指令値(v** xn)を用いるモータ制御システム100では、d軸電流(idn)及びq軸電流(iqn)の振動を抑制しつつ、ローパスフィルタ処理を行う比較例システムref2に比べて制御応答性が高くなる。すなわち、実施例のモータ制御システム100では、電流振動を好適に抑制しつつ高い制御応答性が確保されることとなる。 In this way, the motor control system 100 that uses the corrected dq-axis voltage command value (v ** xn ) performs low-pass filter processing while suppressing vibrations in the d-axis current (i dn ) and the q-axis current (i qn ). The control responsiveness is higher than that of the comparative example system ref2. That is, in the motor control system 100 of the embodiment, high control responsiveness is ensured while suitably suppressing current vibration.

以上説明した本実施形態の回転電機制御方法の構成及びそれによる作用効果について説明する。 The configuration of the rotating electric machine control method of the present embodiment described above and its effects will be explained.

本実施形態では、固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機としてのモータ101において、複数の多相巻線に設定された電圧指令値(三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn))に応じた電圧を供給することでモータ101の作動を制御する回転電機制御方法が提供される。 In this embodiment, in a motor 101 as a multiplex multiphase rotating electric machine in which a stator is provided with a plurality of multiphase windings, voltage command values (three-phase voltage command values (v * un , v * vn , v * wn )) A rotating electric machine control method is provided for controlling the operation of the motor 101 by supplying a voltage according to the voltage.

この回転電機制御方法では、外部負荷の要求に基づくトルク指令値T*及びモータ101の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータ(電気角度θre)に基づいて、第1の多相巻線に対する電圧指令値のd軸成分である第1d軸電圧指令値(第1基本d軸電圧指令値v* d1)及びq軸成分である第1q軸電圧指令値(第1基本q軸電圧指令値v* q1)と、第2の多相巻線に対する電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値(第2基本d軸電圧指令値v* d2)及びq軸成分である第2q軸電圧指令値(第2基本q軸電圧指令値v* q2)と、を算出する。 In this rotating electric machine control method, the torque command value T * based on the external load request and the rotational state parameter (electrical angle θ re ) representing the rotational state of the rotor of the motor 101 are used to control the first polyphase winding. The first d-axis voltage command value (first basic d-axis voltage command value v * d1 ), which is the d-axis component of the voltage command value, and the first q-axis voltage command value, which is the q-axis component (first basic q-axis voltage command value v * q1 ), the second d-axis voltage command value (second basic d-axis voltage command value v * d2 ), which is the d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding, and the second q-axis, which is the q-axis component. A voltage command value (second basic q-axis voltage command value v * q2 ) is calculated.

そして、第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流id2及びq軸成分である第2q軸電流iq2における第1基本d軸電圧指令値v* d1の変化に対する各振動成分(式(19)の第3式第1項と第4式第1項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第2基本d軸電圧指令値v* d2と第2基本q軸電圧指令値v* q2を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第3列と第4列)。 Then, the first basic d-axis voltage command value v * d1 at the second d-axis current i d2 which is the d-axis component of the current supplied to the second polyphase winding and the second q-axis current i q2 which is the q-axis component Each vibration component (see the first term of the third formula and the first term of the fourth formula in formula (19)) for the change in is calculated, and the second basic d-axis voltage command value v * d2 is calculated based on each calculated vibration component. and corrects the second basic q-axis voltage command value v * q2 (third and fourth columns of the column vector on the right side of equation (20)).

さらに、第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流id1及びq軸成分である第1q軸電流iq1における第2基本d軸電圧指令値v* d2の変化に対する各振動成分(式(19)の第1式第3項と第2式第3項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第1基本d軸電圧指令値v* d1と第1基本q軸電圧指令値v* q1を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第1列と第2列)。 Further, a second basic d-axis voltage command value v * d2 at the first d-axis current i d1 which is the d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and the first q-axis current i q1 which is the q-axis component Each vibration component (see the third term of the first equation and the third term of the second equation in equation (19)) for the change in is calculated, and the first basic d-axis voltage command value v * d1 is calculated based on each calculated vibration component. and correct the first basic q-axis voltage command value v * q1 (first and second columns of the column vector on the right side of equation (20)).

