JP7357112B2 - Rotating machine control device - Google Patents

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Description

本開示は、回転機を制御する回転機制御装置に関する。 The present disclosure relates to a rotating machine control device that controls a rotating machine.

従来、同期回転機(同期モータ)の駆動方法として、直接トルク制御(DTC:Direct Torque Control)を用いた位置センサレス磁束制御が知られている。たとえば、特許文献1には、位置センサレス磁束制御について開示されている。 Conventionally, position sensorless magnetic flux control using direct torque control (DTC) is known as a method for driving a synchronous rotating machine (synchronous motor). For example, Patent Document 1 discloses position sensorless magnetic flux control.

また、従来、トルクリプルを低減する方法等が知られている。たとえば、非特許文献1および非特許文献2には、トルクリプルを低減する方法が開示されている。 Furthermore, methods for reducing torque ripple are conventionally known. For example, Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 disclose methods for reducing torque ripple.

特開2020-178429号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-178429

井上征則、森本茂雄、真田雅之、「高調派を含む埋込磁石同期モータの直接トルク制御によるトルクリプル低減」、平成18年電気学会産業応用部門大会、1-4、p.173-176Yukinori Inoue, Shigeo Morimoto, Masayuki Sanada, "Torque ripple reduction by direct torque control of embedded magnet synchronous motors including high-speed motors", 2006 IEEJ Industrial Application Division Conference, 1-4, p. 173-176 寺山祐樹、星伸一、「PMSMの磁気飽和を考慮した鎖交磁束高調波成分推定値を用いたトルクリプル抑制制御」、電気学会論文誌D、Vol.141、No.4、pp.366-373Yuki Terayama, Shinichi Hoshi, "Torque ripple suppression control using estimated flux linkage harmonic components considering magnetic saturation of PMSM," IEEJ Transactions D, Vol. 141, No. 4, pp. 366-373

位置センサレス磁束制御において、トルクリプルを効果的に低減することが望まれる。 In position sensorless magnetic flux control, it is desired to effectively reduce torque ripple.

そこで、本開示は、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルを効果的に低減できる回転機制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a rotating machine control device that can effectively reduce torque ripple in position sensorless magnetic flux control.

本開示の一態様に係る回転機制御装置は、同期回転機の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部と、推定された前記回転機磁束である推定磁束と前記同期回転機の検出電流との第1内積、または前記同期回転機の永久磁石の推定された磁石磁束と前記検出電流との第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅を生成する指令振幅生成部と、前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて前記磁石磁束の位相である磁石位相を特定し、前記磁石位相をdm軸としかつ前記磁石位相に対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、前記推定磁束のqm軸磁束と前記検出電流のqm軸電流と前記磁石位相の高調波成分とを特定する磁化特性特定部と、前記qm軸電流と前記高調波成分とに基づいて得られるリプル補償トルクを用いて、リプル補償位相を特定するリプル補償特定部と、前記リプル補償位相とトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令磁束ベクトル位相を特定する指令位相特定部と、前記指令振幅と前記指令磁束ベクトル位相とに基づいて前記指令磁束を生成する指令磁束生成部とを備える。 A rotating machine control device according to an aspect of the present disclosure includes a magnetic flux estimation unit that estimates a rotating machine magnetic flux that is a magnetic flux of a synchronous rotating machine, and an estimated magnetic flux that is the estimated rotating machine magnetic flux and a detected current of the synchronous rotating machine. A command amplitude, which is the amplitude of the command magnetic flux, is generated by performing feedback control using a first inner product of the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine and a second inner product of the detected current. a command amplitude generation unit, specifying a magnet phase that is the phase of the magnet magnetic flux based on the estimated magnetic flux and the detected current, and setting the magnet phase as a dm axis and leading the magnet phase by 90 degrees; a magnetization characteristic specifying unit that specifies the qm-axis magnetic flux of the estimated magnetic flux, the qm-axis current of the detected current, and the harmonic component of the magnet phase using dm-qm coordinates defined as the qm-axis; a ripple compensation specifying unit that specifies a ripple compensation phase using a ripple compensation torque obtained based on the harmonic component; and a ripple compensation specifying unit that specifies a command magnetic flux vector phase based on the ripple compensation phase and a torque command or a rotational speed command. and a command magnetic flux generating section that generates the command magnetic flux based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase.

本開示の一態様に係る回転機制御装置は、同期回転機の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部と、推定された前記回転機磁束である推定磁束と前記同期回転機の検出電流との第1内積、または前記同期回転機の永久磁石の推定された磁石磁束と前記検出電流との第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅を生成する指令振幅生成部と、前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて前記磁石磁束の位相である磁石位相を特定し、前記磁石位相をdm軸としかつ前記磁石位相に対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、前記推定磁束のqm軸磁束と前記検出電流のqm軸電流と前記磁石位相の高調波成分とを特定する磁化特性特定部と、前記qm軸電流と前記高調波成分とに基づいてリプル補償トルクを特定するリプル補償特定部と、前記リプル補償トルクに基づいて共振部によって特定されるリプル補償位相とトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令磁束ベクトル位相を特定する指令位相特定部と、前記指令振幅と前記指令磁束ベクトル位相とに基づいて前記指令磁束を生成する指令磁束生成部とを備える。 A rotating machine control device according to an aspect of the present disclosure includes a magnetic flux estimation unit that estimates a rotating machine magnetic flux that is a magnetic flux of a synchronous rotating machine, and an estimated magnetic flux that is the estimated rotating machine magnetic flux and a detected current of the synchronous rotating machine. A command amplitude, which is the amplitude of the command magnetic flux, is generated by performing feedback control using a first inner product of the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine and a second inner product of the detected current. a command amplitude generation unit, specifying a magnet phase that is the phase of the magnet magnetic flux based on the estimated magnetic flux and the detected current, and setting the magnet phase as a dm axis and leading the magnet phase by 90 degrees; a magnetization characteristic specifying unit that specifies the qm-axis magnetic flux of the estimated magnetic flux, the qm-axis current of the detected current, and the harmonic component of the magnet phase using dm-qm coordinates defined as the qm-axis; a ripple compensation specifying section that specifies ripple compensation torque based on the harmonic component; and a command magnetic flux vector based on the ripple compensation phase specified by the resonance section based on the ripple compensation torque and the torque command or rotational speed command. It includes a command phase identifying section that identifies a phase, and a command magnetic flux generating section that generates the command magnetic flux based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase.

本開示の一態様に係る回転機制御装置は、同期回転機の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部と、推定された前記回転機磁束である推定磁束と前記同期回転機の検出電流との第1内積、または前記同期回転機の永久磁石の推定された磁石磁束と前記検出電流との第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅を生成する指令振幅生成部と、前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて前記磁石磁束の位相である磁石位相を特定し、前記磁石位相をdm軸としかつ前記磁石位相に対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、前記検出電流のqm軸電流の脈動分を含むリプル補償トルクに基づいて、共振部によってリプル補償位相を特定するリプル補償特定部と、前記リプル補償位相とトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令磁束ベクトル位相を特定する指令位相特定部と、前記指令振幅と前記指令磁束ベクトル位相とに基づいて前記指令磁束を生成する指令磁束生成部とを備える。 A rotating machine control device according to an aspect of the present disclosure includes a magnetic flux estimation unit that estimates a rotating machine magnetic flux that is a magnetic flux of a synchronous rotating machine, and an estimated magnetic flux that is the estimated rotating machine magnetic flux and a detected current of the synchronous rotating machine. A command amplitude, which is the amplitude of the command magnetic flux, is generated by performing feedback control using a first inner product of the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine and a second inner product of the detected current. a command amplitude generation unit, specifying a magnet phase that is the phase of the magnet magnetic flux based on the estimated magnetic flux and the detected current, and setting the magnet phase as a dm axis and leading the magnet phase by 90 degrees; a ripple compensation specifying unit that specifies a ripple compensation phase using a resonance section based on a ripple compensation torque including a pulsation component of the qm-axis current of the detected current using a dm-qm coordinate with a qm axis; and a command phase identification unit that identifies a command magnetic flux vector phase based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase, and a command magnetic flux generation unit that generates the command magnetic flux based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase. .

本開示の一態様に係る回転機制御装置によれば、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルを効果的に低減できる。 According to the rotating machine control device according to one aspect of the present disclosure, torque ripple can be effectively reduced in position sensorless magnetic flux control.

図1は、第1の実施の形態に係る回転機制御装置等のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a rotating machine control device, etc. according to the first embodiment. 図2は、αβ座標系、dq座標系、およびdmqm座標系を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the αβ coordinate system, the dq coordinate system, and the dmqm coordinate system. 図3は、図1の回転機制御装置の位置センサレス制御部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a position sensorless control section of the rotating machine control device of FIG. 1. 図4は、図3の位置センサレス制御部の指令振幅生成部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a command amplitude generation section of the position sensorless control section of FIG. 3. 図5は、図3の位置センサレス制御部の磁化特性特定部のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of the magnetization characteristic specifying section of the position sensorless control section of FIG. 3. 図6は、図5の磁化特性特定部のフーリエ変換部のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of the Fourier transform section of the magnetization characteristic specifying section of FIG. 5. 図7は、図5の磁化特性特定部によって生成される磁気エネルギーテーブルを示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a magnetic energy table generated by the magnetization characteristic specifying section of FIG. 図8は、図3の位置センサレス制御部のリプル補償特定部のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of the ripple compensation specifying section of the position sensorless control section of FIG. 3. 図9は、図8のリプル補償特定部のリプルトルク特定部のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of the ripple torque specifying section of the ripple compensation specifying section of FIG. 8. 図10は、図8のリプル補償特定部のリプル位相特定部のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of the ripple phase identifying section of the ripple compensation identifying section of FIG. 8. 図11は、図3の位置センサレス制御部の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of the command phase specifying section of the position sensorless control section of FIG. 3. 図12は、第2の実施の形態に係る回転機制御装置の指令振幅生成部のブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of the command amplitude generation section of the rotating machine control device according to the second embodiment. 図13は、第3の実施の形態に係る回転機制御装置の磁化特性特定部のブロック図である。FIG. 13 is a block diagram of a magnetization characteristic specifying section of a rotating machine control device according to a third embodiment. 図14は、第3の実施の形態に係る回転機制御装置の他の磁化特性特定部のブロック図である。FIG. 14 is a block diagram of another magnetization characteristic specifying section of the rotating machine control device according to the third embodiment. 図15は、第4の実施の形態に係る回転機制御装置の位置センサレス制御部のブロック図である。FIG. 15 is a block diagram of a position sensorless control section of a rotating machine control device according to a fourth embodiment. 図16は、図15の位置センサレス制御部の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 16 is a block diagram of the command phase specifying section of the position sensorless control section of FIG. 15. 図17は、第5の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to a fifth embodiment. 図18は、第6の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 18 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to a sixth embodiment. 図19は、第7の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 19 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to a seventh embodiment. 図20は、第8の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 20 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to an eighth embodiment. 図21は、第9の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 21 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to a ninth embodiment. 図22は、第10の実施の形態に係る回転機制御装置等のブロック図である。FIG. 22 is a block diagram of a rotating machine control device, etc. according to the tenth embodiment. 図23は、図22の回転機制御装置の位置センサレス制御部のブロック図である。FIG. 23 is a block diagram of the position sensorless control section of the rotating machine control device of FIG. 22. 図24は、図23の位置センサレス制御部のリプル補償特定部のブロック図である。FIG. 24 is a block diagram of the ripple compensation specifying section of the position sensorless control section of FIG. 23. 図25は、図23の位置センサレス制御部の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 25 is a block diagram of the command phase identification section of the position sensorless control section of FIG. 23. 図26は、第13の実施の形態に係る回転機制御装置の位置センサレス制御部のブロック図である。FIG. 26 is a block diagram of a position sensorless control section of a rotating machine control device according to a thirteenth embodiment. 図27は、図26の位置センサレス制御部の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 27 is a block diagram of the command phase specifying section of the position sensorless control section of FIG. 26. 図28は、第14の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 28 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to the fourteenth embodiment. 図29は、第15の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 29 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to a fifteenth embodiment. 図30は、第16の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 30 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to a sixteenth embodiment. 図31は、第17の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 31 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to the seventeenth embodiment. 図32は、第18の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部のブロック図である。FIG. 32 is a block diagram of a command phase identification section of a rotating machine control device according to the eighteenth embodiment. 図33は、第19の実施の形態に係る回転機制御装置等のブロック図である。FIG. 33 is a block diagram of a rotating machine control device, etc. according to the nineteenth embodiment. 図34は、図33の回転機制御装置の位置センサレス制御部のブロック図である。FIG. 34 is a block diagram of the position sensorless control section of the rotating machine control device of FIG. 33. 図35は、図34の位置センサレス制御部のリプル補償特定部のブロック図である。FIG. 35 is a block diagram of the ripple compensation specifying section of the position sensorless control section of FIG. 34. 図36は、回転機におけるトルクの波形を示すグラフである。FIG. 36 is a graph showing a torque waveform in a rotating machine.

以下、本開示の一態様に係る回転機制御装置の具体例について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ならびに、ステップ(工程)およびステップの順序等は、一例であって本開示を限定する趣旨ではない。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。 Hereinafter, a specific example of a rotating machine control device according to one aspect of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The embodiments shown here are all specific examples of the present disclosure. Therefore, the numerical values, shapes, components, arrangement and connection forms of the components, steps (processes) and order of steps, etc. shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the present disclosure. . Furthermore, each figure is a schematic diagram and is not necessarily strictly illustrated.

なお、本開示の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Note that comprehensive or specific aspects of the present disclosure may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable recording medium such as a CD-ROM. It may be realized by any combination of programs and recording media.

(第1の実施の形態)
図1に示すように、回転機制御装置100は、第1電流センサ102、第2電流センサ104、位置センサレス制御部106、およびデューティ生成部108を備えている。回転機制御装置100は、PWM(Pulse Width Modulation)インバータ300および同期回転機400に接続されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the rotating machine control device 100 includes a first current sensor 102, a second current sensor 104, a position sensorless control section 106, and a duty generation section 108. The rotating machine control device 100 is connected to a PWM (Pulse Width Modulation) inverter 300 and a synchronous rotating machine 400.

位置センサレス制御部106は、同期回転機400の位置センサレス磁束制御を行う。位置センサレス制御部106は、同期回転機400の位置センサレス磁束制御運転を実行するように構成されている。本実施の形態では、位置センサレス磁束制御運転が実行されている期間において、同期回転機400のロータの回転速度(回転数)が、同期回転機400に印加される回転機電流の回転速度(同期速度)に一致する。位置センサレス磁束制御運転は、エンコーダおよびレゾルバ等の位置センサを用いない運転である。本明細書では、説明の便宜上、推定された回転機磁束の位相を用いて回転機磁束を制御する運転を磁束制御運転と称する。回転機磁束は、同期回転機400に印加されている3相交流座標上の電機子鎖交磁束と、この電機子鎖交磁束を座標変換することにより得た磁束の両方を含む概念である。本明細書では、「振幅」は、単に大きさ(絶対値)を指す場合がある。 The position sensorless control unit 106 performs position sensorless magnetic flux control of the synchronous rotating machine 400. The position sensorless control unit 106 is configured to perform position sensorless magnetic flux control operation of the synchronous rotating machine 400. In this embodiment, during the period in which the position sensorless magnetic flux control operation is being performed, the rotation speed (rotation speed) of the rotor of the synchronous rotating machine 400 is changed to the rotation speed (rotation speed) of the rotating machine current applied to the synchronous rotating machine 400 (synchronous rotation speed). speed). Position sensorless magnetic flux control operation is operation that does not use position sensors such as encoders and resolvers. In this specification, for convenience of explanation, an operation in which the rotating machine magnetic flux is controlled using the estimated phase of the rotating machine magnetic flux is referred to as a magnetic flux control operation. The rotating machine magnetic flux is a concept that includes both the armature linkage flux on the three-phase AC coordinates applied to the synchronous rotating machine 400 and the magnetic flux obtained by coordinate transformation of this armature linkage flux. In this specification, "amplitude" may simply refer to magnitude (absolute value).

回転機制御装置100の一部または全部の要素は、DSP(Digital Signal Processor)またはマイクロコンピュータにおいて実行される制御アプリケーションによって提供され得る。DSPまたはマイクロコンピュータは、コア、メモリ、A/D変換回路および通信ポート等の周辺装置を含んでいてもよい。また、回転機制御装置100の一部または全部の要素は、論理回路によって構成されていてもよい。 Some or all of the elements of the rotating machine control device 100 may be provided by a control application executed on a DSP (Digital Signal Processor) or a microcomputer. A DSP or microcomputer may include a core, memory, A/D conversion circuitry, and peripherals such as communication ports. Furthermore, some or all of the elements of the rotating machine control device 100 may be configured by logic circuits.

(回転機制御装置100による制御の概要)
回転機制御装置100は、指令トルクTe *および相電流iu,iwから、デューティDu,Dv,Dwを生成する。PWMインバータ300によって、デューティDu,Dv,Dwから、同期回転機400に印加するべき電圧ベクトルvu,vv,vwが生成される。指令トルクTe *は、上位制御装置から回転機制御装置100に与えられる。指令トルクTe *は、モータトルクが追従するべきトルクを表す。
(Summary of control by rotating machine control device 100)
The rotating machine control device 100 generates duties D u , D v , D w from command torque T e * and phase currents i u , i w . The PWM inverter 300 generates voltage vectors v u , v v , v w to be applied to the synchronous rotating machine 400 from the duties Du , D v , D w . The command torque T e * is given to the rotating machine control device 100 from the host control device. The command torque T e * represents the torque that the motor torque should follow.

以下、回転機制御装置100の動作の概要を説明する。電流センサ102,104(第1電流センサ102、第2電流センサ104)によって、相電流iu,iwが検出される。位置センサレス磁束制御運転を実行しているとき、位置センサレス制御部106によって、指令トルクTe *および相電流iu,iwから、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *が生成される。指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *の各成分は、それぞれ3相交流座標上のU相電圧、V相電圧、およびW相電圧に対応する。デューティ生成部108によって、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *から、デューティDu,Dv,Dwが生成される。デューティDu,Dv,Dwは、PWMインバータ300に入力される。このような制御によって、同期回転機400は、トルクが指令トルクTe *に追従するように制御される。 An overview of the operation of the rotating machine control device 100 will be described below. Phase currents i u and i w are detected by current sensors 102 and 104 (first current sensor 102 and second current sensor 104). When performing position sensorless magnetic flux control operation, the position sensorless control unit 106 generates command voltage vectors v u * , v v *, v w * from command torque T e * and phase currents i u , i w . be done. Each component of the command voltage vectors v u * , v v * , v w * corresponds to a U-phase voltage, a V-phase voltage, and a W-phase voltage on the three-phase AC coordinates, respectively. The duty generation unit 108 generates duties Du , Dv , and Dw from the command voltage vectors vu * , vv * , and vw * . The duties D u , D v , and D w are input to the PWM inverter 300 . Through such control, the synchronous rotating machine 400 is controlled so that the torque follows the command torque T e * .

以下では、α-β座標に基づいて回転機制御装置100を説明することがある。また、d-q座標に基づいて回転機制御装置100を説明することもある。また、dm-qm座標に基づいて回転機制御装置100を説明することもある。図2に、α-β座標、d-q座標、およびdm-qm座標を示す。α-β座標は、固定座標である。α-β座標は、静止座標とも交流座標とも称される。α軸は、U軸(図2では省略)と同一方向に延びる軸として設定される。U軸は、回転機制御装置100のU相巻線に対応する。β軸は、α軸と直交する。d-q座標は、回転座標である。d-q座標は、同期回転機400のロータの位相をd軸とし、当該位相に対して90度進んだ位相をq軸とする座標系である。dm-qm座標は、回転座標である。dm軸は、同期回転機400の永久磁石の推定された磁束である磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mをdm軸とし、磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸とした座標系である。 Below, the rotating machine control device 100 may be explained based on α-β coordinates. Further, the rotating machine control device 100 may be explained based on the dq coordinates. Further, the rotating machine control device 100 may be explained based on dm-qm coordinates. FIG. 2 shows α-β coordinates, dq coordinates, and dm-qm coordinates. The α-β coordinates are fixed coordinates. The α-β coordinate is also called a stationary coordinate or an alternating current coordinate. The α-axis is set as an axis extending in the same direction as the U-axis (omitted in FIG. 2). The U-axis corresponds to the U-phase winding of the rotating machine control device 100. The β axis is perpendicular to the α axis. The dq coordinates are rotational coordinates. The dq coordinate is a coordinate system in which the d-axis is the phase of the rotor of the synchronous rotating machine 400, and the q-axis is a phase 90 degrees ahead of the phase. The dm-qm coordinates are rotational coordinates. The dm axis is the magnet phase θ dm, which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am , which is the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine 400 , and the qm axis is the phase that is 90 degrees ahead of the magnet phase θ dm . The coordinate system is

(位置センサレス制御部106)
図1に戻って、位置センサレス制御部106は、回転機磁束の振幅が目標振幅へと収束するように指令振幅を設定する位置センサレス磁束制御運転を実行する。位置センサレス磁束制御運転は、磁束推定部112(後述)に基づいて推定された回転機磁束の位相(推定位相θs)から求められる指令位相θs *を参照しながら実行される。目標振幅は、回転機磁束の振幅が最終的に到達するべき振幅である。指令振幅は、回転機磁束の振幅が追従するべき振幅である。
(Position sensorless control unit 106)
Returning to FIG. 1, the position sensorless control unit 106 executes a position sensorless magnetic flux control operation in which the command amplitude is set so that the amplitude of the rotating machine magnetic flux converges to the target amplitude. The position sensorless magnetic flux control operation is executed while referring to the command phase θ s * obtained from the phase (estimated phase θ s ) of the rotating machine magnetic flux estimated based on the magnetic flux estimation unit 112 (described later). The target amplitude is the amplitude that the rotating machine magnetic flux should ultimately reach. The command amplitude is the amplitude that the amplitude of the rotating machine magnetic flux should follow.

図3に示すように、位置センサレス制御部106は、u,w/α,β変換部110、磁束推定部112、位相特定部114、トルク推定部116、指令振幅生成部118、磁化特性特定部120、リプル補償特定部122、指令位相特定部124、指令磁束生成部126、電圧指令生成部128、およびα,β/u,v,w変換部130を備えている。 As shown in FIG. 3, the position sensorless control unit 106 includes a u, w/α, β conversion unit 110, a magnetic flux estimation unit 112, a phase identification unit 114, a torque estimation unit 116, a command amplitude generation unit 118, and a magnetization characteristic identification unit. 120, a ripple compensation specifying section 122, a command phase specifying section 124, a command magnetic flux generating section 126, a voltage command generating section 128, and an α, β/u, v, w converting unit 130.

位置センサレス制御部106では、u,w/α,β変換部110によって、相電流iu,iwが、軸電流iα,iβに変換される。軸電流iα,iβは、同期回転機400のα-β座標上におけるα軸電流iαおよびβ軸電流iβをまとめて記載したものである。磁束推定部112によって、回転機磁束が推定される(推定磁束Ψsが求められる)。推定磁束Ψsのα軸成分およびβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψα,Ψβと記載する。位相特定部114によって、推定磁束Ψsから、回転機磁束の位相が推定される(推定磁束Ψsの推定位相θsが求められる)。トルク推定部116によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから、モータトルクが推定される(推定トルクTeが求められる)。指令振幅生成部118によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから、指令振幅|Ψs *|が生成される。磁化特性特定部120によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから、qm軸電流iq mおよび磁石位相θd mの高調波成分nθd mが特定される。リプル補償特定部122によって、qm軸電流iq mおよび高調波成分nθd mから、リプル補償位相θrippleが特定される。指令位相特定部124によって、推定磁束Ψsの推定位相θs、指令トルクTe *、推定トルクTe、およびリプル補償位相θrippleから、指令磁束ベクトルΨs *の指令位相(指令磁束ベクトル位相)θs *が求められる。指令磁束生成部126によって、指令振幅|Ψs *|および指令位相θs *から、指令磁束ベクトルΨs *が求められる。指令磁束ベクトルΨs *のα軸成分およびβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψα *およびβ軸指令磁束Ψβ *と記載する。電圧指令生成部128によって、指令磁束Ψα *,Ψβ *、推定磁束Ψα,Ψβ、および軸電流iα,iβから、指令軸電圧vα *,vβ *が求められる。指令軸電圧vα *,vβ *は、同期回転機400のα-β座標上におけるα軸指令軸電圧vα *およびβ軸指令軸電圧vβ *をまとめて記載したものである。α,β/u,v,w変換部130によって、指令軸電圧vα *,vβ *が、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *に変換される。 In the position sensorless control unit 106, the u, w/α, β conversion unit 110 converts the phase currents i u and i w into shaft currents i α and i β . Axial currents i α and i β are a collective description of α-axis current i α and β-axis current i β on the α-β coordinate of the synchronous rotating machine 400. The rotating machine magnetic flux is estimated by the magnetic flux estimation unit 112 (estimated magnetic flux Ψ s is determined). The α-axis component and β-axis component of the estimated magnetic flux Ψ s are written as estimated magnetic flux Ψ α and Ψ β , respectively. The phase specifying unit 114 estimates the phase of the rotating machine magnetic flux from the estimated magnetic flux Ψ s (the estimated phase θ s of the estimated magnetic flux Ψ s is determined). The motor torque is estimated by the torque estimation unit 116 from the estimated magnetic flux Ψ s and the shaft currents i α and i β (estimated torque T e is determined). The command amplitude generation unit 118 generates the command amplitude |Ψ s * | from the estimated magnetic flux Ψ s and the shaft currents i α and i β . The magnetization characteristic specifying unit 120 specifies the harmonic component nθ dm of the qm-axis current i qm and the magnet phase θ dm from the estimated magnetic flux Ψ s and the axis currents i α , i β . The ripple compensation specifying unit 122 specifies the ripple compensation phase θ ripple from the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . The command phase specifying unit 124 determines the command phase (command flux vector phase) of the command magnetic flux vector Ψ s * from the estimated phase θ s of the estimated magnetic flux Ψ s , the command torque T e * , the estimated torque T e , and the ripple compensation phase θ ripple . ) θ s * is found. The command magnetic flux generation unit 126 determines the command magnetic flux vector Ψ s * from the command amplitude |Ψ s * | and the command phase θ s * . The α-axis component and β-axis component of the commanded magnetic flux vector Ψ s * are written as α-axis commanded magnetic flux Ψ α * and β-axis commanded magnetic flux Ψ β * , respectively. The voltage command generation unit 128 calculates command shaft voltages v α * , v β * from command magnetic fluxes Ψ α *, Ψ β *, estimated magnetic fluxes Ψ α , Ψ β , and shaft currents i α , i β . The command shaft voltages v α * and v β * are a collective description of the α-axis command shaft voltage v α * and the β-axis command shaft voltage v β * on the α-β coordinate of the synchronous rotating machine 400. The α, β/u, v, w conversion unit 130 converts the command shaft voltages v α * , v β * into command voltage vectors v u * , v v * , v w * .

位置センサレス磁束制御運転においては、このような制御によって、モータトルクが指令トルクTe *に追従し、回転機磁束が指令磁束ベクトルΨs *に追従する。その結果、同期回転機400の速度が指令速度ωref *に追従する。上述のように、「位置センサレス制御部106は、回転機磁束の振幅が目標振幅へと収束するように、指令振幅を設定する位置センサレス磁束制御運転を実行する」と表現する場合、「目標振幅」は、指令振幅|Ψs *|に対応する。これを考慮して、以下では、指令振幅|Ψs *|を目標振幅|Ψs *|と称することがある。 In the position sensorless magnetic flux control operation, such control causes the motor torque to follow the command torque T e * , and the rotating machine magnetic flux to follow the command magnetic flux vector Ψ s * . As a result, the speed of the synchronous rotating machine 400 follows the command speed ω ref * . As mentioned above, when expressing "the position sensorless control unit 106 executes a position sensorless magnetic flux control operation that sets the command amplitude so that the amplitude of the rotating machine magnetic flux converges to the target amplitude", it means "target amplitude". ” corresponds to the command amplitude |Ψ s * |. Considering this, hereinafter, the command amplitude |Ψ s * | may be referred to as the target amplitude |Ψ s * |.

本明細書では、軸電流iα,iβは、実際に同期回転機400を流れる電流ではなく、情報として伝達される電流値を意味する。指令軸電圧vα *,vβ *、推定磁束Ψs、推定位相θs、指令位相θs *、推定トルクTe、指令トルクTe *、指令振幅|Ψs *|(目標振幅|Ψs *|)、指令磁束ベクトルΨs *、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *、指令速度ωref *、磁石位相θd m、高調波成分nθd m、およびqm軸電流iq m等も情報として伝達される値を意味する。 In this specification, the shaft currents i α and i β do not mean currents that actually flow through the synchronous rotating machine 400, but current values that are transmitted as information. Command shaft voltage v α * , v β * , estimated magnetic flux Ψ s , estimated phase θ s , command phase θ s * , estimated torque T e , command torque T e * , command amplitude | Ψ s * | (target amplitude | Ψ s * |), command magnetic flux vector Ψ s * , command voltage vector v u * , v v * , v w * , command speed ω ref * , magnet phase θ dm , harmonic component nθ dm , and qm-axis current i qm etc. also mean values transmitted as information.

図3に示す位置センサレス制御部106の構成要素について、以下で説明する。 The components of the position sensorless control section 106 shown in FIG. 3 will be described below.

(u,w/α,β変換部110)
u,w/α,β変換部110は、相電流iu,iwを軸電流iα,iβに変換する。具体的には、u,w/α,β変換部110は、式(1)および式(2)によって、相電流iu,iwを軸電流iα,iβに変換して、軸電流iα,iβを出力する。
(u, w/α, β conversion unit 110)
The u, w/α, β converter 110 converts the phase currents i u , i w into shaft currents i α , i β . Specifically, the u, w/α, β conversion unit 110 converts the phase currents i u , i w into shaft currents i α , i β using equations (1) and (2), and converts the phase currents i u , i w into shaft currents i α , i β . Output i α and i β .

Figure 0007357112000001
Figure 0007357112000001

Figure 0007357112000002
Figure 0007357112000002

(磁束推定部112)
磁束推定部112は、同期回転機400の磁束である回転機磁束を推定し、推定された回転機磁束である推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)を出力する。磁束推定部112は、位置センサレス磁束制御運転を実行しているとき、軸電流iα,iβおよび指令軸電圧vα *,vβ *から、推定磁束Ψsを求める。具体的には、磁束推定部112は、式(3)および式(4)を用いて、推定磁束Ψα,Ψβを求める。式(3)および式(4)におけるΨα|t=0およびΨβ|t=0は、それぞれ推定磁束Ψα,Ψβの初期値である。式(3)および式(4)におけるRは、同期回転機400の巻線抵抗である。磁束推定部112がDSP、マイクロコンピュータ等のディジタル制御装置に組み込まれている場合、式(3)および式(4)における演算のために必要となる積分器は離散系で構成され得る。この場合には、1制御周期前における推定磁束Ψα,Ψβに、現在の制御周期に由来する値を加減算すればよい。
(Magnetic flux estimation unit 112)
The magnetic flux estimation unit 112 estimates the rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine 400, and outputs the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ) that is the estimated rotating machine magnetic flux. The magnetic flux estimation unit 112 calculates the estimated magnetic flux Ψ s from the shaft currents i α , i β and the command shaft voltages v α * , v β * when performing the position sensorless magnetic flux control operation. Specifically, the magnetic flux estimating unit 112 uses Equation (3) and Equation (4) to obtain the estimated magnetic fluxes Ψ α and Ψ β . Ψ α | t=0 and Ψ β | t=0 in Equations (3) and (4) are the initial values of the estimated magnetic fluxes Ψ α and Ψ β , respectively. R in equations (3) and (4) is the winding resistance of the synchronous rotating machine 400. When the magnetic flux estimator 112 is incorporated in a digital control device such as a DSP or a microcomputer, the integrator required for the calculations in equations (3) and (4) may be configured as a discrete system. In this case, a value derived from the current control cycle may be added or subtracted from the estimated magnetic fluxes Ψ α and Ψ β one control cycle before.

Figure 0007357112000003
Figure 0007357112000003

Figure 0007357112000004
Figure 0007357112000004

(位相特定部114)
位相特定部114は、推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)に基づいて、推定磁束Ψsの位相である推定位相θsを特定する。本実施の形態では、位相特定部114は、推定磁束Ψsから推定位相θsを求める。具体的には、位相特定部114は、式(5)によって、推定磁束Ψsから推定位相θsを求める。たとえば、位相特定部114は、公知の位相推定器である。
(Phase identification unit 114)
The phase identifying unit 114 identifies the estimated phase θ s that is the phase of the estimated magnetic flux Ψ s based on the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic fluxes Ψ α , Ψ β ). In this embodiment, the phase specifying unit 114 calculates the estimated phase θ s from the estimated magnetic flux Ψ s . Specifically, the phase identifying unit 114 calculates the estimated phase θ s from the estimated magnetic flux Ψ s using equation (5). For example, the phase identifying unit 114 is a known phase estimator.

Figure 0007357112000005
Figure 0007357112000005

(トルク推定部116)
トルク推定部116は、推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)と検出電流iとに基づいて、推定トルクTeを演算する。本実施の形態では、検出電流iは、軸電流iα,iβであり、トルク推定部116は、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから推定トルクTeを求める。具体的には、トルク推定部116は、式(6)によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから推定トルクTeを求める。式(6)におけるPは、同期回転機400の極対数である。
(Torque estimation unit 116)
The torque estimation unit 116 calculates the estimated torque T e based on the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ) and the detected current i. In this embodiment, the detected current i is the shaft currents i α and i β , and the torque estimator 116 calculates the estimated torque T e from the estimated magnetic flux Ψ s and the shaft currents i α and i β . Specifically, the torque estimation unit 116 calculates the estimated torque T e from the estimated magnetic flux Ψ s and the shaft currents i α and i β using equation (6). P in equation (6) is the number of pole pairs of the synchronous rotating machine 400.

Figure 0007357112000006
Figure 0007357112000006

(指令振幅生成部118)
指令振幅生成部118は、推定された回転機磁束である推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)と同期回転機400の検出電流iとの第1内積、または同期回転機400の永久磁石の推定された磁石磁束Ψa mと検出電流iとの第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅|Ψs *|を生成する。図4に示すように、本実施の形態では、指令振幅生成部118は、第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令振幅|Ψs *|を生成する。
(Command amplitude generation unit 118)
The command amplitude generation unit 118 generates a first inner product of the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ), which is the estimated rotating machine magnetic flux, and the detected current i of the synchronous rotating machine 400 , or the permanent By executing feedback control using the second inner product of the estimated magnetic flux Ψ am of the magnet and the detected current i, a command amplitude |Ψ s * |, which is the amplitude of the command magnetic flux, is generated. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the command amplitude generation unit 118 generates the command amplitude |Ψ s * | by executing feedback control using the second inner product.

指令振幅生成部118は、仮想インダクタンス(同期回転機400のインダクタンス)Lq m、軸電流iα,iβ、および推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)を用いて、無効電力成分を示す誤差変数εを演算する。具体的には、まず、指令振幅生成部118は、電機子反作用磁束を推定する(推定電機子反作用磁束Lq miを求める)。推定電機子反作用磁束Lq miのα軸成分およびβ軸成分を、それぞれ推定電機子反作用磁束Lq mα、推定電機子反作用磁束Lq mβと記載する。推定電機子反作用磁束Lq mαは、仮想インダクタンスLq mと軸電流iαとの積であり、推定電機子反作用磁束Lq mβは、仮想インダクタンスLq mと軸電流iβとの積である。次に、指令振幅生成部118は、推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)および推定電機子反作用磁束Lq mi(推定電機子反作用磁束Lq mα,Lq mβ)から、同期回転機400の永久磁石の推定された磁石磁束(推定磁石磁束)Ψa mを求める。磁石磁束Ψa mのα軸成分およびβ軸成分を、それぞれ推定磁石磁束Ψa mα,Ψa m βと記載する。具体的には、指令振幅生成部118は、式(7)に示すように、推定磁束Ψαから推定電機子反作用磁束Lq mαを減じることによって磁石磁束Ψa mαを求める。また、指令振幅生成部118は、式(8)に示すように、推定磁束Ψβから推定電機子反作用磁束Lq mβを減じることによって磁石磁束Ψa mβを求める。次に、指令振幅生成部118は、磁石磁束Ψa mα,Ψa m βおよび軸電流iα,iβから誤差変数εを式(9)のように計算する。 The command amplitude generation unit 118 generates a reactive power component using virtual inductance (inductance of the synchronous rotating machine 400) L qm , shaft currents i α , i β , and estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ). The error variable ε shown is calculated. Specifically, first, the command amplitude generation unit 118 estimates the armature reaction magnetic flux (calculates the estimated armature reaction magnetic flux L qm i ). The α-axis component and β-axis component of the estimated armature reaction magnetic flux L qm i are written as estimated armature reaction magnetic flux L qm i α and estimated armature reaction magnetic flux L qm i β , respectively. The estimated armature reaction flux L qm i α is the product of the virtual inductance L qm and the shaft current i α , and the estimated armature reaction flux L qm i β is the product of the virtual inductance L qm and the shaft current i β . be. Next, the command amplitude generation unit 118 generates, from the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ) and the estimated armature reaction magnetic flux L qm i (estimated armature reaction magnetic flux L qm i α , L qm i β ), The estimated magnetic flux (estimated magnetic flux) Ψ am of the permanent magnet of the synchronous rotating machine 400 is determined. The α-axis component and β-axis component of the magnet magnetic flux Ψ am are written as estimated magnet magnetic flux Ψ a mα and Ψ am β , respectively. Specifically, the command amplitude generation unit 118 obtains the magnet magnetic flux Ψ a mα by subtracting the estimated armature reaction magnetic flux L qm i α from the estimated magnetic flux Ψ α . Further, the command amplitude generation unit 118 obtains the magnet magnetic flux Ψ a mβ by subtracting the estimated armature reaction magnetic flux L qm i β from the estimated magnetic flux Ψ β , as shown in equation (8). Next, the command amplitude generation unit 118 calculates the error variable ε from the magnet magnetic fluxes Ψ a mα , Ψ am β and the shaft currents i α , i β as shown in Equation (9).

Figure 0007357112000007
Figure 0007357112000007

Figure 0007357112000008
Figure 0007357112000008

Figure 0007357112000009
Figure 0007357112000009

式(9)および図4に示すように、指令振幅生成部118は、誤差変数εとして、同期回転機400の永久磁石の推定された磁石磁束Ψa mと同期回転機400の検出電流iとの内積(第2内積)を演算する。 As shown in equation (9) and FIG. 4, the command amplitude generation unit 118 uses the difference between the estimated magnetic flux Ψ am of the permanent magnet of the synchronous rotating machine 400 and the detected current i of the synchronous rotating machine 400 as the error variable ε. Calculate the inner product (second inner product).