これにより、第1基本d軸電圧指令値v* d1の変化に起因する第2d軸電流id2及び第2q軸電流iq2の振動成分、並びに第2基本d軸電圧指令値v* d2の変化に起因する第1d軸電流id1及び第1q軸電流iq1の振動成分を抑制することができる。すなわち、多重多相回転電機として構成されるモータ101において、一の系統において電圧指令値のd軸成分が変化した際に当該変化に起因して同じ系統で生じる電流のq軸成分の振動を抑制して、他の系統の電流のd軸成分及びq軸成分への干渉をより確実に抑制することができる。 As a result, vibration components of the second d-axis current i d2 and second q-axis current i q2 due to changes in the first basic d-axis voltage command value v * d1 , as well as changes in the second basic d-axis voltage command value v * d2 It is possible to suppress vibration components of the first d-axis current i d1 and the first q-axis current i q1 caused by . That is, in the motor 101 configured as a multi-phase rotating electric machine, when the d-axis component of the voltage command value changes in one system, the vibration of the q-axis component of the current that occurs in the same system due to the change is suppressed. Therefore, interference with the d-axis component and q-axis component of the current of other systems can be suppressed more reliably.

さらに、本実施形態の回転電機制御方法では、第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流id2及びq軸成分である第2q軸電流iq2における第1基本q軸電圧指令値v* q1の変化に対する各振動成分(式(19)の第3式第2項と第4式第2項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第2基本d軸電圧指令値v* d2と第2基本q軸電圧指令値v* q2を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第3列と第4列)。また、第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流id1及びq軸成分である第1q軸電流iq1における第2基本q軸電圧指令値v* q2の変化に対する各振動成分(式(19)の第1式第4項と第2式第4項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第1基本d軸電圧指令値v* d1と第1基本q軸電圧指令値v* q1を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第1列と第2列)。 Furthermore, in the rotating electrical machine control method of the present embodiment, the second d-axis current i d2 which is the d-axis component of the current supplied to the second multiphase winding, and the second q-axis current i q2 which is the q-axis component of the current supplied to the second multiphase winding are 1. Calculate each vibration component (see the second term of the third formula and the second term of the fourth formula in formula (19)) for changes in the basic q-axis voltage command value v * q1 , and calculate the vibration component based on each calculated vibration component. The second basic d-axis voltage command value v * d2 and the second basic q-axis voltage command value v * q2 are corrected (third and fourth columns of the column vector on the right side of equation (20)). Further, the second basic q-axis voltage command value v * q2 at the first d-axis current i d1 which is the d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and the first q-axis current i q1 which is the q-axis component Each vibration component (see the fourth term of the first equation and the fourth term of the second equation in equation (19)) with respect to the change in is calculated, and the first basic d-axis voltage command value v * d1 is calculated based on each calculated vibration component. and correct the first basic q-axis voltage command value v * q1 (first and second columns of the column vector on the right side of equation (20)).

これにより、第1基本q軸電圧指令値v* q1の変化に起因する第2d軸電流id2及び第2q軸電流iq2の振動成分、並びに第2基本q軸電圧指令値v* q2の変化に起因する第1d軸電流id1及び第1q軸電流iq1の振動成分を抑制することができる。すなわち、多重多相回転電機として構成されるモータ101において、一の系統において電圧指令値のq軸成分が変化した際に当該変化に起因して同じ系統で生じる電流のd軸成分の振動を抑制して、他の系統の電流のd軸成分及びq軸成分への干渉をより確実に抑制することができる。 As a result, vibration components of the second d-axis current i d2 and second q-axis current i q2 due to changes in the first basic q-axis voltage command value v * q1 , as well as changes in the second basic q-axis voltage command value v * q2 It is possible to suppress vibration components of the first d-axis current i d1 and the first q-axis current i q1 caused by . That is, in the motor 101 configured as a multi-phase rotating electric machine, when the q-axis component of the voltage command value changes in one system, the vibration of the d-axis component of the current that occurs in the same system due to the change is suppressed. Therefore, interference with the d-axis component and q-axis component of the current of other systems can be suppressed more reliably.