なお、誤差変数εは、同期回転機400の推定磁束Ψa mと同期回転機400の検出電流iとの内積(第1内積)を演算することでも求めることができる。 Note that the error variable ε can also be obtained by calculating the inner product (first inner product) of the estimated magnetic flux Ψ am of the synchronous rotating machine 400 and the detected current i of the synchronous rotating machine 400.

このため、指令振幅生成部118は、式(10)に示すように、誤差変数εとして、上記第2内積の替わりに、同期回転機400の推定磁束Ψsと同期回転機400の検出電流iとの内積(第1内積)を演算する構成であってもよい。 Therefore, as shown in equation (10), the command amplitude generation unit 118 uses the estimated magnetic flux Ψ s of the synchronous rotating machine 400 and the detected current i of the synchronous rotating machine 400 as the error variable ε instead of the second inner product. It may be configured to calculate an inner product (first inner product) with .

Figure 0007357112000010
Figure 0007357112000010

図4に示すように、指令振幅生成部118は、減算器132、Pゲイン134、Iゲイン136、積分器138、加算器140、および加算器142を有している。指令振幅生成部118は、誤差変数εの目標値、すなわち、第1内積または第2内積の演算結果の目標値ε*を設定する。ここでは、指令振幅生成部118は、第1内積または第2内積の演算結果の目標値ε*として、ゼロに設定する。加算器142は、算出された磁束偏差ΔΨの絶対値|ΔΨ|と、推定磁束Ψa mのノミナル値であるΨa_nominalとを加算し、指令振幅|Ψs *|を生成する。 As shown in FIG. 4, the command amplitude generation section 118 includes a subtracter 132, a P gain 134, an I gain 136, an integrator 138, an adder 140, and an adder 142. The command amplitude generation unit 118 sets a target value of the error variable ε, that is, a target value ε * of the calculation result of the first inner product or the second inner product. Here, the command amplitude generation unit 118 sets the target value ε * of the calculation result of the first inner product or the second inner product to zero. The adder 142 adds the absolute value |ΔΨ| of the calculated magnetic flux deviation ΔΨ| and Ψ a_nominal , which is the nominal value of the estimated magnetic flux Ψ am , to generate the command amplitude |Ψ s * |.

このように、指令振幅生成部118は、誤差変数εを用いたフィードバック制御を実行することによって、指令振幅|Ψs *|を生成する。 In this way, the command amplitude generation unit 118 generates the command amplitude |Ψ s * | by performing feedback control using the error variable ε.

(磁化特性特定部120)
図5に示すように、磁化特性特定部120は、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd m(図2参照)を特定し、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、推定磁束Ψsのqm軸磁束Ψq mと検出電流iのqm軸電流iq mと磁石位相θd mの高調波成分nθd mとを特定する。qm軸磁束Ψq mは、推定磁束Ψsのqm軸成分であり、qm軸電流iq mは、検出電流iのqm軸成分である。
(Magnetization characteristic identification unit 120)
As shown in FIG. 5, the magnetization characteristic identifying unit 120 identifies the magnet phase θ dm (see FIG. 2), which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am , based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i, and determines the magnet phase θ dm (see FIG. 2). Using dm -qm coordinates where dm is the dm axis and the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase θ dm is the qm axis, the qm-axis magnetic flux Ψ qm of the estimated magnetic flux Ψ s and the qm-axis current i of the detected current i qm and the harmonic component nθ dm of the magnet phase θ dm are specified. The qm-axis magnetic flux Ψ qm is the qm-axis component of the estimated magnetic flux Ψ s , and the qm-axis current i qm is the qm-axis component of the detected current i.

磁化特性特定部120は、磁石磁束特定部144、磁石位相特定部146、α,β/qm変換部148、α,β/qm変換部150、高調波成分特定部152、フーリエ変換部154、および磁気エネルギー特定部156を有している。 The magnetization characteristic specifying unit 120 includes a magnet magnetic flux specifying unit 144, a magnet phase specifying unit 146, an α, β/qm converting unit 148, an α, β/qm converting unit 150, a harmonic component specifying unit 152, a Fourier transform unit 154, and It has a magnetic energy identifying section 156.

磁石磁束特定部144は、仮想インダクタンス(同期回転機400のインダクタンス)Lq m、軸電流iα,iβ、および推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)に基づいて、磁石磁束Ψa mを特定する。具体的には、磁石磁束特定部144は、式(11)によって磁石磁束Ψa mαを求め、式(12)によって磁石磁束Ψa mβを求める。図2に示すように、磁石磁束Ψa mαは、磁石磁束Ψa mのα軸成分であり、磁石磁束Ψa mβは、磁石磁束Ψamのβ軸成分である。 The magnet magnetic flux identifying unit 144 determines the magnet magnetic flux Ψ am based on the virtual inductance (inductance of the synchronous rotating machine 400) L qm , the shaft currents i α , i β , and the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic fluxes Ψ α , Ψ β ). Identify. Specifically, the magnet magnetic flux specifying unit 144 calculates the magnet magnetic flux Ψ a mα using equation (11), and calculates the magnet magnetic flux Ψ a mβ using equation (12). As shown in FIG. 2, the magnet magnetic flux Ψ a mα is the α-axis component of the magnet magnetic flux Ψ am , and the magnet magnetic flux Ψ a mβ is the β-axis component of the magnet magnetic flux Ψ am .

Figure 0007357112000011
Figure 0007357112000011

Figure 0007357112000012
Figure 0007357112000012

磁石位相特定部146は、式(13)によって、磁石磁束Ψa mαおよび磁石磁束Ψa mβから磁石位相θd mを求める。 The magnet phase specifying unit 146 determines the magnet phase θ dm from the magnet magnetic flux Ψ a mα and the magnet magnetic flux Ψ a mβ using equation (13).

Figure 0007357112000013
Figure 0007357112000013

α,β/qm変換部148は、軸電流iα,iβをqm軸電流iq mに変換する。具体的には、α,β/qm変換部148は、式(14)によって、軸電流iα,iβをqm軸電流iq mに変換して、qm軸電流iq mを出力する。 The α, β/qm conversion unit 148 converts the axial currents i α and i β into a qm-axis current i qm . Specifically, the α, β/qm conversion unit 148 converts the axis currents i α and i β into a qm-axis current i qm using equation (14) , and outputs the qm-axis current i qm .

Figure 0007357112000014
Figure 0007357112000014

α,β/qm変換部150は、推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)をqm軸磁束Ψq mに変換する。具体的には、α,β/qm変換部150は、式(15)によって、推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)をqm軸磁束Ψq mに変換して、qm軸磁束Ψq mを出力する。 The α, β/qm conversion unit 150 converts the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ) into a qm-axis magnetic flux Ψ qm . Specifically, the α, β/qm conversion unit 150 converts the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ) into the qm-axis magnetic flux Ψ qm using equation (15), Output.

Figure 0007357112000015
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高調波成分特定部152は、磁石位相θd mの高調波成分nθd mを求める。具体的には、高調波成分特定部152は、磁石位相θd mに次数nを乗算することによって、高調波成分nθd mを求め、高調波成分nθd mを出力する。 The harmonic component specifying unit 152 determines a harmonic component nθ dm of the magnet phase θ dm . Specifically, the harmonic component identification unit 152 multiplies the magnet phase θ dm by the order n to obtain the harmonic component nθ dm , and outputs the harmonic component nθ dm .

フーリエ変換部154は、qm軸磁束Ψq mおよび高調波成分nθd mから、磁束Ψqmcnおよび磁束Ψqmsnを求める。 The Fourier transform unit 154 obtains the magnetic flux Ψ qmcn and the magnetic flux Ψ qmsn from the qm-axis magnetic flux Ψ qm and the harmonic component nθ dm .

図6に示すように、フーリエ変換部154は、増幅器158、乗算器160、ローパスフィルタ162、乗算器164、およびローパスフィルタ166を有している。 As shown in FIG. 6, the Fourier transform section 154 includes an amplifier 158, a multiplier 160, a low-pass filter 162, a multiplier 164, and a low-pass filter 166.

増幅器158は、qm軸磁束Ψq mを2倍に増幅する。 The amplifier 158 doubles the qm-axis magnetic flux Ψ qm .

乗算器160は、2倍に増幅されたqm軸磁束Ψq mにcosnθd mを乗算する。 The multiplier 160 multiplies the doubled qm-axis magnetic flux Ψ qm by cosn θ dm .

ローパスフィルタ162は、2倍に増幅されかつcosnθd mが乗算されたqm軸磁束Ψq mから、磁束Ψqmcnを出力する。 The low-pass filter 162 outputs a magnetic flux Ψ qmcn from the qm-axis magnetic flux Ψ qm that has been amplified twice and multiplied by cosn θ dm .

乗算器164は、2倍に増幅されたqm軸磁束Ψq mにsinnθd mを乗算する。 The multiplier 164 multiplies the doubled qm-axis magnetic flux Ψ qm by sinnθ dm .

ローパスフィルタ166は、2倍に増幅されかつsinnθd mが乗算されたqm軸磁束Ψq mから、磁束Ψqmsnを出力する。 The low-pass filter 166 outputs a magnetic flux Ψ qmsn from the qm-axis magnetic flux Ψ qm that has been amplified twice and multiplied by sinn θ dm .

図5に戻って、磁気エネルギー特定部156は、式(16)によって磁束Ψqmcnから磁気エネルギーW´qmcnを求め、式(17)によって磁束Ψqmsnから磁気エネルギーW´qmsnを求める。 Returning to FIG. 5, the magnetic energy specifying unit 156 calculates magnetic energy W' qmcn from the magnetic flux Ψ qmcn using equation (16), and calculates magnetic energy W ' qmsn from the magnetic flux ψ qmsn using equation (17).

Figure 0007357112000016
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Figure 0007357112000017
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磁気エネルギー特定部156は、求めた結果を用いて、図7に示すような磁気エネルギーテーブル168を作成する。図7の(a)は、qm軸電流iq mの値に対応する磁気エネルギーW´qmcnの値を示すテーブルである。図7の(b)は、qm軸電流iq mの値に対応する磁気エネルギーW´qmsnの値を示すテーブルである。 The magnetic energy specifying unit 156 creates a magnetic energy table 168 as shown in FIG. 7 using the obtained results. FIG. 7A is a table showing values of magnetic energy W′ qmcn corresponding to values of qm-axis current i qm . FIG. 7B is a table showing values of magnetic energy W′ qmsn corresponding to values of qm-axis current i qm .

(リプル補償特定部122)
図8に示すように、リプル補償特定部122は、qm軸電流iq mと高調波成分nθd mとに基づいて得られるリプル補償トルクTrippleを用いて、リプル補償位相θrippleを特定する。リプル補償特定部122は、磁気エネルギーテーブル168、リプルトルク特定部170、およびリプル位相特定部172を有している。
(Ripple compensation specifying unit 122)
As shown in FIG. 8, the ripple compensation specifying unit 122 specifies the ripple compensation phase θ ripple using the ripple compensation torque T ripple obtained based on the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . The ripple compensation specifying section 122 includes a magnetic energy table 168, a ripple torque specifying section 170, and a ripple phase specifying section 172.

リプル補償特定部122は、α,β/qm変換部148から出力されたqm軸電流iq m、および磁気エネルギー特定部156によって作成された磁気エネルギーテーブル168(図7参照)によって、磁気エネルギーW´qmcnおよび磁気エネルギーW´qmsnを求める。具体的には、リプル補償特定部122は、磁気エネルギーテーブル168から、α,β/qm変換部148から出力されたqm軸電流iq mの値に対応する磁気エネルギーW´qmcnの値を選択して出力する。また、リプル補償特定部122は、磁気エネルギーテーブル168から、α,β/qm変換部148から出力されたqm軸電流iq mの値に対応する磁気エネルギーW´qmsnの値を選択して出力する。 The ripple compensation specifying unit 122 calculates the magnetic energy W' based on the qm-axis current i qm output from the α, β/qm converting unit 148 and the magnetic energy table 168 (see FIG. 7) created by the magnetic energy specifying unit 156. Find qmcn and magnetic energy W ' qmsn . Specifically, the ripple compensation specifying unit 122 selects the value of the magnetic energy W′ qmcn corresponding to the value of the qm-axis current i qm output from the α, β/qm converting unit 148 from the magnetic energy table 168. and output it. Further, the ripple compensation specifying unit 122 selects and outputs the value of the magnetic energy W′ qmsn corresponding to the value of the qm-axis current i qm output from the α, β/qm converting unit 148 from the magnetic energy table 168. .

図9に示すように、リプルトルク特定部170は、加算器174、乗算器176、乗算器178、減算器180、および乗算器182を有している。 As shown in FIG. 9, the ripple torque identifying section 170 includes an adder 174, a multiplier 176, a multiplier 178, a subtracter 180, and a multiplier 182.

加算器174は、磁石位相θd mの高調波成分nθd mと調整位相Δθとを加算する。たとえば、調整位相Δθは、外部から入力される。 Adder 174 adds harmonic component nθ dm of magnet phase θ dm and adjustment phase Δθ. For example, the adjustment phase Δθ is input from the outside.

乗算器176は、W´qmsnにcos(nθd m+Δθ)を乗算する。 Multiplier 176 multiplies W′ qmsn by cos(nθ dm +Δθ).

乗算器178は、W´qmcnにsin(nθd m+Δθ)を乗算する。 Multiplier 178 multiplies W′ qmcn by sin(nθ dm +Δθ).

減算器180は、W´qmsncos(nθd m+Δθ)からW´qmcnsin(nθd m+Δθ)を減算する。 The subtractor 180 subtracts W' qmcn sin (nθ dm +Δθ) from W' qmsn cos (nθ dm +Δθ).

乗算器182は、式(18)によってリプル補償トルクTrippleを求める。nは、次数であり、Pは、同期回転機400の極対数である。 Multiplier 182 calculates ripple compensation torque T ripple using equation (18). n is the order, and P is the number of pole pairs of the synchronous rotating machine 400.

Figure 0007357112000018
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図10に示すように、リプル位相特定部172は、乗算器184を有している。 As shown in FIG. 10, the ripple phase identifying section 172 includes a multiplier 184.

乗算器184は、式(19)によって、リプル補償トルクTrippleおよび調整ゲインKrippleを用いてリプル補償位相θrippleを求める。調整ゲインKrippleは、既知の定数である。また、τsは、モータ時定数であり、τssは、微分演算子である。 The multiplier 184 calculates the ripple compensation phase θ ripple using the ripple compensation torque T ripple and the adjustment gain K ripple according to equation (19). The adjustment gain K ripple is a known constant. Further, τ s is a motor time constant, and τ s is a differential operator.

Figure 0007357112000019
Figure 0007357112000019

(指令位相特定部124)
図3に戻って、指令位相特定部124は、リプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令磁束ベクトル位相を特定する。ここでは、トルク指令に基づく例を示す。指令磁束ベクトル位相は、指令位相θs *である。つまり、本実施の形態では、図2に示すように、指令位相θs *は、指令磁束ベクトルΨs *の位相である。本実施の形態では、指令位相特定部124は、推定トルクTeを指令トルクTe *に収束させるためのトルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを加算することによって、指令位相θs *を特定する。つまり、指令位相特定部124は、トルク位相Δθs、リプル補償位相θripple、および推定位相θsを用いて、指令位相θs *を特定する。
(Command phase identification unit 124)
Returning to FIG. 3, the command phase identifying unit 124 identifies the command magnetic flux vector phase based on the ripple compensation phase θ ripple and the torque command or rotational speed command. Here, an example based on a torque command will be shown. The command magnetic flux vector phase is the command phase θ s * . That is, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the command phase θ s * is the phase of the command magnetic flux vector Ψ s * . In the present embodiment, the command phase specifying unit 124 adds the torque phase Δθ s , the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s for converging the estimated torque T e to the command torque T e * , thereby Specify the command phase θ s * . That is, the command phase specifying unit 124 uses the torque phase Δθ s , the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s to specify the command phase θ s * .

図11に示すように、指令位相特定部124は、減算器186、PI補償器188、加算器190、および加算器192を有している。 As shown in FIG. 11, the command phase identification unit 124 includes a subtracter 186, a PI compensator 188, an adder 190, and an adder 192.

減算器186は、指令トルクTe *から推定トルクTeを減算し、偏差を求める。 A subtracter 186 subtracts the estimated torque T e from the command torque T e * to obtain a deviation.

PI補償器188は、減算器186によって求められた偏差を0に収束させるための比例積分制御によって、トルク位相Δθsを求める。 The PI compensator 188 determines the torque phase Δθ s by proportional-integral control to converge the deviation determined by the subtractor 186 to zero.

加算器190は、トルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleとを加算する。 Adder 190 adds the torque phase Δθ s and the ripple compensation phase θ ripple .

加算器192は、トルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleとに推定位相θsをさらに加算し、指令位相θs *を求める。 Adder 192 further adds estimated phase θ s to torque phase Δθ s and ripple compensation phase θ ripple to obtain command phase θ s * .

(指令磁束生成部126)
図3に戻って、指令磁束生成部126は、指令振幅|Ψs *|と指令位相θs *とに基づいて、指令磁束Ψα *,Ψβ *を生成する。本実施の形態では、指令磁束生成部126は、指令振幅|Ψs *|と指令位相θs *とに基づいて、指令磁束ベクトルΨs *(指令磁束Ψα *,Ψβ *)を求める。本実施の形態では、指令磁束生成部126は、指令振幅|Ψs *|および指令位相θs *から、指令磁束ベクトルΨs *(指令磁束Ψα *,Ψβ *)を求める。具体的には、指令磁束生成部126は、式(20)および(21)によって、指令磁束Ψα *,Ψβ *を求める。
(Command magnetic flux generation unit 126)
Returning to FIG. 3, the command magnetic flux generation unit 126 generates the command magnetic fluxes Ψ α * and Ψ β * based on the command amplitude |Ψ s * | and the command phase θ s * . In the present embodiment, the command magnetic flux generation unit 126 calculates the command magnetic flux vector Ψ s * (command magnetic flux Ψ α * , Ψ β * ) based on the command amplitude |Ψ s * | and the command phase θ s * . . In this embodiment, the command magnetic flux generation unit 126 determines the command magnetic flux vector Ψ s * (command magnetic flux Ψ α * , Ψ β * ) from the command amplitude |Ψ s * | and the command phase θ s * . Specifically, the command magnetic flux generation unit 126 calculates the command magnetic fluxes Ψ α * and Ψ β * using equations (20) and (21).