また、本実施形態では、第2基本d軸電圧指令値v* d2及び第2基本q軸電圧指令値v* q2の補正を、第1基本d軸電圧指令値v* d1をフィルタリング処理した信号(式(21)中の(1/τms+1))、電気角度θre、及びモータ101の特性を表す特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]を用いて実行する(式(21)~式(26)参照)。さらに、第1基本d軸電圧指令値v* d1及び第1基本q軸電圧指令値v* q1の補正を、第2基本d軸電圧指令値v* d2をフィルタリング処理した信号(式(21)中の(1/τms+1))、電気角度θre、及びモータ101の特性を表す特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]を用いて実行する(式(21)~式(26)参照)。 Furthermore, in this embodiment, the second basic d-axis voltage command value v * d2 and the second basic q-axis voltage command value v * q2 are corrected using a signal obtained by filtering the first basic d-axis voltage command value v * d1 . ((1/τ m s+1) in Equation (21)), the electrical angle θ re , and the characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , R an , φ an ] (see equations (21) to (26)). Furthermore, the first basic d-axis voltage command value v * d1 and the first basic q-axis voltage command value v * q1 are corrected using a signal obtained by filtering the second basic d-axis voltage command value v * d2 (Equation (21) ( 1 / τ m s + 1 )) in (see formulas (21) to (26)).

これにより、モータ101の仕様などにより定まる特性に応じて、同じ系統のd-q軸間及び異なる系統間を跨って生じ得る電流振動の抑制効果を実現することができる。すなわち、本実施形態の回転電機制御方法を適用可能なモータの仕様を拡大し、その汎用性をより向上させることができる。なお、適宜演算の簡素化などの目的に応じて、第2基本d軸電圧指令値v* d2及び第2基本q軸電圧指令値v* q2の補正を、第1基本d軸電圧指令値v* d1をフィルタリング処理した信号と回転状態パラメータである電気角度θre及び特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]の内のいずれか一方とにより実行しても良い。また、第1基本d軸電圧指令値v* d1及び第1基本q軸電圧指令値v* q1の補正を、第2基本d軸電圧指令値v* d2をフィルタリング処理した信号と回転状態パラメータである電気角度θre及び特性パラメータ[Lxn,L’xn,Mx,M’x,Ran,φan]の内のいずれか一方とにより実行しても良い。 This makes it possible to achieve the effect of suppressing current oscillations that may occur across the d and q axes of the same system and between different systems, depending on the characteristics determined by the specifications of the motor 101 and the like. That is, it is possible to expand the specifications of motors to which the rotating electric machine control method of this embodiment can be applied, and further improve its versatility. In addition, depending on the purpose of simplifying calculations, etc., the second basic d-axis voltage command value v * d2 and the second basic q-axis voltage command value v * q2 may be corrected to the first basic d-axis voltage command value v * Executed using a signal obtained by filtering d1 , the electrical angle θ re which is a rotational state parameter, and one of the characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , Ran , φ an ] You may do so. In addition, the first basic d-axis voltage command value v * d1 and the first basic q-axis voltage command value v * q1 are corrected using the signal obtained by filtering the second basic d-axis voltage command value v * d2 and the rotation state parameter. It may be performed using a certain electrical angle θ re and any one of the characteristic parameters [L xn , L' xn , M x , M' x , Ran , φ an ].

さらに、本実施形態では、上記回転電機制御方法が実行される回転電機制御システムとしてのモータ制御システム100が提供される。 Furthermore, in this embodiment, a motor control system 100 is provided as a rotating electrical machine control system in which the above-described rotating electrical machine control method is executed.

モータ制御システム100は、固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機としてのモータ101において、複数の多相巻線に設定された電圧指令値(三相電圧指令値(v* un,v* vn,v* wn))に応じた電圧を供給することでモータ101の作動を制御する。 The motor control system 100 controls voltage command values (three-phase voltage command values) set to a plurality of polyphase windings in a motor 101 as a multiplex multiphase rotating electric machine in which a plurality of polyphase windings are provided on a stator. The operation of the motor 101 is controlled by supplying voltages corresponding to v * un , v * vn , v * wn )).