Figure 0007357112000020
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Figure 0007357112000021
Figure 0007357112000021

(電圧指令生成部128)
電圧指令生成部128は、推定磁束Ψs(推定磁束Ψα,Ψβ)、軸電流iα,iβ、および指令磁束ベクトルΨs *(指令磁束Ψα *,Ψβ *)を用いて、指令軸電圧vα *,vβ *を求める。まず、電圧指令生成部128は、指令磁束Ψα *から推定磁束Ψαを減算することによって、これらの偏差(磁束偏差ΔΨα:Ψα *-Ψα)を求める。また、電圧指令生成部128は、指令磁束Ψβ *から推定磁束Ψβを減算することによって、これらの偏差(磁束偏差ΔΨβ:Ψβ *-Ψβ)を求める。そして、電圧指令生成部128は、磁束偏差ΔΨα,ΔΨβおよび軸電流iα,iβを用いて、指令軸電圧vα *,vβ *を求める。具体的には、電圧指令生成部128は、式(22)によって、磁束偏差ΔΨαおよび軸電流iαを用いてα軸指令軸電圧vα *を求める。また、電圧指令生成部128は、式(23)によって、磁束偏差ΔΨβおよび軸電流iβを用いてβ軸指令軸電圧vβ *を求める。ここで、Tsは、制御周期である。
(Voltage command generation unit 128)
The voltage command generation unit 128 uses the estimated magnetic flux Ψ s (estimated magnetic flux Ψ α , Ψ β ), the shaft currents i α , i β , and the command magnetic flux vector Ψ s * (command magnetic flux Ψ α * , Ψ β * ). , command axis voltages v α * and v β * are determined. First, the voltage command generation unit 128 subtracts the estimated magnetic flux Ψ α from the command magnetic flux Ψ α * to obtain these deviations (magnetic flux deviation ΔΨ α : Ψ α * −Ψ α ). Further, the voltage command generation unit 128 subtracts the estimated magnetic flux Ψ β from the command magnetic flux Ψ β * to obtain these deviations (magnetic flux deviation ΔΨ β : Ψ β * −Ψ β ). Then, the voltage command generation unit 128 uses the magnetic flux deviations ΔΨ α and ΔΨ β and the shaft currents i α and i β to obtain command shaft voltages v α * and v β * . Specifically, the voltage command generation unit 128 calculates the α-axis command shaft voltage v α * using the magnetic flux deviation ΔΨ α and the shaft current i α according to equation (22). Further, the voltage command generation unit 128 calculates the β-axis command shaft voltage v β * using the magnetic flux deviation ΔΨ β and the shaft current i β according to equation (23). Here, T s is the control period.

Figure 0007357112000022
Figure 0007357112000022

Figure 0007357112000023
Figure 0007357112000023

(α,β/u,v,w変換部130)
α,β/u,v,w変換部130は、指令軸電圧vα *,vβ *を、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *に変換する。具体的には、α,β/u,v,w変換部130は、式(24)によって、指令軸電圧vα *,vβ *を指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *に変換して、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を出力する。
(α, β/u, v, w conversion unit 130)
The α, β/u, v, w conversion unit 130 converts the command axis voltages v α * , v β * into command voltage vectors v u * , v v * , v w * . Specifically, the α, β/u, v, w conversion unit 130 converts the command axis voltages v α * , v β * into command voltage vectors v u * , v v * , v w * using equation (24). command voltage vectors v u * , v v * , v w * are output.

Figure 0007357112000024
Figure 0007357112000024

図1に戻って、回転機制御装置100の残りの構成要素および回転機制御装置100に接続される構成要素について、以下で説明する。 Returning to FIG. 1, the remaining components of the rotating machine control device 100 and the components connected to the rotating machine control device 100 will be described below.

(第1電流センサ102、第2電流センサ104)
第1電流センサ102および第2電流センサ104として、公知の電流センサを用いることができる。本実施の形態では、第1電流センサ102は、u相を流れる相電流iuを測定するように設けられている。第2電流センサ104は、w相を流れる相電流iwを測定するように設けられている。ただし、第1電流センサ102および第2電流センサ104は、u相およびw相の2相以外の組み合わせの2相の電流を測定するように設けられていてもよい。
(First current sensor 102, second current sensor 104)
Known current sensors can be used as the first current sensor 102 and the second current sensor 104. In this embodiment, the first current sensor 102 is provided to measure the phase current i u flowing through the u phase. The second current sensor 104 is provided to measure the phase current i w flowing through the w phase. However, the first current sensor 102 and the second current sensor 104 may be provided to measure currents of two phases in a combination other than the two phases of the u-phase and the w-phase.

(デューティ生成部108)
デューティ生成部108は、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *から、デューティDu,Dv,Dwを生成する。本実施の形態では、デューティ生成部108は、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *の各成分を、各相のデューティDu,Dv,Dwに変換する。デューティDu,Dv,Dwの生成方法としては、一般的な電圧形PWMインバータに用いられる方法を用いればよい。たとえば、デューティDu,Dv,Dwは、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を、後述のPWMインバータ300の直流電源の電圧値Vdcの半分の値で除すことにより求めてもよい。この場合、デューティDuは、2×vu */Vdcである。デューティDvは、2×vv */Vdcである。デューティDwは、2×vw */Vdcである。デューティ生成部108は、デューティDu,Dv,Dwを出力する。
(Duty generation unit 108)
The duty generation unit 108 generates duties D u , D v , D w from the command voltage vectors v u * , v v * , v w * . In the present embodiment, the duty generation unit 108 converts each component of the command voltage vectors v u * , v v * , v w * into duties D u , D v , D w of each phase. As a method for generating the duties D u , D v , and D w , a method used in a general voltage type PWM inverter may be used. For example, the duties D u , D v , D w are determined by dividing the command voltage vectors v u * , v v * , v w * by half the voltage value V dc of the DC power supply of the PWM inverter 300, which will be described later. It may be obtained by In this case, the duty D u is 2×v u * /V dc . Duty D v is 2×v v * /V dc . The duty D w is 2×v w * /V dc . The duty generation unit 108 outputs duties Du , Dv , and Dw .

(PWMインバータ300)
PWMインバータ300は、直流電源と変換回路とを有し、変換回路が、PWM制御によって直流電圧を電圧ベクトルvu,vv,vwに変換する。PWMインバータ300は、変換した電圧ベクトルvu,vv,vwを、同期回転機400に印加する。
(PWM inverter 300)
PWM inverter 300 includes a DC power supply and a conversion circuit, and the conversion circuit converts DC voltage into voltage vectors v u , v v , v w by PWM control. PWM inverter 300 applies the converted voltage vectors v u , v v , v w to synchronous rotating machine 400 .

(同期回転機400)
同期回転機400は、回転機制御装置100の制御対象である。同期回転機400には、PWMインバータ300によって、電圧ベクトルが印加される。「同期回転機400に電圧ベクトルが印加される」とは、同期回転機400における3相交流座標上の3相(U相、V相、W相)の各々に電圧が印加されることを指す。本実施の形態では、3相(U相、V相、W相)の各々が、相対的に高電圧を有する高電圧相と、相対的に低電圧を有する低電圧相との2種類から選択されるいずれかとなるように、同期回転機400が制御される。
(Synchronous rotating machine 400)
The synchronous rotating machine 400 is a control target of the rotating machine control device 100. A voltage vector is applied to the synchronous rotating machine 400 by the PWM inverter 300 . “A voltage vector is applied to the synchronous rotating machine 400” refers to voltage being applied to each of the three phases (U phase, V phase, W phase) on the three-phase AC coordinate in the synchronous rotating machine 400. . In this embodiment, each of the three phases (U phase, V phase, W phase) is selected from two types: a high voltage phase with a relatively high voltage and a low voltage phase with a relatively low voltage. The synchronous rotating machine 400 is controlled so that one of the following occurs.

同期回転機400は、たとえば、永久磁石同期モータである。永久磁石同期モータとしては、IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)およびSPMSM(Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)が挙げられる。IPMSMは、d軸インダクタンスLdとq軸インダクタンスLqとが相違する突極性(一般には、Lq>Ldの逆突極性)を有し、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクも利用できる。このため、IPMSMの駆動効率は極めて高い。同期回転機400としては、シンクロナスリラクタンスモータを用いることもできる。 The synchronous rotating machine 400 is, for example, a permanent magnet synchronous motor. Examples of permanent magnet synchronous motors include IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor) and SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor). The IPMSM has saliency in which the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq are different (generally, reverse saliency where Lq>Ld), and reluctance torque can be used in addition to magnetic torque. Therefore, the driving efficiency of the IPMSM is extremely high. As the synchronous rotating machine 400, a synchronous reluctance motor can also be used.

(効果等)
第1の実施の形態に係る回転機制御装置100は、同期回転機400の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部112と、推定された回転機磁束である推定磁束Ψsと同期回転機400の検出電流iとの第1内積、または同期回転機400の永久磁石の推定された磁石磁束Ψa mと検出電流iとの第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束Ψα *,Ψβ *の振幅である指令振幅|Ψs *|を生成する指令振幅生成部118と、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mを特定し、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、推定磁束Ψsのqm軸磁束Ψq mと検出電流iのqm軸電流iq mと磁石位相θd mの高調波成分nθd mとを特定する磁化特性特定部120と、qm軸電流iq mと高調波成分nθd mとに基づいて得られるリプル補償トルクTrippleを用いて、リプル補償位相θrippleを特定するリプル補償特定部122と、リプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定する指令位相特定部124と、指令振幅|Ψs *|と指令位相θs *とに基づいて指令磁束Ψα *,Ψβ *を生成する指令磁束生成部126とを備える。
(Effects, etc.)
The rotating machine control device 100 according to the first embodiment includes a magnetic flux estimation unit 112 that estimates the rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine 400, and an estimated magnetic flux Ψ s that is the estimated rotating machine magnetic flux and the synchronous rotation. Command magnetic flux Ψ A command amplitude generation unit 118 generates a command amplitude |Ψ s * | which is the amplitude of α * and Ψ β * , and a magnet phase θ which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i. dm , and using the dm-qm coordinate with the magnet phase θ dm as the dm axis and the qm axis as the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase θ dm , we can calculate the qm-axis magnetic flux Ψ qm of the estimated magnetic flux Ψ s . A magnetization characteristic specifying unit 120 that specifies the qm-axis current i qm of the detection current i and the harmonic component nθ dm of the magnet phase θ dm , and ripple compensation obtained based on the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . A ripple compensation specifying unit 122 that specifies the ripple compensation phase θ ripple using the torque T ripple , and a command phase specifying unit that specifies the command phase θ s * based on the ripple compensation phase θ ripple and the torque command or rotational speed command. 124, and a command magnetic flux generation unit 126 that generates command magnetic fluxes Ψ α * and Ψ β * based on command amplitude |Ψ s * | and command phase θ s * .

これによれば、磁石位相θd mを特定でき、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、推定磁束Ψsのqm軸磁束Ψq mと検出電流iのqm軸電流iq mと磁石位相θd mの高調波成分nθd mとを特定でき、qm軸電流iq mと高調波成分nθd mとに基づいて得られるリプル補償トルクTrippleを用いて、リプル補償位相θrippleを特定でき、リプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルを効果的に低減できる。 According to this, the magnet phase θ dm can be specified, and the estimated magnetic flux Ψ The qm-axis magnetic flux Ψ qm of s , the qm-axis current i qm of the detection current i, and the harmonic component nθ dm of the magnet phase θ dm can be specified, and can be obtained based on the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . The ripple compensation phase θ ripple can be specified using the ripple compensation torque T ripple , and the command phase θ s * can be specified based on the ripple compensation phase θ ripple and the torque command or rotational speed command, so in position sensorless magnetic flux control, Torque ripple can be effectively reduced.

また、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100は、推定磁束Ψsに基づいて推定磁束Ψsの位相である推定位相θsを特定する位相特定部114と、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて推定トルクTeを演算するトルク推定部116とをさらに備え、指令位相特定部124は、推定トルクTeを指令トルクTe *に収束させるためのトルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Furthermore, the rotating machine control device 100 according to the first embodiment includes a phase identifying unit 114 that identifies an estimated phase θ s that is a phase of the estimated magnetic flux Ψ s based on the estimated magnetic flux Ψ s ; The command phase specifying unit 124 further includes a torque estimating unit 116 that calculates an estimated torque T e based on the detected current i, and a command phase specifying unit 124 that calculates a torque phase Δθ s and a torque phase Δθ s for converging the estimated torque T e to the command torque T e * . The command phase θ s * is specified by adding the ripple compensation phase θ ripple and the estimated phase θ s .

これによれば、推定トルクTeを指令トルクTe *に収束させるためのトルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを加算することによって、指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, the command phase θ s * can be determined by adding the torque phase Δθ s for converging the estimated torque T e to the command torque T e * , the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s Therefore, torque ripple can be further effectively reduced in position sensorless magnetic flux control.

また、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100において、指令振幅生成部118は、第1内積または第2内積の演算結果の目標値として、ゼロに設定する。 Further, in the rotating machine control device 100 according to the first embodiment, the command amplitude generation unit 118 sets the target value of the calculation result of the first inner product or the second inner product to zero.

これによれば、同期回転機400の永久磁石の磁石磁束Ψa mの方向の界磁磁束を発生させる電流を流すことができるので、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, it is possible to flow a current that generates a field magnetic flux in the direction of the magnetic flux Ψ am of the permanent magnet of the synchronous rotating machine 400, so that torque ripple can be further effectively reduced.

(第2の実施の形態)
以下、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100の一部が変更されて構成される第2の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第2の実施の形態に係る回転機制御装置について、回転機制御装置100と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100との相違点を中心に説明する。
(Second embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a second embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device 100 according to the first embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the second embodiment, components similar to those of the rotating machine control device 100 will be given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the machine control device 100.

図12は、第2の実施の形態に係る回転機制御装置の指令振幅生成部118aのブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram of the command amplitude generation unit 118a of the rotating machine control device according to the second embodiment.

図12に示すように、第2の実施の形態に係る回転機制御装置は、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100から、指令振幅生成部118が指令振幅生成部118aに変更されて構成される。 As shown in FIG. 12, in the rotating machine control device according to the second embodiment, the command amplitude generating section 118 is changed from the rotating machine control device 100 according to the first embodiment to a command amplitude generating section 118a. It consists of

指令振幅生成部118aは、加算器142を有していない点において、指令振幅生成部118と主に異なっている。指令振幅生成部118aは、加算器140によって求められた値を、指令振幅|Ψs *|として出力する。 Commanded amplitude generation section 118a differs from commanded amplitude generation section 118 mainly in that it does not include adder 142. The command amplitude generation unit 118a outputs the value obtained by the adder 140 as the command amplitude |Ψ s * |.

上述したように、指令振幅生成部118aは、加算器142を有していなくてもよい。 As described above, the command amplitude generation section 118a does not need to include the adder 142.

(第3の実施の形態)
以下、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100の一部が変更されて構成される第3の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第3の実施の形態に係る回転機制御装置について、回転機制御装置100と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a third embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device 100 according to the first embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the third embodiment, components similar to those of the rotating machine control device 100 will be given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the machine control device 100.

図13は、第3の実施の形態に係る回転機制御装置の磁化特性特定部120bのブロック図である。図14は、第3の実施の形態に係る回転機制御装置の他の磁化特性特定部120cのブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram of the magnetization characteristic specifying section 120b of the rotating machine control device according to the third embodiment. FIG. 14 is a block diagram of another magnetization characteristic specifying section 120c of the rotating machine control device according to the third embodiment.

図13に示すように、第3の実施の形態に係る回転機制御装置は、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100から、磁化特性特定部120が磁化特性特定部120bに変更されて構成される。 As shown in FIG. 13, in the rotating machine control device according to the third embodiment, the magnetization characteristic specifying section 120 is changed from the rotating machine control device 100 according to the first embodiment to a magnetization characteristic specifying section 120b. It consists of

磁化特性特定部120bは、電機子反作用磁束特定部194をさらに有している点において、磁化特性特定部120と主に異なっている。 The magnetization characteristic specifying section 120b mainly differs from the magnetization characteristic specifying section 120 in that it further includes an armature reaction magnetic flux specifying section 194.

電機子反作用磁束特定部194は、軸電流iαに仮想インダクタンスLq mを乗算することによって、推定電機子反作用磁束Lq mαを求めて出力し、軸電流iβに仮想インダクタンスLq mを乗算することによって、推定電機子反作用磁束Lq mβを求めて出力する。 The armature reaction magnetic flux identification unit 194 multiplies the shaft current i α by the virtual inductance L qm to obtain and output the estimated armature reaction magnetic flux L qm i α , and multiplies the shaft current i β by the virtual inductance L qm . By doing so, the estimated armature reaction magnetic flux L qm i β is determined and output.

α,β/qm変換部150は、推定電機子反作用磁束Lq mα,Lq mβをqm軸磁束Ψq mに変換する。具体的には、α,β/qm変換部150は、式(25)によって、推定電機子反作用磁束Lq mα,Lq mβをqm軸磁束Ψq mに変換して、qm軸磁束Ψq mを出力する。 The α, β/qm conversion unit 150 converts the estimated armature reaction magnetic fluxes L qm i α and L qm i β into a qm-axis magnetic flux Ψ qm . Specifically, the α, β/qm conversion unit 150 converts the estimated armature reaction magnetic flux L qm i α , L qm i β into the qm-axis magnetic flux Ψ qm using equation (25), Output qm .

Figure 0007357112000025
Figure 0007357112000025

上述したように、磁化特性特定部120bは、電機子反作用磁束特定部194をさらに有していてもよい。 As described above, the magnetization characteristic specifying section 120b may further include the armature reaction magnetic flux specifying section 194.

なお、図13に示した磁化特性特定部120bは図14に示す磁化特性特定部120cであってもよい。 Note that the magnetization characteristic specifying section 120b shown in FIG. 13 may be the magnetization characteristic specifying section 120c shown in FIG. 14.

図14に示すように、磁化特性特定部120cは、電機子反作用磁束特定部194に代わって電機子反作用磁束特定部194cを有している点において、磁化特性特定部120bと主に異なっている。すなわち、電機子反作用磁束特定部194cは、α,β/qm変換部148の後段に配される。そして、電機子反作用磁束特定部194cは、α,β/qm変換部148から出力されるqm軸電流iq mに仮想インダクタンスLq mを乗算することによって、qm軸磁束Ψq mを出力する。したがって、磁化特性特定部120cは、磁化特性特定部120bに比べ、α,β/qm変換部150が不要となり、簡単な構成とすることができる。 As shown in FIG. 14, the magnetization characteristic specifying section 120c is mainly different from the magnetization characteristic specifying section 120b in that it has an armature reaction magnetic flux specifying section 194c instead of the armature reaction magnetic flux specifying section 194. . That is, the armature reaction magnetic flux specifying section 194c is arranged after the α, β/qm converting section 148. Then, the armature reaction magnetic flux identification unit 194c multiplies the qm-axis current i qm output from the α, β/qm conversion unit 148 by the virtual inductance L qm , thereby outputting the qm-axis magnetic flux Ψ qm . Therefore, compared to the magnetization characteristic specifying section 120b, the magnetization characteristic specifying section 120c does not require the α,β/qm converting section 150, and can have a simpler configuration.

上述したように、磁化特性特定部120bは、電機子反作用磁束特定部194cを有する磁化特性特定部120cに代えてもよい。 As described above, the magnetization characteristic specifying section 120b may be replaced with the magnetization characteristic specifying section 120c having the armature reaction magnetic flux specifying section 194c.

(第4の実施の形態)
以下、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100の一部が変更されて構成される第4の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第4の実施の形態に係る回転機制御装置について、回転機制御装置100と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100との相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a fourth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device 100 according to the first embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the fourth embodiment, components similar to those of the rotating machine control device 100 will be given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the machine control device 100.

図15は、第4の実施の形態に係る回転機制御装置の位置センサレス制御部106cのブロック図である。図16は、図15の位置センサレス制御部106cの指令位相特定部124cのブロック図である。 FIG. 15 is a block diagram of the position sensorless control unit 106c of the rotating machine control device according to the fourth embodiment. FIG. 16 is a block diagram of the command phase identification section 124c of the position sensorless control section 106c of FIG. 15.

図15に示すように、第4の実施の形態に係る回転機制御装置は、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100から、位置センサレス制御部106が位置センサレス制御部106cに変更されて構成される。 As shown in FIG. 15, in the rotating machine control device according to the fourth embodiment, the position sensorless control section 106 is changed from the rotating machine control device 100 according to the first embodiment to a position sensorless control section 106c. It consists of

位置センサレス制御部106cは、指令位相特定部124に代えて指令位相特定部124cを有している点において、位置センサレス制御部106と主に異なっている。 The position sensorless control section 106c differs from the position sensorless control section 106 mainly in that it has a command phase specifying section 124c instead of the command phase specifying section 124.

本実施の形態では、位置センサレス制御部106cには、指令速度ωref *が与えられる。指令速度ωref *は、同期回転機400が追従するべき速度を表す。位置センサレス制御部106cは、指令速度ωref *および相電流iu,iwから、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成する。このような制御によって、同期回転機400は、速度が指令速度ωref *に追従するように制御される。 In this embodiment, the command speed ω ref * is given to the position sensorless control unit 106c. The command speed ω ref * represents the speed that the synchronous rotating machine 400 should follow. The position sensorless control unit 106c generates command voltage vectors v u * , v v * , v w * from command speed ω ref * and phase currents i u , i w . Through such control, the synchronous rotating machine 400 is controlled so that its speed follows the command speed ω ref * .

図16に示すように、指令位相特定部124cは、積分器200および加算器202を有している。指令位相特定部124cは、リプル補償位相θrippleと回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定する。 As shown in FIG. 16, the command phase identifying section 124c includes an integrator 200 and an adder 202. The command phase identifying unit 124c identifies the command phase θ s * based on the ripple compensation phase θ ripple and the rotational speed command.

積分器200は、指令速度ωref *を積分する。 Integrator 200 integrates command speed ω ref * .

加算器202は、積分器200によって求められた値にリプル補償位相θrippleを加算し、指令位相θs *を特定する。 Adder 202 adds ripple compensation phase θ ripple to the value obtained by integrator 200 to specify command phase θ s * .

上述したように、回転機制御装置は、位置センサレス制御部106に代えて位置センサレス制御部106cを備えていてもよい。 As described above, the rotating machine control device may include the position sensorless control section 106c instead of the position sensorless control section 106.

(第5の実施の形態)
以下、第4の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第5の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第5の実施の形態に係る回転機制御装置について、第4の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第4の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a fifth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the fourth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the fifth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the fourth embodiment will be given the same reference numerals as they have already been explained, and the details will be explained in detail. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the fourth embodiment.

図17は、第5の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124dのブロック図である。 FIG. 17 is a block diagram of a command phase identifying section 124d of the rotating machine control device according to the fifth embodiment.

図17に示すように、第5の実施の形態に係る回転機制御装置は、第4の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124cが指令位相特定部124dに変更されて構成される。 As shown in FIG. 17, the rotating machine control device according to the fifth embodiment differs from the rotating machine control device according to the fourth embodiment in that the command phase identifying section 124c is changed to a command phase identifying section 124d. configured.

指令位相特定部124dは、(1)推定磁束Ψsの位相である推定位相θsが移動するべき制御周期毎の移動量Δθを、同期回転機400への回転速度指令を用いて特定し、(2)特定された移動量Δθとリプル補償位相θrippleとを用いて指令位相θs *を特定する。指令位相特定部124dは、加算器202、乗算器204、および加算器206を有している。 The command phase identifying unit 124d (1) identifies the amount of movement Δθ for each control cycle by which the estimated phase θ s , which is the phase of the estimated magnetic flux Ψ s , should be moved, using a rotation speed command to the synchronous rotating machine 400; (2) Specify the command phase θ s * using the specified movement amount Δθ and the ripple compensation phase θ ripple . The command phase specifying unit 124d includes an adder 202, a multiplier 204, and an adder 206.

乗算器204は、指令速度ωref *にTsを乗算し、移動量Δθを求める。ここで、Tsは、制御周期である。 The multiplier 204 multiplies the command speed ω ref * by T s to obtain the movement amount Δθ. Here, T s is the control period.

加算器202は、移動量Δθにリプル補償位相θrippleを加算する。 The adder 202 adds the ripple compensation phase θ ripple to the movement amount Δθ.

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124dは、加算器202、乗算器204、および加算器206を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124d may include the adder 202, the multiplier 204, and the adder 206.

第5の実施の形態に係る回転機制御装置は、推定磁束Ψsに基づいて推定磁束Ψsの位相である推定位相θsを特定する位相特定部114をさらに備え、指令位相特定部124dは、(1)推定位相Ψsが移動するべき制御周期毎の移動量Δθを、同期回転機400への回転速度指令を用いて特定し、(2)特定された移動量Δθとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを用いて指令位相θs *を特定する。 The rotating machine control device according to the fifth embodiment further includes a phase identifying unit 114 that identifies an estimated phase θ s that is the phase of the estimated magnetic flux Ψ s based on the estimated magnetic flux Ψ s , and a command phase identifying unit 124 d , (1) Specify the movement amount Δθ for each control cycle by which the estimated phase Ψ s should move using the rotation speed command to the synchronous rotating machine 400, and (2) Specify the movement amount Δθ and the ripple compensation phase θ that are specified. The command phase θ s * is specified using the ripple and the estimated phase θ s .

これによれば、推定位相Ψsが移動するべき制御周期毎の移動量Δθとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを用いて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, the command phase θ s * can be specified using the amount of movement Δθ for each control cycle in which the estimated phase Ψ s should move, the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s . , torque ripple can be reduced more effectively.

(第6の実施の形態)
以下、第5の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第6の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第6の実施の形態に係る回転機制御装置について、第5の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第5の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Sixth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a sixth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the fifth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the sixth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the fifth embodiment will be given the same reference numerals as they have already been explained, and the details will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the fifth embodiment.

図18は、第6の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124eのブロック図である。 FIG. 18 is a block diagram of the command phase identification unit 124e of the rotating machine control device according to the sixth embodiment.

図18に示すように、第6の実施の形態に係る回転機制御装置は、第5の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124dが指令位相特定部124eに変更されて構成される。 As shown in FIG. 18, the rotating machine control device according to the sixth embodiment differs from the rotating machine control device according to the fifth embodiment in that the command phase identifying section 124d is changed to a command phase identifying section 124e. configured.

指令位相特定部124eは、推定トルクTeをさらに用いて指令位相θs *を特定する。指令位相特定部124eは、加算器202、加算器206、乗算器208、ハイパスフィルタ210、符号反転器212、PI補償器214、および加算器216を有している。 The command phase specifying unit 124e further uses the estimated torque T e to specify the command phase θ s * . The command phase specifying unit 124e includes an adder 202, an adder 206, a multiplier 208, a high-pass filter 210, a sign inverter 212, a PI compensator 214, and an adder 216.

乗算器208は、指令速度ωref *にTsを乗算し、ωref *sを求める。 Multiplier 208 multiplies the command speed ω ref * by T s to obtain ω ref * T s .

ハイパスフィルタ210は、推定トルクTeからトルクTHを出力する。 High-pass filter 210 outputs torque T H from estimated torque T e .

符号反転器212は、トルクTHの符号を反転させる。 Sign inverter 212 inverts the sign of torque T H .

PI補償器214は、トルク-THからΔωref *sを求める。 The PI compensator 214 determines Δω ref * T s from the torque −T H .

加算器216は、乗算器208によって求められたωref *sとPI補償器214によって求められたΔωref *sとを加算し、トルク位相Δθsを求める。 Adder 216 adds ω ref * T s determined by multiplier 208 and Δω ref * T s determined by PI compensator 214 to determine torque phase Δθ s .

加算器202は、トルク位相Δθsにリプル補償位相θrippleを加算する。 Adder 202 adds ripple compensation phase θ ripple to torque phase Δθ s .

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124eは、加算器202、加算器206、乗算器208、ハイパスフィルタ210、符号反転器212、PI補償器214、および加算器216を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124e may include the adder 202, the adder 206, the multiplier 208, the high-pass filter 210, the sign inverter 212, the PI compensator 214, and the adder 216.

第6の実施の形態に係る回転機制御装置は、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて推定トルクTeを演算するトルク推定部116をさらに備え、指令位相特定部124eは、推定トルクTeをさらに用いて指令位相θs *を特定する。 The rotating machine control device according to the sixth embodiment further includes a torque estimation unit 116 that calculates the estimated torque T e based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i, and the command phase identification unit 124e The command phase θ s * is further specified using T e .

これによれば、推定トルクTeをさらに用いて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, the command phase θ s * can be specified using the estimated torque T e , so that torque ripple can be further effectively reduced in the position sensorless magnetic flux control.

(第7の実施の形態)
以下、第4の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第7の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第7の実施の形態に係る回転機制御装置について、第4の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第4の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Seventh embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a seventh embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the fourth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the seventh embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the fourth embodiment are given the same reference numerals as they have already been explained, and their details will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the fourth embodiment.

図19は、第7の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124fのブロック図である。 FIG. 19 is a block diagram of a command phase identification unit 124f of a rotating machine control device according to a seventh embodiment.

図19に示すように、第7の実施の形態に係る回転機制御装置は、第4の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124cが指令位相特定部124fに変更されて構成される。 As shown in FIG. 19, the rotating machine control device according to the seventh embodiment differs from the rotating machine control device according to the fourth embodiment in that the command phase identifying section 124c is changed to a command phase identifying section 124f. configured.

指令位相特定部124fは、積分器200、加算器202、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有している。 The command phase specifying unit 124f includes an integrator 200, an adder 202, a high-pass filter 218, a gain multiplier 220, and a subtracter 222.

ハイパスフィルタ218は、推定トルクTeからトルクTHを出力する。 The high-pass filter 218 outputs the torque T H from the estimated torque T e .

ゲイン乗算器220は、トルクTHにゲインKを乗算する。 Gain multiplier 220 multiplies torque T H by gain K 1 .

減算器222は、指令速度ωref *からKHを減算する。 The subtractor 222 subtracts K 1 T H from the command speed ω ref * .

積分器200は、減算器222によって求められた値を積分する。 Integrator 200 integrates the value determined by subtractor 222.

加算器202は、積分器200によって求められた値にリプル補償位相θrippleを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 202 specifies command phase θ s * by adding ripple compensation phase θ ripple to the value obtained by integrator 200 .

上述したように、指令位相特定部124fは、積分器200、加算器202、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124f may include an integrator 200, an adder 202, a high-pass filter 218, a gain multiplier 220, and a subtracter 222.

(第8の実施の形態)
以下、第7の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第8の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第8の実施の形態に係る回転機制御装置について、第7の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第7の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Eighth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to an eighth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the seventh embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the eighth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the seventh embodiment will be given the same reference numerals as they have already been explained, and the details will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the seventh embodiment.

図20は、第8の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124gのブロック図である。 FIG. 20 is a block diagram of a command phase identification unit 124g of the rotating machine control device according to the eighth embodiment.

図20に示すように、第8の実施の形態に係る回転機制御装置は、第7の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124fが指令位相特定部124gに変更されて構成される。 As shown in FIG. 20, the rotating machine control device according to the eighth embodiment differs from the rotating machine control device according to the seventh embodiment in that the command phase specifying section 124f is changed to a command phase specifying section 124g. configured.

指令位相特定部124gは、加算器202、乗算器204、加算器206、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有している。 The command phase specifying unit 124g includes an adder 202, a multiplier 204, an adder 206, a high-pass filter 218, a gain multiplier 220, and a subtracter 222.

加算器202は、乗算器204によって求められた移動量Δθにリプル補償位相θrippleを加算する。 The adder 202 adds the ripple compensation phase θ ripple to the movement amount Δθ obtained by the multiplier 204 .

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124gは、加算器202、乗算器204、加算器206、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124g may include the adder 202, the multiplier 204, the adder 206, the high-pass filter 218, the gain multiplier 220, and the subtracter 222.

(第9の実施の形態)
以下、第8の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第9の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第9の実施の形態に係る回転機制御装置について、第8の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第8の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Ninth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a ninth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the eighth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the ninth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the eighth embodiment will be given the same reference numerals as they have already been explained, and the details will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the eighth embodiment.

図21は、第9の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124hのブロック図である。 FIG. 21 is a block diagram of a command phase identification unit 124h of a rotating machine control device according to the ninth embodiment.

図21に示すように、第9の実施の形態に係る回転機制御装置は、第8の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124gが指令位相特定部124hに変更されて構成される。 As shown in FIG. 21, the rotating machine control device according to the ninth embodiment is different from the rotating machine control device according to the eighth embodiment in that the command phase identifying section 124g is changed to a command phase identifying section 124h. configured.

指令位相特定部124hは、加算器202、加算器206、乗算器208、PI補償器214、加算器216、ローパスフィルタ224、および減算器226を有している。 The command phase specifying unit 124h includes an adder 202, an adder 206, a multiplier 208, a PI compensator 214, an adder 216, a low-pass filter 224, and a subtracter 226.

乗算器208は、指令速度ωref *にTsを乗算し、ωref *sを求める。 Multiplier 208 multiplies the command speed ω ref * by T s to obtain ω ref * T s .

ローパスフィルタ224は、推定トルクTeからトルクTLを出力する。 The low-pass filter 224 outputs the torque T L from the estimated torque T e .

減算器226は、トルクTLから推定トルクTeを減算することによって、トルク-THを求める。 The subtractor 226 obtains torque -T H by subtracting the estimated torque T e from the torque T L .

PI補償器214は、トルク-THからΔωref *sを求める。 The PI compensator 214 determines Δω ref * T s from the torque −T H .

加算器216は、乗算器208によって求められたωref *sとPI補償器214によって求められたΔωref *sとを加算し、トルク位相Δθsを求める。 Adder 216 adds ω ref * T s determined by multiplier 208 and Δω ref * T s determined by PI compensator 214 to determine torque phase Δθ s .

加算器202は、加算器216によって求められたトルク位相Δθsにリプル補償位相θrippleを加算する。 Adder 202 adds ripple compensation phase θ ripple to torque phase Δθ s determined by adder 216 .

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124hは、加算器202、加算器206、乗算器208、PI補償器214、加算器216、ローパスフィルタ224、および減算器226を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124h may include the adder 202, the adder 206, the multiplier 208, the PI compensator 214, the adder 216, the low-pass filter 224, and the subtracter 226.

(第10の実施の形態)
以下、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100の一部が変更されて構成される第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jについて説明する。ここでは、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jについて、回転機制御装置100と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100との相違点を中心に説明する。
(Tenth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device 100j according to a tenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device 100 according to the first embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device 100 will be given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the rotating machine control device 100.

図22に示すように、回転機制御装置100jは、第1電流センサ102、第2電流センサ104、位置センサレス制御部106j、およびデューティ生成部108を備えている。回転機制御装置100jは、PWM(Pulse Width Modulation)インバータ300および同期回転機400に接続されている。 As shown in FIG. 22, the rotating machine control device 100j includes a first current sensor 102, a second current sensor 104, a position sensorless control section 106j, and a duty generation section 108. The rotating machine control device 100j is connected to a PWM (Pulse Width Modulation) inverter 300 and a synchronous rotating machine 400.

位置センサレス制御部106jは、同期回転機400の位置センサレス磁束制御を行う。位置センサレス制御部106jは、同期回転機400の位置センサレス磁束制御運転を実行するように構成されている。本実施の形態では、位置センサレス磁束制御運転が実行されている期間において、同期回転機400のロータの回転速度(回転数)が、同期回転機400に印加される回転機電流の回転速度(同期速度)に一致する。位置センサレス磁束制御運転は、エンコーダおよびレゾルバ等の位置センサを用いない運転である。本明細書では、説明の便宜上、推定された回転機磁束の位相を用いて回転機磁束を制御する運転を磁束制御運転と称する。回転機磁束は、同期回転機400に印加されている3相交流座標上の電機子鎖交磁束と、この電機子鎖交磁束を座標変換することにより得た磁束の両方を含む概念である。本明細書では、「振幅」は、単に大きさ(絶対値)を指す場合がある。 The position sensorless control unit 106j performs position sensorless magnetic flux control of the synchronous rotating machine 400. The position sensorless control unit 106j is configured to perform position sensorless magnetic flux control operation of the synchronous rotating machine 400. In this embodiment, during the period in which the position sensorless magnetic flux control operation is being performed, the rotation speed (rotation speed) of the rotor of the synchronous rotating machine 400 is changed to the rotation speed (rotation speed) of the rotating machine current applied to the synchronous rotating machine 400 (synchronous rotation speed). speed). Position sensorless magnetic flux control operation is operation that does not use position sensors such as encoders and resolvers. In this specification, for convenience of explanation, an operation in which the rotating machine magnetic flux is controlled using the estimated phase of the rotating machine magnetic flux is referred to as a magnetic flux control operation. The rotating machine magnetic flux is a concept that includes both the armature linkage flux on the three-phase AC coordinates applied to the synchronous rotating machine 400 and the magnetic flux obtained by coordinate transformation of this armature linkage flux. In this specification, "amplitude" may simply refer to magnitude (absolute value).

回転機制御装置100jの一部または全部の要素は、DSP(Digital Signal Processor)またはマイクロコンピュータにおいて実行される制御アプリケーションによって提供され得る。DSPまたはマイクロコンピュータは、コア、メモリ、A/D変換回路および通信ポート等の周辺装置を含んでいてもよい。また、回転機制御装置100jの一部または全部の要素は、論理回路によって構成されていてもよい。 Some or all of the elements of the rotating machine control device 100j may be provided by a control application executed in a DSP (Digital Signal Processor) or a microcomputer. A DSP or microcomputer may include a core, memory, A/D conversion circuitry, and peripherals such as communication ports. Furthermore, some or all of the elements of the rotating machine control device 100j may be configured by logic circuits.

(回転機制御装置100jによる制御の概要)
回転機制御装置100jは、指令トルクTe *および相電流iu,iwから、デューティDu,Dv,Dwを生成する。PWMインバータ300によって、デューティDu,Dv,Dwから、同期回転機400に印加するべき電圧ベクトルvu,vv,vwが生成される。指令トルクTe *は、上位制御装置から回転機制御装置100jに与えられる。指令トルクTe *は、モータトルクが追従するべきトルクを表す。
(Summary of control by rotating machine control device 100j)
The rotating machine control device 100j generates duties D u , D v , D w from command torque T e * and phase currents i u , i w . The PWM inverter 300 generates voltage vectors v u , v v , v w to be applied to the synchronous rotating machine 400 from the duties Du , D v , D w . The command torque T e * is given to the rotating machine control device 100j from the host control device. The command torque T e * represents the torque that the motor torque should follow.

以下、回転機制御装置100jの動作の概要を説明する。電流センサ102,104(第1電流センサ102、第2電流センサ104)によって、相電流iu,iwが検出される。位置センサレス磁束制御運転を実行しているとき、位置センサレス制御部106jによって、指令トルクTe *および相電流iu,iwから、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *が生成される。指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *の各成分は、それぞれ3相交流座標上のU相電圧、V相電圧、およびW相電圧に対応する。デューティ生成部108によって、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *から、デューティDu,Dv,Dwが生成される。デューティDu,Dv,Dwは、PWMインバータ300に入力される。このような制御によって、同期回転機400は、トルクが指令トルクTe *に追従するように制御される。 An overview of the operation of the rotating machine control device 100j will be described below. Phase currents i u and i w are detected by current sensors 102 and 104 (first current sensor 102 and second current sensor 104). When the position sensorless magnetic flux control operation is executed, the position sensorless control unit 106j generates command voltage vectors v u * , v v *, v w * from the command torque T e * and phase currents i u , i w . be done. Each component of the command voltage vectors v u * , v v * , v w * corresponds to a U-phase voltage, a V-phase voltage, and a W-phase voltage on the three-phase AC coordinates, respectively. The duty generation unit 108 generates duties Du , Dv , and Dw from the command voltage vectors vu * , vv * , and vw * . The duties D u , D v , and D w are input to the PWM inverter 300 . Through such control, the synchronous rotating machine 400 is controlled so that the torque follows the command torque T e * .