特に、モータ制御システム100は、トルク指令値T*及びモータ101の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータ(電気角度θre)に基づいて、第1の多相巻線に対する電圧指令値(基本dq軸電圧指令値(v* xn))のd軸成分である第1d軸電圧指令値(第1基本d軸電圧指令値v* d1)及びq軸成分である第1q軸電圧指令値(第1基本q軸電圧指令値v* q1)と、第2の多相巻線に対する電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値(第2基本d軸電圧指令値v* d2)及びq軸成分である第2q軸電圧指令値(第2基本q軸電圧指令値v* q2)と、を算出する電圧指令値算出部112を有する。また、モータ制御システム100は、電圧指令値算出部112で算出される前記電圧指令値を補正する電圧指令値補正部113を有する。 In particular, the motor control system 100 controls the voltage command value ( basic The first d-axis voltage command value (first basic d-axis voltage command value v * d1 ) is the d-axis component of the dq-axis voltage command value (v * xn )) and the first q-axis voltage command value (first 1 basic q-axis voltage command value v * q1 ), a second d-axis voltage command value (second basic d-axis voltage command value v * d2 ), which is the d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding, and It has a voltage command value calculation unit 112 that calculates a second q-axis voltage command value (second basic q-axis voltage command value v * q2 ), which is a q-axis component. The motor control system 100 also includes a voltage command value correction section 113 that corrects the voltage command value calculated by the voltage command value calculation section 112.

そして、電圧指令値補正部113は、第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流id2及びq軸成分である第2q軸電流iq2における第1基本d軸電圧指令値v* d1の変化に対する各振動成分(式(19)の第3式第1項と第4式第1項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第2基本d軸電圧指令値v* d2と第2基本q軸電圧指令値v* q2を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第3列と第4列)。 Then, the voltage command value correction unit 113 calculates the first basic value in the second d-axis current i d2 which is the d-axis component of the current supplied to the second polyphase winding and the second q-axis current i q2 which is the q-axis component. Calculate each vibration component (see the first term of the third formula and the first term of the fourth formula in formula (19)) with respect to the change in the d-axis voltage command value v * d1 , and calculate the second basic value based on each calculated vibration component. The d-axis voltage command value v * d2 and the second basic q-axis voltage command value v * q2 are corrected (the third and fourth columns of the column vector on the right side of equation (20)).

さらに、電圧指令値補正部113は、第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流id1及びq軸成分である第1q軸電流iq1における第2基本d軸電圧指令値v* d2の変化に対する各振動成分(式(19)の第1式第3項と第2式第3項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第1基本d軸電圧指令値v* d1と第1基本q軸電圧指令値v* q1を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第1列と第2列)。 Further, the voltage command value correction unit 113 calculates a second basic value in the first d-axis current i d1 which is the d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and the first q-axis current i q1 which is the q-axis component. Calculate each vibration component (see the third term of the first equation and the third term of the second equation in equation (19)) for changes in the d-axis voltage command value v * d2 , and calculate the first basic value based on each calculated vibration component. The d-axis voltage command value v * d1 and the first basic q-axis voltage command value v * q1 are corrected (first and second columns of the column vector on the right side of equation (20)).

また、電圧指令値補正部113は、第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流id2及びq軸成分である第2q軸電流iq2における第1基本q軸電圧指令値v* q1の変化に対する各振動成分(式(19)の第3式第2項と第4式第2項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第2基本d軸電圧指令値v* d2と第2基本q軸電圧指令値v* q2を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第3列と第4列)。 Further, the voltage command value correction unit 113 corrects the first basic value in the second d-axis current i d2 which is the d-axis component of the current supplied to the second polyphase winding and the second q-axis current i q2 which is the q-axis component. Calculate each vibration component (see the second term of the third formula and the second term of the fourth formula in formula (19)) for the change in the q-axis voltage command value v * q1 , and calculate the second basic value based on each calculated vibration component. The d-axis voltage command value v * d2 and the second basic q-axis voltage command value v * q2 are corrected (the third and fourth columns of the column vector on the right side of equation (20)).