以下では、α-β座標に基づいて回転機制御装置100jを説明することがある。また、d-q座標に基づいて回転機制御装置100jを説明することもある。また、dm-qm座標に基づいて回転機制御装置100jを説明することもある。図2に、α-β座標、d-q座標、およびdm-qm座標を示す。α-β座標は、固定座標である。α-β座標は、静止座標とも交流座標とも称される。α軸は、U軸(図2では省略)と同一方向に延びる軸として設定される。U軸は、回転機制御装置100のU相巻線に対応する。β軸は、α軸と直交する。d-q座標は、回転座標である。d-q座標は、同期回転機400のロータの位相をd軸とし、当該位相に対して90度進んだ位相をq軸とする座標系である。dm-qm座標は、回転座標である。dm軸は、同期回転機400の永久磁石の推定された磁束である磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mをdm軸とし、磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸とした座標系である。 Below, the rotating machine control device 100j may be explained based on α-β coordinates. Further, the rotating machine control device 100j may be explained based on the dq coordinates. Further, the rotating machine control device 100j may be explained based on dm-qm coordinates. FIG. 2 shows α-β coordinates, dq coordinates, and dm-qm coordinates. The α-β coordinates are fixed coordinates. The α-β coordinate is also called a stationary coordinate or an alternating current coordinate. The α-axis is set as an axis extending in the same direction as the U-axis (omitted in FIG. 2). The U-axis corresponds to the U-phase winding of the rotating machine control device 100. The β axis is perpendicular to the α axis. The dq coordinates are rotational coordinates. The dq coordinate is a coordinate system in which the d-axis is the phase of the rotor of the synchronous rotating machine 400, and the q-axis is a phase 90 degrees ahead of the phase. The dm-qm coordinates are rotational coordinates. The dm axis is the magnet phase θ dm, which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am , which is the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine 400, and the qm axis is the phase that is 90 degrees ahead of the magnet phase θ dm . The coordinate system is

(位置センサレス制御部106j)
図22に戻って、位置センサレス制御部106jは、回転機磁束の振幅が目標振幅へと収束するように指令振幅を設定する位置センサレス磁束制御運転を実行する。位置センサレス磁束制御運転は、磁束推定部112(後述)に基づいて推定された回転機磁束の位相(推定位相θs)から求められる指令位相θs *を参照しながら実行される。目標振幅は、回転機磁束の振幅が最終的に到達するべき振幅である。指令振幅は、回転機磁束の振幅が追従するべき振幅である。
(Position sensorless control unit 106j)
Returning to FIG. 22, the position sensorless control unit 106j executes a position sensorless magnetic flux control operation in which the command amplitude is set so that the amplitude of the rotating machine magnetic flux converges to the target amplitude. The position sensorless magnetic flux control operation is executed while referring to the command phase θ s * obtained from the phase (estimated phase θ s ) of the rotating machine magnetic flux estimated based on the magnetic flux estimation unit 112 (described later). The target amplitude is the amplitude that the rotating machine magnetic flux should ultimately reach. The command amplitude is the amplitude that the amplitude of the rotating machine magnetic flux should follow.

図23に示すように、位置センサレス制御部106jは、u,w/α,β変換部110、磁束推定部112、位相特定部114、トルク推定部116、指令振幅生成部118、磁化特性特定部120、リプル補償特定部122j、指令位相特定部124j、指令磁束生成部126、電圧指令生成部128、およびα,β/u,v,w変換部130を備えている。 As shown in FIG. 23, the position sensorless control unit 106j includes a u, w/α, β conversion unit 110, a magnetic flux estimation unit 112, a phase identification unit 114, a torque estimation unit 116, a command amplitude generation unit 118, and a magnetization characteristic identification unit. 120, a ripple compensation specifying section 122j, a command phase specifying section 124j, a command magnetic flux generating section 126, a voltage command generating section 128, and an α, β/u, v, w converting unit 130.

位置センサレス制御部106jでは、u,w/α,β変換部110によって、相電流iu,iwが、軸電流iα,iβに変換される。軸電流iα,iβは、同期回転機400のα-β座標上におけるα軸電流iαおよびβ軸電流iβをまとめて記載したものである。磁束推定部112によって、回転機磁束が推定される(推定磁束Ψsが求められる)。推定磁束Ψsのα軸成分およびβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψα,Ψβと記載する。位相特定部114によって、推定磁束Ψsから、回転機磁束の位相が推定される(推定磁束Ψsの推定位相θsが求められる)。トルク推定部116によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから、モータトルクが推定される(推定トルクTeが求められる)。指令振幅生成部118によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから、指令振幅|Ψs *|が生成される。磁化特性特定部120によって、推定磁束Ψsおよび軸電流iα,iβから、qm軸電流iq mおよび磁石位相θd mの高調波成分nθd mが特定される。リプル補償特定部122jによって、qm軸電流iq mおよび高調波成分nθd mから、リプル補償トルクTrippleが特定される。指令位相特定部124jによって、推定磁束Ψsの推定位相θs、指令トルクTe *、推定トルクTe、およびリプル補償トルクTrippleから、指令磁束ベクトルΨs *の指令位相(指令磁束ベクトル位相)θs *が求められる。指令磁束生成部126によって、指令振幅|Ψs *|および指令位相θs *から、指令磁束ベクトルΨs *が求められる。指令磁束ベクトルΨs *のα軸成分およびβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψα *およびβ軸指令磁束Ψβ *と記載する。電圧指令生成部128によって、指令磁束Ψα *,Ψβ *、推定磁束Ψα,Ψβ、および軸電流iα,iβから、指令軸電圧vα *,vβ *が求められる。指令軸電圧vα *,vβ *は、同期回転機400のα-β座標上におけるα軸指令軸電圧vα *およびβ軸指令軸電圧vβ *をまとめて記載したものである。α,β/u,v,w変換部130によって、指令軸電圧vα *,vβ *が、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *に変換される。 In the position sensorless control unit 106j, the u, w/α, β conversion unit 110 converts the phase currents i u and i w into shaft currents i α and i β . Axial currents i α and i β are a collective description of α-axis current i α and β-axis current i β on the α-β coordinate of the synchronous rotating machine 400. The rotating machine magnetic flux is estimated by the magnetic flux estimation unit 112 (estimated magnetic flux Ψ s is determined). The α-axis component and β-axis component of the estimated magnetic flux Ψ s are written as estimated magnetic flux Ψ α and Ψ β , respectively. The phase specifying unit 114 estimates the phase of the rotating machine magnetic flux from the estimated magnetic flux Ψ s (the estimated phase θ s of the estimated magnetic flux Ψ s is determined). The motor torque is estimated by the torque estimation unit 116 from the estimated magnetic flux Ψ s and the shaft currents i α and i β (estimated torque T e is determined). The command amplitude generation unit 118 generates the command amplitude |Ψ s * | from the estimated magnetic flux Ψ s and the shaft currents i α and i β . The magnetization characteristic specifying unit 120 specifies the harmonic component nθ dm of the qm-axis current i qm and the magnet phase θ dm from the estimated magnetic flux Ψ s and the axis currents i α , i β . The ripple compensation specifying unit 122j specifies the ripple compensation torque T ripple from the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . The command phase identification unit 124j determines the command phase (command flux vector phase) of the command magnetic flux vector Ψ s * from the estimated phase θ s of the estimated magnetic flux Ψ s , the command torque T e * , the estimated torque T e , and the ripple compensation torque T ripple . ) θ s * is found. The command magnetic flux generation unit 126 determines the command magnetic flux vector Ψ s * from the command amplitude |Ψ s * | and the command phase θ s * . The α-axis component and β-axis component of the commanded magnetic flux vector Ψ s * are written as α-axis commanded magnetic flux Ψ α * and β-axis commanded magnetic flux Ψ β * , respectively. The voltage command generation unit 128 calculates command shaft voltages v α * , v β * from command magnetic fluxes Ψ α *, Ψ β *, estimated magnetic fluxes Ψ α , Ψ β , and shaft currents i α , i β . The command shaft voltages v α * and v β * are a collective description of the α-axis command shaft voltage v α * and the β-axis command shaft voltage v β * on the α-β coordinate of the synchronous rotating machine 400. The α, β/u, v, w conversion unit 130 converts the command shaft voltages v α * , v β * into command voltage vectors v u * , v v * , v w * .

位置センサレス磁束制御運転においては、このような制御によって、モータトルクが指令トルクTe *に追従し、回転機磁束が指令磁束ベクトルΨs *に追従する。その結果、同期回転機400の速度が指令速度ωref *に追従する。上述のように、「位置センサレス制御部106jは、回転機磁束の振幅が目標振幅へと収束するように、指令振幅を設定する位置センサレス磁束制御運転を実行する」と表現する場合、「目標振幅」は、指令振幅|Ψs *|に対応する。これを考慮して、以下では、指令振幅|Ψs *|を目標振幅|Ψs *|と称することがある。 In the position sensorless magnetic flux control operation, such control causes the motor torque to follow the command torque T e * , and the rotating machine magnetic flux to follow the command magnetic flux vector Ψ s * . As a result, the speed of the synchronous rotating machine 400 follows the command speed ω ref * . As mentioned above, when expressing "the position sensorless control unit 106j executes a position sensorless magnetic flux control operation that sets the command amplitude so that the amplitude of the rotating machine magnetic flux converges to the target amplitude", it is expressed as "target amplitude". ” corresponds to the command amplitude |Ψ s * |. Considering this, hereinafter, the command amplitude |Ψ s * | may be referred to as the target amplitude |Ψ s * |.

本明細書では、軸電流iα,iβは、実際に同期回転機400を流れる電流ではなく、情報として伝達される電流値を意味する。指令軸電圧vα *,vβ *、推定磁束Ψs、推定位相θs、指令位相θs *、推定トルクTe、指令トルクTe *、指令振幅|Ψs *|(目標振幅|Ψs *|)、指令磁束ベクトルΨs *、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *、指令速度ωref *、磁石位相θd m、高調波成分nθd m、およびqm軸電流iq m等も情報として伝達される値を意味する。 In this specification, the shaft currents i α and i β do not mean currents that actually flow through the synchronous rotating machine 400, but current values that are transmitted as information. Command shaft voltage v α * , v β * , estimated magnetic flux Ψ s , estimated phase θ s , command phase θ s * , estimated torque T e , command torque T e * , command amplitude | Ψ s * | (target amplitude | Ψ s * |), command magnetic flux vector Ψ s * , command voltage vector v u * , v v * , v w * , command speed ω ref * , magnet phase θ dm , harmonic component nθ dm , and qm-axis current i qm etc. also mean values transmitted as information.

図23に示す位置センサレス制御部106jの構成要素について、以下で説明する。 The components of the position sensorless control unit 106j shown in FIG. 23 will be described below.

(リプル補償特定部122j)
図24に示すように、リプル補償特定部122jは、qm軸電流iq mと高調波成分nθd mとに基づいてリプル補償トルクTrippleを特定する。リプル補償特定部122jは、磁気エネルギーテーブル168、およびリプルトルク特定部170を有している。
(Ripple compensation specifying unit 122j)
As shown in FIG. 24, the ripple compensation specifying unit 122j specifies the ripple compensation torque T ripple based on the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . The ripple compensation specifying section 122j includes a magnetic energy table 168 and a ripple torque specifying section 170.

リプル補償特定部122jは、α,β/qm変換部148から出力されたqm軸電流iq m、および磁気エネルギー特定部156によって作成された磁気エネルギーテーブル168(図7参照)によって、磁気エネルギーW´qmcnおよび磁気エネルギーW´qmsnを求める。具体的には、リプル補償特定部122jは、磁気エネルギーテーブル168から、α,β/qm変換部148から出力されたqm軸電流iq mの値に対応する磁気エネルギーW´qmcnの値を選択して出力する。また、リプル補償特定部122jは、磁気エネルギーテーブル168から、α,β/qm変換部148から出力されたqm軸電流iq mの値に対応する磁気エネルギーW´qmsnの値を選択して出力する。 The ripple compensation specifying unit 122j determines the magnetic energy W' based on the qm-axis current i qm output from the α, β/qm converting unit 148 and the magnetic energy table 168 (see FIG. 7) created by the magnetic energy specifying unit 156. Find qmcn and magnetic energy W ' qmsn . Specifically, the ripple compensation specifying unit 122j selects the value of the magnetic energy W′ qmcn corresponding to the value of the qm-axis current i qm output from the α,β / qm converting unit 148 from the magnetic energy table 168. and output it. Furthermore, the ripple compensation specifying unit 122j selects and outputs the value of the magnetic energy W′ qmsn corresponding to the value of the qm-axis current i qm output from the α, β/qm converting unit 148 from the magnetic energy table 168. .

(指令位相特定部124j)
図23に戻って、指令位相特定部124jは、リプル補償トルクTrippleに基づいて共振部189(後述)によって特定されるリプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令磁束ベクトル位相を特定する。ここでは、トルク指令に基づく例を示す。指令磁束ベクトル位相は、指令位相θs *である。つまり、本実施の形態では、図2に示すように、指令位相θs *は、指令磁束ベクトルΨs *の位相である。本実施の形態では、指令位相特定部124jは、推定トルクTeを指令トルクTe *に収束させるためのトルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを加算することによって、指令位相θs *を特定する。つまり、指令位相特定部124jは、トルク位相Δθs、リプル補償位相θripple、および推定位相θsを用いて、指令位相θs *を特定する。
(Command phase identification unit 124j)
Returning to FIG. 23, the command phase specifying unit 124j determines the command magnetic flux vector based on the ripple compensation phase θ ripple specified by the resonance unit 189 (described later) based on the ripple compensation torque T ripple and the torque command or rotational speed command. Identify the phase. Here, an example based on a torque command will be shown. The command magnetic flux vector phase is the command phase θ s * . That is, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the command phase θ s * is the phase of the command magnetic flux vector Ψ s * . In the present embodiment, the command phase specifying unit 124j adds the torque phase Δθ s , the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s for converging the estimated torque T e to the command torque T e * , thereby Specify the command phase θ s * . That is, the command phase identification unit 124j identifies the command phase θ s * using the torque phase Δθ s , the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s .

図25に示すように、指令位相特定部124jは、減算器186、PI補償器188、共振部189、加算器190、および加算器192を有している。 As shown in FIG. 25, the command phase specifying section 124j includes a subtracter 186, a PI compensator 188, a resonance section 189, an adder 190, and an adder 192.

減算器186は、指令トルクTe *から推定トルクTeおよびリプル補償トルクTrippleを減算し、偏差ΔTを求める。 The subtracter 186 subtracts the estimated torque T e and the ripple compensation torque T ripple from the command torque T e * to obtain a deviation ΔT.

PI補償器188は、減算器186によって求められた偏差ΔTを0に収束させるための比例積分制御によって、トルク位相Δθsを求める。 The PI compensator 188 determines the torque phase Δθ s by proportional-integral control to converge the deviation ΔT determined by the subtractor 186 to zero.

共振部189は、式(26)によって、偏差ΔTを用いてリプル補償位相θrippleを特定する。b0は、係数であり、予め設定された定数である。また、ξは、減衰係数であり、ωnは、固有振動数であり、sは、伝達関数である。 The resonance unit 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple using the deviation ΔT according to equation (26). b 0 is a coefficient and a preset constant. Further, ξ is a damping coefficient, ω n is a natural frequency, and s is a transfer function.

Figure 0007357112000026
Figure 0007357112000026

このように、共振部189は、リプル補償トルクTrippleに基づいてリプル補償位相θrippleを特定する。たとえば、共振部189は、共振器である。 In this way, the resonance unit 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple . For example, the resonator 189 is a resonator.

加算器190は、トルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleとを加算する。 Adder 190 adds the torque phase Δθ s and the ripple compensation phase θ ripple .

加算器192は、トルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleとに推定位相θsをさらに加算し、指令位相θs *を求める。 Adder 192 further adds estimated phase θ s to torque phase Δθ s and ripple compensation phase θ ripple to obtain command phase θ s * .

(効果等)
第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jは、同期回転機400の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部112と、推定された回転機磁束である推定磁束Ψsと同期回転機400の検出電流iとの第1内積、または同期回転機400の永久磁石の推定された磁石磁束Ψa mと検出電流iとの第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束Ψα *,Ψβ *の振幅である指令振幅|Ψs *|を生成する指令振幅生成部118と、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mを特定し、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、推定磁束Ψsのqm軸磁束Ψq mと検出電流iのqm軸電流iq mと磁石位相θd mの高調波成分nθd mとを特定する磁化特性特定部120と、qm軸電流iq mと高調波成分nθd mとに基づいてリプル補償トルクTrippleを特定するリプル補償特定部122jと、リプル補償トルクTrippleに基づいて共振部189によって特定されるリプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定する指令位相特定部124jと、指令振幅|Ψs *|と指令位相θs *とに基づいて指令磁束Ψα *,Ψβ *を生成する指令磁束生成部126とを備える。
(Effects, etc.)
The rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment includes a magnetic flux estimation unit 112 that estimates the rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine 400, and an estimated magnetic flux Ψ s that is the estimated rotating machine magnetic flux and synchronous rotation. Command magnetic flux Ψ A command amplitude generation unit 118 generates a command amplitude |Ψ s * | which is the amplitude of α * and Ψ β * , and a magnet phase θ which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i. dm , and using the dm-qm coordinate with the magnet phase θ dm as the dm axis and the qm axis as the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase θ dm , we can calculate the qm-axis magnetic flux Ψ qm of the estimated magnetic flux Ψ s . A magnetization characteristic specifying unit 120 that specifies the qm-axis current i qm of the detection current i and the harmonic component nθ dm of the magnet phase θ dm , and a ripple compensation torque T based on the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . The ripple compensation specifying unit 122j specifies the ripple, and the command phase θ s * is specified based on the ripple compensation phase θ ripple specified by the resonance unit 189 based on the ripple compensation torque T ripple and the torque command or rotational speed command. It includes a command phase specifying section 124j and a command magnetic flux generating section 126 that generates command magnetic fluxes Ψ α * and Ψ β * based on command amplitude |Ψ s * | and command phase θ s * .

これによれば、磁石位相θd mを特定でき、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、推定磁束Ψsのqm軸磁束Ψq mと検出電流iのqm軸電流iq mと磁石位相θd mの高調波成分nθd mとを特定でき、qm軸電流iq mと高調波成分nθd mとに基づいてリプル補償トルクTrippleを特定でき、リプル補償トルクTrippleに基づいて特定されるリプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルを効果的に低減できる。 According to this, the magnet phase θ dm can be specified, and the estimated magnetic flux Ψ The qm-axis magnetic flux Ψ qm of s , the qm-axis current i qm of the detected current i, and the harmonic component nθ dm of the magnet phase θ dm can be specified, and ripple compensation is performed based on the qm-axis current i qm and the harmonic component nθ dm . Since the torque T ripple can be specified and the command phase θ s * can be specified based on the ripple compensation phase θ ripple specified based on the ripple compensation torque T ripple and the torque command or rotational speed command, in position sensorless magnetic flux control, Torque ripple can be effectively reduced.

また、第10の実施の形態では、図25で説明したように、推定トルクTeを用いてリプル補償位相θrippleを求めているので、高精度にトルクリプルを低減できる。 Furthermore, in the tenth embodiment, as described with reference to FIG. 25, since the ripple compensation phase θ ripple is determined using the estimated torque T e , the torque ripple can be reduced with high accuracy.