さらに、電圧指令値補正部113は、第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流id1及びq軸成分である第1q軸電流iq1における第2基本q軸電圧指令値v* q2の変化に対する各振動成分(式(19)の第1式第4項と第2式第4項参照)を算出し、算出した各振動成分に基づいて第1基本d軸電圧指令値v* d1と第1基本q軸電圧指令値v* q1を補正する(式(20)の右辺の列ベクトルの第1列と第2列)。 Further, the voltage command value correction unit 113 calculates a second basic value in the first d-axis current i d1 which is the d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and the first q-axis current i q1 which is the q-axis component. Calculate each vibration component (see the 4th term of the first equation and the 4th term of the second equation of equation (19)) for the change in the q-axis voltage command value v * q2 , and calculate the first basic value based on each calculated vibration component. The d-axis voltage command value v * d1 and the first basic q-axis voltage command value v * q1 are corrected (first and second columns of the column vector on the right side of equation (20)).

これにより、本実施形態の回転電機制御方法を実行するための好適なシステム構成が実現される。 Thereby, a suitable system configuration for executing the rotating electric machine control method of this embodiment is realized.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態で説明した構成は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the configurations described in the above embodiments merely show a part of the application examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、モータ101の回転子の種類が永久磁石型回転子である場合を前提としている。しかしながら、これに限られず、モータ101の回転子として、巻線型回転子、又は籠型回転子などの他の種類の回転子を採用しても良い。 For example, in the embodiment described above, it is assumed that the type of rotor of the motor 101 is a permanent magnet rotor. However, the rotor of the motor 101 is not limited to this, and other types of rotors such as a wire-wound rotor or a cage rotor may be used.

また、本実施形態のモータ制御システム100では、電圧指令値の設定に関してフィードフォワード構成をとることを前提とし、電圧指令値補正部113を採用する例について説明した。しかしながら、これに限らず、モータ101の作動状態を表す各検出値(電流、電力、又はトルクなど)を所定のフィードバック制御器にフィードバックさせて電圧指令値(基本電圧指令値)を出力するシステムに、電圧指令値補正部113を採用しても良い。 Further, in the motor control system 100 of the present embodiment, an example in which the voltage command value correction unit 113 is employed has been described on the premise that a feedforward configuration is adopted for setting the voltage command value. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a system that feeds back each detected value (current, power, torque, etc.) representing the operating state of the motor 101 to a predetermined feedback controller to output a voltage command value (basic voltage command value). , voltage command value correction section 113 may be employed.

なお、フィードバック構成をとるシステムにおいては、フィードバック制御器が出力する電圧指令値から電流への応答性は当該フィードバック制御器の設計応答時定数に応じて変わってくる。この点を考慮し、フィードバック構成をとるシステムに電圧指令値補正部113を採用する場合において、システムにおける制御応答性の低下を抑制するための手段を採用することが好ましい。 Note that in a system having a feedback configuration, the responsiveness from the voltage command value outputted by the feedback controller to the current changes depending on the designed response time constant of the feedback controller. In consideration of this point, when employing the voltage command value correction section 113 in a system having a feedback configuration, it is preferable to employ means for suppressing a decrease in control responsiveness in the system.

このような手段の一例としては、式(21)の時定数τmを上記設計応答時定数よりも十分に小さい値とすることが挙げられる。また、この手段の他の例としては、式(21)における規範応答フィルタ部(1/(τm+1))に代えて、フィードバック制御器の電圧指令値から電流検出値までの伝達特性をプロパー(特に厳密にプロパー)にすることが挙げられる。 An example of such a means is to set the time constant τ m in equation (21) to a value sufficiently smaller than the above-mentioned design response time constant. In addition, as another example of this means, instead of the standard response filter section (1/(τ m +1)) in equation (21), the transfer characteristic from the voltage command value to the detected current value of the feedback controller can be properly adjusted. (especially strictly proper).