また、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jは、推定磁束Ψsに基づいて推定磁束Ψsの位相である推定位相θsを特定する位相特定部114と、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて推定トルクTeを演算するトルク推定部116とをさらに備え、指令位相特定部124jは、推定トルクTeを指令トルクTe *に収束させるためのトルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Further, the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment includes a phase identifying unit 114 that identifies an estimated phase θ s that is a phase of the estimated magnetic flux Ψ s based on the estimated magnetic flux Ψ s, and an estimated magnetic flux Ψ s . The command phase specifying unit 124j further includes a torque estimating unit 116 that calculates an estimated torque T e based on the detected current i, and a command phase specifying unit 124j that calculates a torque phase Δθ s and a torque phase Δθ s for converging the estimated torque T e to the command torque T e * . The command phase θ s * is specified by adding the ripple compensation phase θ ripple and the estimated phase θ s .

これによれば、推定トルクTeを指令トルクTe *に収束させるためのトルク位相Δθsとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを加算することによって、指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, the command phase θ s * can be determined by adding the torque phase Δθ s for converging the estimated torque T e to the command torque T e *, the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s Therefore, torque ripple can be further effectively reduced in position sensorless magnetic flux control.

また、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jにおいて、指令振幅生成部118は、第1内積または第2内積の演算結果の目標値として、ゼロに設定する。 Further, in the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment, the command amplitude generation unit 118 sets the target value of the calculation result of the first inner product or the second inner product to zero.

これによれば、同期回転機400の永久磁石の磁石磁束Ψa mの方向の界磁磁束を発生させる電流を流すことができるので、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, it is possible to flow a current that generates a field magnetic flux in the direction of the magnetic flux Ψ am of the permanent magnet of the synchronous rotating machine 400, so that torque ripple can be further effectively reduced.

(第11の実施の形態)
以下、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jの一部が変更されて構成される第11の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第11の実施の形態に係る回転機制御装置について、回転機制御装置100jと同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100jとの相違点を中心に説明する。
(Eleventh embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to an eleventh embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the eleventh embodiment, components similar to those of the rotating machine control device 100j are given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the machine control device 100j.

図12は、第2の実施の形態に係る回転機制御装置の指令振幅生成部118aのブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram of the command amplitude generation unit 118a of the rotating machine control device according to the second embodiment.

図12に示すように、第11の実施の形態に係る回転機制御装置は、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jから、指令振幅生成部118が指令振幅生成部118aに変更されて構成される。 As shown in FIG. 12, in the rotating machine control device according to the eleventh embodiment, the command amplitude generation unit 118 is changed from the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment to a command amplitude generation unit 118a. It consists of

(第12の実施の形態)
以下、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jの一部が変更されて構成される第12の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第12の実施の形態に係る回転機制御装置について、回転機制御装置100jと同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100jとの相違点を中心に説明する。
(Twelfth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a twelfth embodiment, which is constructed by partially changing the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the twelfth embodiment, components similar to those of the rotating machine control device 100j are given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the machine control device 100j.

図13は、第3の実施の形態に係る回転機制御装置の磁化特性特定部120bのブロック図である。図14は、第3の実施の形態に係る回転機制御装置の他の磁化特性特定部120cのブロック図である。 FIG. 13 is a block diagram of the magnetization characteristic specifying section 120b of the rotating machine control device according to the third embodiment. FIG. 14 is a block diagram of another magnetization characteristic specifying section 120c of the rotating machine control device according to the third embodiment.

図13に示すように、第12の実施の形態に係る回転機制御装置は、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jから、磁化特性特定部120が磁化特性特定部120bに変更されて構成される。 As shown in FIG. 13, in the rotating machine control device according to the twelfth embodiment, the magnetization characteristic specifying section 120 is changed from the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment to a magnetization characteristic specifying section 120b. It consists of

なお、図13に示した磁化特性特定部120bは図14に示す磁化特性特定部120cであってもよい。 Note that the magnetization characteristic specifying section 120b shown in FIG. 13 may be the magnetization characteristic specifying section 120c shown in FIG. 14.

(第13の実施の形態)
以下、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jの一部が変更されて構成される第13の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第13の実施の形態に係る回転機制御装置について、回転機制御装置100jと同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100jとの相違点を中心に説明する。
(13th embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a thirteenth embodiment, which is constructed by partially changing the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment, components similar to those of the rotating machine control device 100j are given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the machine control device 100j.

図26は、第13の実施の形態に係る回転機制御装置の位置センサレス制御部106kのブロック図である。図27は、図26の位置センサレス制御部106kの指令位相特定部124kのブロック図である。 FIG. 26 is a block diagram of the position sensorless control section 106k of the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment. FIG. 27 is a block diagram of the command phase identification section 124k of the position sensorless control section 106k of FIG. 26.

図26に示すように、第13の実施の形態に係る回転機制御装置は、第10の実施の形態に係る回転機制御装置100jから、位置センサレス制御部106jが位置センサレス制御部106kに変更されて構成される。 As shown in FIG. 26, in the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment, the position sensorless control section 106j is changed from the rotating machine control device 100j according to the tenth embodiment to a position sensorless control section 106k. It consists of

位置センサレス制御部106kは、指令位相特定部124jに代えて指令位相特定部124kを有している点において、位置センサレス制御部106jと主に異なっている。 The position sensorless control section 106k differs from the position sensorless control section 106j mainly in that it has a command phase specifying section 124k instead of the command phase specifying section 124j.

本実施の形態では、位置センサレス制御部106kには、指令速度ωref *が与えられる。指令速度ωref *は、同期回転機400が追従するべき速度を表す。位置センサレス制御部106kは、指令速度ωref *および相電流iu,iwから、指令電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成する。このような制御によって、同期回転機400は、速度が指令速度ωref *に追従するように制御される。 In this embodiment, the command speed ω ref * is given to the position sensorless control unit 106k. The command speed ω ref * represents the speed that the synchronous rotating machine 400 should follow. The position sensorless control unit 106k generates command voltage vectors v u * , v v * , v w * from command speed ω ref * and phase currents i u , i w . Through such control, the synchronous rotating machine 400 is controlled so that its speed follows the command speed ω ref * .

図27に示すように、指令位相特定部124kは、共振部189、積分器200、および加算器202を有している。指令位相特定部124kは、リプル補償位相θrippleと回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定する。 As shown in FIG. 27, the command phase identification section 124k includes a resonance section 189, an integrator 200, and an adder 202. The command phase identifying unit 124k identifies the command phase θ s * based on the ripple compensation phase θ ripple and the rotational speed command.

共振部189は、リプル補償トルクTrippleに基づいてリプル補償位相θrippleを特定する。たとえば、共振部189は、上述した式(26)におけるΔTをTrippleに置き換えて計算することによって、リプル補償位相θrippleを特定する。 The resonator 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple . For example, the resonator 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple by replacing ΔT in the above equation (26) with T ripple .

積分器200は、指令速度ωref *を積分する。 Integrator 200 integrates command speed ω ref * .

加算器202は、積分器200によって求められた値にリプル補償位相θrippleを加算し、指令位相θs *を特定する。 Adder 202 adds ripple compensation phase θ ripple to the value obtained by integrator 200 to specify command phase θ s * .

上述したように、回転機制御装置は、位置センサレス制御部106jに代えて位置センサレス制御部106kを備えていてもよい。 As described above, the rotating machine control device may include the position sensorless control section 106k instead of the position sensorless control section 106j.

(第14の実施の形態)
以下、第13の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第14の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第14の実施の形態に係る回転機制御装置について、第13の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第13の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Fourteenth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a fourteenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the fourteenth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment are given the same reference numerals as they have already been explained, and the details thereof will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment.

図28は、第14の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124lのブロック図である。 FIG. 28 is a block diagram of a command phase identification unit 124l of a rotating machine control device according to the fourteenth embodiment.

図28に示すように、第14の実施の形態に係る回転機制御装置は、第13の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124kが指令位相特定部124lに変更されて構成される。 As shown in FIG. 28, the rotating machine control device according to the fourteenth embodiment differs from the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment in that the command phase identifying section 124k is changed to a command phase identifying section 124l. configured.

指令位相特定部124lは、(1)推定磁束Ψsの位相である推定位相θsが移動するべき制御周期毎の移動量Δθを、同期回転機400への回転速度指令を用いて特定し、(2)特定された移動量Δθとリプル補償位相θrippleとを用いて指令位相θs *を特定する。指令位相特定部124lは、共振部189、加算器202、乗算器204、および加算器206を有している。 The command phase identifying unit 124l (1) identifies the amount of movement Δθ for each control cycle by which the estimated phase θ s , which is the phase of the estimated magnetic flux Ψ s , should be moved, using a rotation speed command to the synchronous rotating machine 400; (2) Specify the command phase θ s * using the specified movement amount Δθ and the ripple compensation phase θ ripple . The command phase identification unit 124l includes a resonance unit 189, an adder 202, a multiplier 204, and an adder 206.

乗算器204は、指令速度ωref *にTsを乗算し、移動量Δθを求める。ここで、Tsは、制御周期である。 The multiplier 204 multiplies the command speed ω ref * by T s to obtain the movement amount Δθ. Here, T s is the control period.

加算器202は、移動量Δθにリプル補償位相θrippleを加算する。 The adder 202 adds the ripple compensation phase θ ripple to the movement amount Δθ.

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124lは、共振部189、加算器202、乗算器204、および加算器206を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124l may include the resonance unit 189, the adder 202, the multiplier 204, and the adder 206.

第14の実施の形態に係る回転機制御装置は、推定磁束Ψsに基づいて推定磁束Ψsの位相である推定位相θsを特定する位相特定部114をさらに備え、指令位相特定部124lは、(1)推定位相Ψsが移動するべき制御周期毎の移動量Δθを、同期回転機400への回転速度指令を用いて特定し、(2)特定された移動量Δθとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを用いて指令位相θs *を特定する。 The rotating machine control device according to the fourteenth embodiment further includes a phase identifying unit 114 that identifies an estimated phase θ s that is the phase of the estimated magnetic flux Ψ s based on the estimated magnetic flux Ψ s , and a command phase identifying unit 124 l. , (1) Specify the movement amount Δθ for each control cycle by which the estimated phase Ψ s should move using the rotation speed command to the synchronous rotating machine 400, and (2) Specify the movement amount Δθ and the ripple compensation phase θ that are specified. The command phase θ s * is specified using the ripple and the estimated phase θ s .

これによれば、推定位相Ψsが移動するべき制御周期毎の移動量Δθとリプル補償位相θrippleと推定位相θsとを用いて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, the command phase θ s * can be specified using the amount of movement Δθ for each control cycle in which the estimated phase Ψ s should move, the ripple compensation phase θ ripple , and the estimated phase θ s . , torque ripple can be reduced more effectively.

(第15の実施の形態)
以下、第14の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第15の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第15の実施の形態に係る回転機制御装置について、第14の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第14の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(15th embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a fifteenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the fourteenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the 15th embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the 14th embodiment will be given the same reference numerals as they have already been explained, and the details will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the fourteenth embodiment.

図29は、第15の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124mのブロック図である。 FIG. 29 is a block diagram of a command phase identification unit 124m of a rotating machine control device according to the fifteenth embodiment.

図29に示すように、第15の実施の形態に係る回転機制御装置は、第14の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124lが指令位相特定部124mに変更されて構成される。 As shown in FIG. 29, the rotating machine control device according to the fifteenth embodiment is different from the rotating machine control device according to the fourteenth embodiment in that the command phase specifying section 124l is changed to a command phase specifying section 124m. configured.

指令位相特定部124mは、推定トルクTeをさらに用いて指令位相θs *を特定する。指令位相特定部124mは、共振部189、加算器202、加算器206、乗算器208、ハイパスフィルタ210、符号反転器212、PI補償器214、加算器216、および減算器217を有している。 The command phase specifying unit 124m further uses the estimated torque T e to specify the command phase θ s * . The command phase identification unit 124m includes a resonance unit 189, an adder 202, an adder 206, a multiplier 208, a high-pass filter 210, a sign inverter 212, a PI compensator 214, an adder 216, and a subtracter 217. .

乗算器208は、指令速度ωref *にTsを乗算し、ωref *sを求める。 Multiplier 208 multiplies the command speed ω ref * by T s to obtain ω ref * T s .

ハイパスフィルタ210は、推定トルクTeからトルクTHを出力する。 High-pass filter 210 outputs torque T H from estimated torque T e .

符号反転器212は、トルクTHの符号を反転させる。 Sign inverter 212 inverts the sign of torque T H .

PI補償器214は、トルク-THからΔωref *sを求める。 The PI compensator 214 determines Δω ref * T s from the torque −T H .

加算器216は、乗算器208によって求められたωref *sとPI補償器214によって求められたΔωref *sとを加算し、トルク位相Δθsを求める。 Adder 216 adds ω ref * T s determined by multiplier 208 and Δω ref * T s determined by PI compensator 214 to determine torque phase Δθ s .

減算器217は、-TrippleからTeを減算する。 The subtracter 217 subtracts T e from -T ripple .

共振部189は、リプル補償トルクTrippleに基づいてリプル補償位相θrippleを特定する。たとえば、共振部189は、上述した式(26)におけるΔTを-Tripple-Teに置き換えて計算することによって、リプル補償位相θrippleを特定する。 The resonator 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple . For example, the resonator 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple by replacing ΔT in the above equation (26) with -T ripple -T e .

加算器202は、トルク位相Δθsにリプル補償位相θrippleを加算する。 Adder 202 adds ripple compensation phase θ ripple to torque phase Δθ s .

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124mは、共振部189、加算器202、加算器206、乗算器208、ハイパスフィルタ210、符号反転器212、PI補償器214、加算器216、および減算器217を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124m includes the resonance unit 189, the adder 202, the adder 206, the multiplier 208, the high-pass filter 210, the sign inverter 212, the PI compensator 214, the adder 216, and the subtracter 217. It may have.

第15の実施の形態に係る回転機制御装置は、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて推定トルクTeを演算するトルク推定部116をさらに備え、指令位相特定部124mは、推定トルクTeをさらに用いて指令位相θs *を特定する。 The rotating machine control device according to the fifteenth embodiment further includes a torque estimation unit 116 that calculates the estimated torque T e based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i, and the command phase identification unit 124 m The command phase θ s * is further specified using T e .

これによれば、推定トルクTeをさらに用いて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルをさらに効果的に低減できる。 According to this, the command phase θ s * can be specified using the estimated torque T e , so that torque ripple can be further effectively reduced in the position sensorless magnetic flux control.

(第16の実施の形態)
以下、第13の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第16の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第16の実施の形態に係る回転機制御装置について、第13の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第13の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(16th embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a sixteenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the 16th embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the 13th embodiment are given the same reference numerals as they have already been explained, and the details thereof will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment.

図30は、第16の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124nのブロック図である。 FIG. 30 is a block diagram of a command phase identification unit 124n of a rotating machine control device according to the sixteenth embodiment.

図30に示すように、第16の実施の形態に係る回転機制御装置は、第13の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124kが指令位相特定部124nに変更されて構成される。 As shown in FIG. 30, the rotating machine control device according to the sixteenth embodiment is different from the rotating machine control device according to the thirteenth embodiment in that the command phase specifying section 124k is changed to a command phase specifying section 124n. configured.

指令位相特定部124nは、共振部189、積分器200、加算器202、減算器217、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有している。 The command phase identification section 124n includes a resonance section 189, an integrator 200, an adder 202, a subtracter 217, a high pass filter 218, a gain multiplier 220, and a subtracter 222.

ハイパスフィルタ218は、推定トルクTeからトルクTHを出力する。 The high-pass filter 218 outputs the torque T H from the estimated torque T e .

ゲイン乗算器220は、トルクTHにゲインKを乗算する。 Gain multiplier 220 multiplies torque T H by gain K 1 .

減算器222は、指令速度ωref *からKHを減算する。 The subtractor 222 subtracts K 1 T H from the command speed ω ref * .

積分器200は、減算器222によって求められた値を積分する。 Integrator 200 integrates the value determined by subtractor 222.

減算器217は、-TrippleからTeを減算する。 The subtracter 217 subtracts T e from -T ripple .

共振部189は、リプル補償トルクTrippleに基づいてリプル補償位相θrippleを特定する。たとえば、共振部189は、上述した式(26)におけるΔTを-Tripple-Teに置き換えて計算することによって、リプル補償位相θrippleを特定する。 The resonator 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple . For example, the resonator 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple by replacing ΔT in the above equation (26) with -T ripple -T e .

加算器202は、積分器200によって求められた値にリプル補償位相θrippleを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 202 specifies command phase θ s * by adding ripple compensation phase θ ripple to the value obtained by integrator 200 .

上述したように、指令位相特定部124nは、共振部189、積分器200、加算器202、減算器217、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有していてもよい。 As described above, the command phase identification section 124n may include the resonance section 189, the integrator 200, the adder 202, the subtracter 217, the high-pass filter 218, the gain multiplier 220, and the subtracter 222.

(第17の実施の形態)
以下、第16の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第17の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第17の実施の形態に係る回転機制御装置について、第16の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第16の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(Seventeenth embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to a seventeenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the sixteenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the 17th embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the 16th embodiment will be given the same reference numerals as they have already been explained, and the details will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the sixteenth embodiment.

図31は、第17の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124pのブロック図である。 FIG. 31 is a block diagram of a command phase identification unit 124p of a rotating machine control device according to the seventeenth embodiment.

図31に示すように、第17の実施の形態に係る回転機制御装置は、第16の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124nが指令位相特定部124pに変更されて構成される。 As shown in FIG. 31, the rotating machine control device according to the seventeenth embodiment is different from the rotating machine control device according to the sixteenth embodiment in that the command phase specifying section 124n is changed to a command phase specifying section 124p. configured.

指令位相特定部124pは、共振部189、加算器202、乗算器204、加算器206、減算器217、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有している。 The command phase identification unit 124p includes a resonance unit 189, an adder 202, a multiplier 204, an adder 206, a subtracter 217, a high-pass filter 218, a gain multiplier 220, and a subtracter 222.

加算器202は、乗算器204によって求められた移動量Δθにリプル補償位相θrippleを加算する。 The adder 202 adds the ripple compensation phase θ ripple to the movement amount Δθ obtained by the multiplier 204 .

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124pは、共振部189、加算器202、乗算器204、加算器206、減算器217、ハイパスフィルタ218、ゲイン乗算器220、および減算器222を有していてもよい。 As described above, the command phase specifying section 124p includes the resonating section 189, the adder 202, the multiplier 204, the adder 206, the subtracter 217, the high-pass filter 218, the gain multiplier 220, and the subtracter 222. Good too.

(第18の実施の形態)
以下、第17の実施の形態に係る回転機制御装置の一部が変更されて構成される第18の実施の形態に係る回転機制御装置について説明する。ここでは、第18の実施の形態に係る回転機制御装置について、第17の実施の形態に係る回転機制御装置と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、第17の実施の形態に係る回転機制御装置との相違点を中心に説明する。
(18th embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device according to an eighteenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device according to the seventeenth embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device according to the 18th embodiment, the same components as those of the rotating machine control device according to the 17th embodiment are given the same reference numerals as they have already been explained, and the details thereof will be explained. A detailed explanation will be omitted, and the explanation will focus on the differences from the rotating machine control device according to the seventeenth embodiment.

図32は、第18の実施の形態に係る回転機制御装置の指令位相特定部124qのブロック図である。 FIG. 32 is a block diagram of the command phase identification unit 124q of the rotating machine control device according to the eighteenth embodiment.