また、上記各実施形態では、系統数が2つである場合について説明したが、適宜、系統数が3以上のシステムにおいて、任意の2つの系統間に本発明の構成に係る電圧指令値の補正を適用しても良い。 Further, in each of the above embodiments, the case where the number of systems is two has been described, but in a system where the number of systems is three or more, correction of the voltage command value according to the configuration of the present invention may be made between any two systems as appropriate. may be applied.

100 モータ制御システム
101 モータ
102 PWM変換器
103 インバータ
104 直流電源
105 電流センサ
106 A/D変換器
107 磁極位置検出器
108 パルスカウンタ
109 3相/dq交流座標変換部
110 角速度演算部
111 先読み補償部
112 電圧指令値算出部
113 電圧指令値補正部
114 dq/3相交流座標変換器
100 Motor control system 101 Motor 102 PWM converter 103 Inverter 104 DC power supply 105 Current sensor 106 A/D converter 107 Magnetic pole position detector 108 Pulse counter 109 3-phase/dq AC coordinate conversion unit 110 Angular velocity calculation unit 111 Read-ahead compensation unit 112 Voltage command value calculation unit 113 Voltage command value correction unit 114 dq/3-phase AC coordinate converter

Claims (4)

固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機において、複数の前記多相巻線に設定された電圧指令値に応じた電圧を供給することで前記多重多相回転電機の作動を制御する回転電機制御方法であって、
外部負荷の要求に基づくトルク指令値及び前記多重多相回転電機の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータに基づいて、第1の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第1d軸電圧指令値及びq軸成分である第1q軸電圧指令値と、第2の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値及びq軸成分である第2q軸電圧指令値と、を算出し、
前記第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流及びq軸成分である第2q軸電流における前記第1d軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第2d軸電圧指令値と前記第2q軸電圧指令値を補正し、
前記第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流及びq軸成分である第1q軸電流における前記第2d軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第1d軸電圧指令値と前記第1q軸電圧指令値を補正し、
前記第2d軸電圧指令値及び前記第2q軸電圧指令値の補正を、前記第1d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記多重多相回転電機の特性を表す特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行し、
前記第1d軸電圧指令値及び前記第1q軸電圧指令値の補正を、前記第2d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行する、
回転電機制御方法。
In a multiplex multiphase rotating electrical machine in which a stator is provided with a plurality of multiphase windings, the multiplex multiphase rotating electrical machine is A rotating electric machine control method for controlling operation,
Based on the torque command value based on the external load request and the rotational state parameter representing the rotational state of the rotor of the multi-phase rotating electric machine, the d-axis component of the voltage command value for the first multiphase winding is determined. A first q-axis voltage command value which is a d-axis voltage command value and a q-axis component, and a second d-axis voltage command value which is a d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding and a q-axis component which is a second d-axis voltage command value and a q-axis component. Calculate the 2q-axis voltage command value,
Calculating each vibration component with respect to a change in the first d-axis voltage command value in a second d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the second polyphase winding and a second q-axis current that is a q-axis component of the current. , correcting the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value based on each calculated vibration component,
Calculate each vibration component with respect to a change in the second d-axis voltage command value in a first d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and a first q-axis current that is a q-axis component of the current. , correcting the first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value based on each calculated vibration component ,
Correction of the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value is performed using a signal obtained by filtering the first d-axis voltage command value, the rotational state parameter, and a characteristic parameter representing the characteristics of the multiplex multiphase rotating electric machine. Execute using at least one of
The first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value are corrected using a signal obtained by filtering the second d-axis voltage command value and at least one of the rotational state parameter and the characteristic parameter. and execute it.
Rotating electric machine control method.
固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機において、複数の前記多相巻線に設定された電圧指令値に応じた電圧を供給することで前記多重多相回転電機の作動を制御する回転電機制御方法であって、
外部負荷の要求に基づくトルク指令値及び前記多重多相回転電機の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータに基づいて、第1の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第1d軸電圧指令値及びq軸成分である第1q軸電圧指令値と、第2の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値及びq軸成分である第2q軸電圧指令値と、を算出し、
前記第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流及びq軸成分である第2q軸電流における前記第1q軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第2d軸電圧指令値と前記第2q軸電圧指令値を補正し、
前記第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流及びq軸成分である第1q軸電流における前記第2q軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第1d軸電圧指令値と前記第1q軸電圧指令値を補正し、
前記第2d軸電圧指令値及び前記第2q軸電圧指令値の補正を、前記第1d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記多重多相回転電機の特性を表す特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行し、
前記第1d軸電圧指令値及び前記第1q軸電圧指令値の補正を、前記第2d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行する、
回転電機制御方法。
In a multiplex multiphase rotating electrical machine in which a stator is provided with a plurality of multiphase windings, the multiplex multiphase rotating electrical machine is A rotating electric machine control method for controlling operation,
Based on the torque command value based on the external load request and the rotational state parameter representing the rotational state of the rotor of the multi-phase rotating electric machine, the d-axis component of the voltage command value for the first multiphase winding is determined. A first q-axis voltage command value which is a d-axis voltage command value and a q-axis component, and a second d-axis voltage command value which is a d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding and a q-axis component which is a second d-axis voltage command value and a q-axis component. Calculate the 2q-axis voltage command value,
Calculating each vibration component with respect to a change in the first q-axis voltage command value in a second d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the second multiphase winding and a second q-axis current that is a q-axis component. , correcting the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value based on each calculated vibration component,
Calculating each vibration component with respect to a change in the second q-axis voltage command value in a first d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and a first q-axis current that is a q-axis component. , correcting the first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value based on each calculated vibration component ,
Correction of the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value is performed using a signal obtained by filtering the first d-axis voltage command value, the rotational state parameter, and a characteristic parameter representing the characteristics of the multiplex multiphase rotating electric machine. Execute using at least one of
The first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value are corrected using a signal obtained by filtering the second d-axis voltage command value and at least one of the rotational state parameter and the characteristic parameter. and execute it.
Rotating electric machine control method.
固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機において、複数の前記多相巻線に設定された電圧指令値に応じた電圧を供給することで前記多重多相回転電機の作動を制御する回転電機制御システムであって、
外部負荷の要求に基づくトルク指令値及び前記多重多相回転電機の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータに基づいて、第1の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第1d軸電圧指令値及びq軸成分である第1q軸電圧指令値と、第2の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値及びq軸成分である第2q軸電圧指令値と、を算出する電圧指令値算出部と、
前記電圧指令値算出部で算出される前記電圧指令値を補正する電圧指令値補正部と、有し、
前記電圧指令値補正部は、
前記第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流及びq軸成分である第2q軸電流における前記第1d軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第2d軸電圧指令値と前記第2q軸電圧指令値を補正し、
前記第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流及びq軸成分である第1q軸電流における前記第2d軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第1d軸電圧指令値と前記第1q軸電圧指令値を補正し、
前記第2d軸電圧指令値及び前記第2q軸電圧指令値の補正を、前記第1d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記多重多相回転電機の特性を表す特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行し、
前記第1d軸電圧指令値及び前記第1q軸電圧指令値の補正を、前記第2d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行する、
回転電機制御システム。
In a multiplex multiphase rotating electrical machine in which a stator is provided with a plurality of multiphase windings, the multiplex multiphase rotating electrical machine is A rotating electrical machine control system for controlling operation,
Based on the torque command value based on the external load request and the rotational state parameter representing the rotational state of the rotor of the multi-phase rotating electric machine, the d-axis component of the voltage command value for the first multiphase winding is determined. A first q-axis voltage command value which is a d-axis voltage command value and a q-axis component, and a second d-axis voltage command value which is a d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding and a q-axis component which is a second d-axis voltage command value and a q-axis component. a voltage command value calculation unit that calculates a 2q-axis voltage command value;
a voltage command value correction unit that corrects the voltage command value calculated by the voltage command value calculation unit;
The voltage command value correction section includes:
Calculating each vibration component with respect to a change in the first d-axis voltage command value in a second d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the second polyphase winding and a second q-axis current that is a q-axis component of the current. , correcting the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value based on each calculated vibration component,
Calculate each vibration component with respect to a change in the second d-axis voltage command value in a first d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and a first q-axis current that is a q-axis component of the current. , correcting the first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value based on each calculated vibration component ,
Correction of the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value is performed using a signal obtained by filtering the first d-axis voltage command value, the rotational state parameter, and a characteristic parameter representing the characteristics of the multiplex multiphase rotating electric machine. Execute using at least one of
The first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value are corrected using a signal obtained by filtering the second d-axis voltage command value and at least one of the rotational state parameter and the characteristic parameter. and execute it.
Rotating electrical machine control system.
固定子に複数の多相巻線が設けられた多重多相回転電機において、複数の前記多相巻線に電圧指令値に応じた電圧を供給することで前記多重多相回転電機の作動を制御する回転電機制御システムであって、
外部負荷の要求に基づくトルク指令値及び前記多重多相回転電機の回転子の回転状態を表す回転状態パラメータに基づいて、第1の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第1d軸電圧指令値及びq軸成分である第1q軸電圧指令値と、第2の多相巻線に対する前記電圧指令値のd軸成分である第2d軸電圧指令値及びq軸成分である第2q軸電圧指令値と、を算出する電圧指令値算出部と、
前記電圧指令値算出部で算出される前記電圧指令値を補正する電圧指令値補正部と、有し、
前記電圧指令値補正部は、
前記第2の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第2d軸電流及びq軸成分である第2q軸電流における前記第1q軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第2d軸電圧指令値と前記第2q軸電圧指令値を補正し、
前記第1の多相巻線に供給される電流のd軸成分である第1d軸電流及びq軸成分である第1q軸電流における前記第2q軸電圧指令値の変化に対する各振動成分を算出し、算出した各振動成分に基づいて前記第1d軸電圧指令値と前記第1q軸電圧指令値を補正し、
前記第2d軸電圧指令値及び前記第2q軸電圧指令値の補正を、前記第1d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記多重多相回転電機の特性を表す特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行し、
前記第1d軸電圧指令値及び前記第1q軸電圧指令値の補正を、前記第2d軸電圧指令値をフィルタリング処理した信号と、前記回転状態パラメータ及び前記特性パラメータの少なくとも何れか一方と、を用いて実行する、
回転電機制御システム。
In a multiplex multiphase rotating electrical machine in which a stator is provided with a plurality of multiphase windings, the operation of the multiplex multiphase rotating electrical machine is controlled by supplying a voltage according to a voltage command value to the multiple polyphase windings. A rotating electrical machine control system that
Based on the torque command value based on the external load request and the rotational state parameter representing the rotational state of the rotor of the multi-phase rotating electric machine, the d-axis component of the voltage command value for the first multiphase winding is determined. A first q-axis voltage command value which is a d-axis voltage command value and a q-axis component, and a second d-axis voltage command value which is a d-axis component of the voltage command value for the second polyphase winding and a q-axis component which is a second d-axis voltage command value and a q-axis component. a voltage command value calculation unit that calculates a 2q-axis voltage command value;
a voltage command value correction unit that corrects the voltage command value calculated by the voltage command value calculation unit;
The voltage command value correction section includes:
Calculating each vibration component with respect to a change in the first q-axis voltage command value in a second d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the second multiphase winding and a second q-axis current that is a q-axis component. , correcting the second d-axis voltage command value and the second q-axis voltage command value based on each calculated vibration component,
Calculating each vibration component with respect to a change in the second q-axis voltage command value in a first d-axis current that is a d-axis component of the current supplied to the first polyphase winding and a first q-axis current that is a q-axis component. , correcting the first d-axis voltage command value and the first q-axis voltage command value based on each calculated vibration component ,
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013192398A (en) 2012-03-14 2013-09-26 Nissan Motor Co Ltd Controller of motor and control method of motor
JP2018182780A (en) 2017-04-03 2018-11-15 株式会社デンソー Controller of multi-phase rotary machine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3899648B2 (en) * 1998-03-13 2007-03-28 株式会社明電舎 Control method of multi-winding motor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013192398A (en) 2012-03-14 2013-09-26 Nissan Motor Co Ltd Controller of motor and control method of motor
JP2018182780A (en) 2017-04-03 2018-11-15 株式会社デンソー Controller of multi-phase rotary machine

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