図32に示すように、第18の実施の形態に係る回転機制御装置は、第17の実施の形態に係る回転機制御装置から、指令位相特定部124pが指令位相特定部124qに変更されて構成される。 As shown in FIG. 32, the rotating machine control device according to the 18th embodiment differs from the rotating machine control device according to the 17th embodiment in that the command phase specifying section 124p is changed to a command phase specifying section 124q. configured.

指令位相特定部124qは、共振部189、加算器202、加算器206、乗算器208、PI補償器214、加算器216、減算器217、ローパスフィルタ224、および減算器226を有している。 The command phase identification unit 124q includes a resonance unit 189, an adder 202, an adder 206, a multiplier 208, a PI compensator 214, an adder 216, a subtracter 217, a low-pass filter 224, and a subtracter 226.

乗算器208は、指令速度ωref *にTsを乗算し、ωref *sを求める。 Multiplier 208 multiplies the command speed ω ref * by T s to obtain ω ref * T s .

ローパスフィルタ224は、推定トルクTeからトルクTLを出力する。 The low-pass filter 224 outputs the torque T L from the estimated torque T e .

減算器226は、トルクTLから推定トルクTeを減算することによって、トルク-THを求める。 The subtractor 226 obtains torque -T H by subtracting the estimated torque T e from the torque T L .

PI補償器214は、トルク-THからΔωref *sを求める。 The PI compensator 214 determines Δω ref * T s from the torque −T H .

加算器216は、乗算器208によって求められたωref *sとPI補償器214によって求められたΔωref *sとを加算し、トルク位相Δθsを求める。 Adder 216 adds ω ref * T s determined by multiplier 208 and Δω ref * T s determined by PI compensator 214 to determine torque phase Δθ s .

加算器202は、加算器216によって求められたトルク位相Δθsにリプル補償位相θrippleを加算する。 Adder 202 adds ripple compensation phase θ ripple to torque phase Δθ s determined by adder 216 .

加算器206は、加算器202によって求められた値に推定位相θsを加算することによって、指令位相θs *を特定する。 Adder 206 specifies command phase θ s * by adding estimated phase θ s to the value obtained by adder 202 .

上述したように、指令位相特定部124qは、共振部189、加算器202、加算器206、乗算器208、PI補償器214、加算器216、減算器217、ローパスフィルタ224、および減算器226を有していてもよい。 As described above, the command phase identification unit 124q includes the resonance unit 189, the adder 202, the adder 206, the multiplier 208, the PI compensator 214, the adder 216, the subtracter 217, the low-pass filter 224, and the subtracter 226. may have.

(第19の実施の形態)
以下、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100の一部が変更されて構成される第19の実施の形態に係る回転機制御装置100rについて説明する。ここでは、第19の実施の形態に係る回転機制御装置100rについて、回転機制御装置100と同様の構成要素については、既に説明済みであるとして同じ符号を振ってその詳細な説明を省略し、回転機制御装置100との相違点を中心に説明する。
(19th embodiment)
Hereinafter, a rotating machine control device 100r according to a nineteenth embodiment, which is configured by partially changing the rotating machine control device 100 according to the first embodiment, will be described. Here, regarding the rotating machine control device 100r according to the nineteenth embodiment, the same components as those of the rotating machine control device 100 will be given the same reference numerals as they have already been explained, and detailed explanation thereof will be omitted. The explanation will focus on the differences from the rotating machine control device 100.

図33に示すように、回転機制御装置100rは、第1の実施の形態に係る回転機制御装置100から、位置センサレス制御部106が位置センサレス制御部106rに変更されて構成される。 As shown in FIG. 33, the rotating machine control device 100r is configured by changing the position sensorless control unit 106 from the rotating machine control device 100 according to the first embodiment to a position sensorless control unit 106r.

図34に示すように、位置センサレス制御部106rは、位置センサレス制御部106から、磁化特性特定部120およびリプル補償特定部122がリプル補償特定部122rに変更されて構成される。 As shown in FIG. 34, the position sensorless control section 106r is configured by changing the magnetization characteristic specifying section 120 and the ripple compensation specifying section 122 from the position sensorless control section 106 to a ripple compensation specifying section 122r.

図35に示すように、リプル補償特定部122rは、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mを特定し、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、検出電流iのqm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいて、共振部189によってリプル補償位相θrippleを特定する。具体的には、リプル補償特定部122rは、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mを特定する。そして、リプル補償特定部122rは、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、検出電流iのqm軸電流iq mを求める。そして、リプル補償特定部122rは、検出電流iのqm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleを求める。そして、リプル補償特定部122rは、検出電流iのqm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいて、共振部189によってリプル補償位相θrippleを特定する。リプル補償特定部122rは、磁石磁束特定部144、磁石位相特定部146、α,β/qm変換部148、トルク成分特定部228、および共振部189を有している。 As shown in FIG. 35, the ripple compensation identifying unit 122r identifies the magnet phase θ dm , which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am , based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i, and sets the magnet phase θ dm as the dm axis. And, using dm- qm coordinates with the qm axis being a phase that is 90 degrees ahead of the magnet phase θ dm , resonance is The ripple compensation phase θ ripple is specified by the unit 189. Specifically, the ripple compensation identifying unit 122r identifies the magnet phase θ dm , which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am , based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i. Then, the ripple compensation specifying unit 122r determines the qm-axis current of the detected current i using a dm-qm coordinate in which the magnet phase θ dm is the dm axis and the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase θ dm is the qm axis. Find i qm . Then, the ripple compensation specifying unit 122r determines the ripple compensation torque T ripple that includes the pulsation of the qm-axis current i qm of the detected current i. Then, the ripple compensation specifying unit 122r specifies the ripple compensation phase θ ripple by the resonance unit 189 based on the ripple compensation torque T ripple that includes the pulsation of the qm-axis current i qm of the detected current i. The ripple compensation specifying unit 122r includes a magnet flux specifying unit 144, a magnet phase specifying unit 146, an α, β/qm converting unit 148, a torque component specifying unit 228, and a resonance unit 189.

トルク成分特定部228は、qm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleを求める。具体的に、トルク成分特定部228は、式(27)によって、qm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleを求める。 The torque component specifying unit 228 determines a ripple compensation torque T ripple that includes a pulsation component of the qm-axis current i qm . Specifically, the torque component specifying unit 228 calculates the ripple compensation torque T ripple including the pulsation of the qm-axis current i qm using equation (27).

Figure 0007357112000027
Figure 0007357112000027

共振部189は、qm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいて、リプル補償位相θrippleを特定する。具体的には、共振部189は、式(28)によって、qm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいて、リプル補償位相θrippleを特定する。b0は、係数であり、予め設定された定数である。また、ξは、減衰係数であり、ωnは、固有振動数であり、sは、伝達関数である。 The resonance unit 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple that includes the pulsation of the qm-axis current i qm . Specifically, the resonance unit 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple including the pulsation of the qm-axis current i qm using equation (28). b 0 is a coefficient and a preset constant. Further, ξ is a damping coefficient, ω n is a natural frequency, and s is a transfer function.

Figure 0007357112000028
Figure 0007357112000028

このように、共振部189は、qm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいてリプル補償位相θrippleを特定する。たとえば、共振部189は、共振器である。 In this way, the resonance unit 189 specifies the ripple compensation phase θ ripple based on the ripple compensation torque T ripple that includes the pulsation of the qm-axis current i qm . For example, the resonator 189 is a resonator.

なお、たとえば、位置センサレス制御部106rは、指令振幅生成部118に代えて指令振幅生成部118aを有していてもよい。また、たとえば、位置センサレス制御部106rは、指令位相特定部124に代えて、指令位相特定部124c、指令位相特定部124d、指令位相特定部124e、指令位相特定部124f、指令位相特定部124g、または指令位相特定部124hを有していてもよく、位置センサレス制御部106rに指令速度ωref *が与えられてもよい。 Note that, for example, the position sensorless control section 106r may include a command amplitude generation section 118a instead of the command amplitude generation section 118. For example, the position sensorless control unit 106r includes, in place of the command phase identification unit 124, a command phase identification unit 124c, a command phase identification unit 124d, a command phase identification unit 124e, a command phase identification unit 124f, a command phase identification unit 124g, Alternatively, the command phase specifying section 124h may be included, and the command speed ω ref * may be given to the position sensorless control section 106r.

図36は、回転機におけるトルクの波形を示すグラフである。具体的には、図36は、回転機制御装置による回転機の制御をシミュレーションした場合における回転機におけるトルクを示すグラフである。ここでは、比較例に係る方法で回転機制御装置を駆動させて回転機を制御した後に、実施例に係る方法で回転機制御装置を駆動させて回転機を制御した。回転機は磁石磁束に高調波成分を持つモータを想定しており、回転速度が3600r/minとなりかつ定格負荷の50%となるように回転機を制御した。比較例に係る方法は、非特許文献1に記載された方法と同様の方法であり、実施例に係る方法は、回転機制御装置100rによる方法と同様の方法である。 FIG. 36 is a graph showing a torque waveform in a rotating machine. Specifically, FIG. 36 is a graph showing the torque in the rotating machine when control of the rotating machine by the rotating machine control device is simulated. Here, after driving the rotating machine control device to control the rotating machine using the method according to the comparative example, the rotating machine control device was driven using the method according to the example to control the rotating machine. The rotating machine was assumed to be a motor having a harmonic component in the magnetic flux of the magnet, and the rotating machine was controlled so that the rotational speed was 3600 r/min and 50% of the rated load. The method according to the comparative example is the same as the method described in Non-Patent Document 1, and the method according to the example is the same as the method using the rotating machine control device 100r.

図36に示すように、実施例に係る方法で回転機制御装置を駆動させた場合、比較例に係る方法で回転機制御装置を駆動させた場合に比べて、トルクリプル率を約22%低減することができた。トルクリプル率は、(最大トルク-最小トルク)/平均トルクによって求められる。 As shown in FIG. 36, when the rotating machine control device is driven by the method according to the example, the torque ripple rate is reduced by about 22% compared to when the rotating machine control device is driven by the method according to the comparative example. I was able to do that. The torque ripple rate is determined by (maximum torque - minimum torque)/average torque.

また、第1の実施の形態の回転機制御装置100による方法と同様の方法で回転機制御装置を駆動させた場合、および第10の実施の形態の回転機制御装置100jによる方法と同様の方法で回転機制御装置を駆動させた場合にも、比較例に係る方法で回転機制御装置を駆動させた場合に比べて、トルクリプル率を低減することができた。 Further, when the rotating machine control device is driven by a method similar to the method by the rotating machine control device 100 of the first embodiment, and by a method similar to the method by the rotating machine control device 100j of the tenth embodiment, Even when the rotating machine control device was driven by the method according to the comparative example, the torque ripple rate was able to be reduced compared to the case where the rotating machine control device was driven by the method according to the comparative example.

(効果等)
第19の実施の形態に係る回転機制御装置100rは、同期回転機400の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部112と、推定された回転機磁束である推定磁束Ψsと同期回転機400の検出電流iとの第1内積、または同期回転機400の永久磁石の推定された磁石磁束Ψa mと検出電流iとの第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束Ψα *,Ψβ *の振幅である指令振幅|Ψs *|を生成する指令振幅生成部118と、推定磁束Ψsと検出電流iとに基づいて磁石磁束Ψa mの位相である磁石位相θd mを特定し、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、検出電流iのqm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいて、共振部189によってリプル補償位相θrippleを特定するリプル補償特定部122rと、リプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定する指令位相特定部124と、指令振幅|Ψs *|と指令位相θs *とに基づいて指令磁束Ψα *,Ψβ *を生成する指令磁束生成部126とを備える。
(Effects, etc.)
The rotating machine control device 100r according to the nineteenth embodiment includes a magnetic flux estimation unit 112 that estimates the rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine 400, and an estimated magnetic flux Ψ s that is the estimated rotating machine magnetic flux and the synchronous rotation. Command magnetic flux Ψ A command amplitude generation unit 118 generates a command amplitude |Ψ s * | which is the amplitude of α * and Ψ β * , and a magnet phase θ which is the phase of the magnet magnetic flux Ψ am based on the estimated magnetic flux Ψ s and the detected current i. dm is specified, and using the dm-qm coordinate with the magnet phase θ dm as the dm axis and the qm axis as the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase θ dm , the pulsation of the qm-axis current i qm of the detected current i is calculated. The ripple compensation specifying unit 122r specifies the ripple compensation phase θ ripple by the resonance unit 189 based on the ripple compensation torque T ripple including It includes a command phase identifying section 124 that identifies s * , and a command magnetic flux generating section 126 that generates command magnetic fluxes Ψ α * and Ψ β * based on command amplitude |Ψ s * | and command phase θ s * .

これによれば、磁石位相θd mを特定でき、磁石位相θd mをdm軸としかつ磁石位相θd mに対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、推定磁束Ψsのqm軸磁束Ψq mと検出電流iのqm軸電流iq mとを特定でき、検出電流iのqm軸電流iq mの脈動分を含むリプル補償トルクTrippleに基づいてリプル補償位相θrippleを特定でき、リプル補償位相θrippleとトルク指令または回転速度指令とに基づいて指令位相θs *を特定できるので、位置センサレス磁束制御において、トルクリプルを効果的に低減できる。 According to this, the magnet phase θ dm can be specified, and the estimated magnetic flux Ψ The qm-axis magnetic flux Ψ qm of s and the qm-axis current i qm of the detection current i can be specified, and the ripple compensation phase θ ripple is calculated based on the ripple compensation torque T ripple that includes the pulsation of the qm-axis current i qm of the detection current i. Since the command phase θ s * can be specified based on the ripple compensation phase θ ripple and the torque command or rotational speed command, torque ripple can be effectively reduced in position sensorless magnetic flux control.

(他の実施の形態等)
以上、本開示の一態様に係る回転機制御装置について、第1から第19の実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これら実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形をこの実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の1つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
(Other embodiments, etc.)
The rotating machine control device according to one aspect of the present disclosure has been described above based on the first to nineteenth embodiments, but the present disclosure is not limited to these embodiments. Unless departing from the spirit of the present disclosure, various modifications that can be thought of by those skilled in the art may be made to this embodiment, and configurations constructed by combining components of different embodiments may also be implemented using one or more of the present disclosure. may be included within the scope of the embodiments.

上述した第1の実施の形態では、回転機制御装置100が、トルク推定部116および位相特定部114を備えている場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、回転機制御装置は、トルク推定部116および位相特定部114を備えていなくてもよい。この場合、たとえば、回転機制御装置は、推定トルクTeおよび推定位相θsを外部から取得してもよい。また、たとえば、図16に示すように、推定トルクTeおよび推定位相θsを用いずに指令位相θs *を特定してもよい。 In the first embodiment described above, a case has been described in which the rotating machine control device 100 includes the torque estimating section 116 and the phase specifying section 114, but the present invention is not limited to this. For example, the rotating machine control device does not need to include the torque estimation section 116 and the phase identification section 114. In this case, for example, the rotating machine control device may acquire the estimated torque T e and the estimated phase θ s from the outside. Further, for example, as shown in FIG. 16, the command phase θ s * may be specified without using the estimated torque T e and the estimated phase θ s .

また、上述した第1の実施の形態では、回転機制御装置100が、トルク推定部116を備えている場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、回転機制御装置は、トルク推定部116を備えていなくてもよい。この場合、たとえば、回転機制御装置は、推定トルクTeを外部から取得してもよい。また、たとえば、図17に示すように、推定トルクTeを用いずに指令位相θs *を特定してもよい。第2から第9の実施の形態についても同様である。 Further, in the first embodiment described above, a case has been described in which the rotating machine control device 100 includes the torque estimating section 116, but the present invention is not limited to this. For example, the rotating machine control device does not need to include the torque estimation unit 116. In this case, for example, the rotating machine control device may acquire the estimated torque T e from the outside. Further, for example, as shown in FIG. 17, the command phase θ s * may be specified without using the estimated torque T e . The same applies to the second to ninth embodiments.

なお、上述した実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU(Central Processing Unit)またはプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Note that in the embodiments described above, each component may be configured with dedicated hardware, or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU (Central Processing Unit) or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.

なお、以下のような場合も本開示に含まれる。 Note that the following cases are also included in the present disclosure.

(1)上記の各装置は、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記RAMまたはハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。 (1) Each of the above devices is specifically a computer system composed of a microprocessor, ROM, RAM, hard disk unit, display unit, keyboard, mouse, etc. A computer program is stored in the RAM or hard disk unit. Each device achieves its function by the microprocessor operating according to the computer program. Here, a computer program is configured by combining a plurality of instruction codes indicating instructions to a computer in order to achieve a predetermined function.

(2)上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、1個のシステムLSI(Large Scale Integration:大規模集積回路)から構成されているとしてもよい。システムLSIは、複数の構成部を1個のチップ上に集積して製造された超多機能LSIであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記RAMには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムLSIは、その機能を達成する。 (2) Some or all of the components constituting each of the above devices may be composed of one system LSI (Large Scale Integration). A system LSI is a super-multifunctional LSI manufactured by integrating multiple components onto a single chip, and specifically, it is a computer system that includes a microprocessor, ROM, RAM, etc. . A computer program is stored in the RAM. The system LSI achieves its functions by the microprocessor operating according to the computer program.

(3)上記の各装置を構成する構成要素の一部または全部は、各装置に脱着可能なICカードまたは単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ICカードまたは前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ROM、RAMなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ICカードまたは前記モジュールは、上記の超多機能LSIを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ICカードまたは前記モジュールは、その機能を達成する。このICカードまたはこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。 (3) Some or all of the components constituting each of the above devices may be configured from an IC card or a single module that is removably attached to each device. The IC card or the module is a computer system composed of a microprocessor, ROM, RAM, etc. The IC card or the module may include the super-multifunctional LSI described above. The IC card or the module achieves its functions by the microprocessor operating according to a computer program. This IC card or this module may be tamper resistant.

(4)本開示は、上記に示す方法であるとしてもよい。また、これらの方法をコンピュータにより実現するコンピュータプログラムであるとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。 (4) The present disclosure may be the method described above. Moreover, it may be a computer program that implements these methods by a computer, or it may be a digital signal composed of the computer program.

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(登録商標) Disc)、半導体メモリなどに記録したものとしてもよい。また、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。 The present disclosure also provides the computer program or the digital signal on a computer-readable recording medium, such as a flexible disk, hard disk, CD-ROM, MO, DVD, DVD-ROM, DVD-RAM, BD (Blu-ray). (Registered Trademark) Disc), semiconductor memory, or the like. Alternatively, the signal may be the digital signal recorded on these recording media.

また、本開示は、前記コンピュータプログラムまたは前記デジタル信号を、電気通信回線、無線または有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。 Further, in the present disclosure, the computer program or the digital signal may be transmitted via a telecommunication line, a wireless or wired communication line, a network typified by the Internet, data broadcasting, or the like.

また、本開示は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。 The present disclosure also provides a computer system including a microprocessor and a memory, wherein the memory stores the computer program, and the microprocessor may operate according to the computer program.

また、前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、または前記プログラムまたは前記デジタル信号を前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。 Furthermore, the program or the digital signal is recorded on the recording medium and transferred, or the program or the digital signal is transferred via the network or the like to be executed by another independent computer system. You can also use it as

(5)上記実施の形態及びその他の形態を組み合わせてもよい。 (5) The above embodiments and other embodiments may be combined.

本開示は、回転機を制御する回転機制御装置等に広く利用可能である。 The present disclosure can be widely used in rotating machine control devices that control rotating machines.

100,100j,100r 回転機制御装置
102 第1電流センサ
104 第2電流センサ
106,106c,106j,106k,106r 位置センサレス制御部
108 デューティ生成部
110 u,w/α,β変換部
112 磁束推定部
114 位相特定部
116 トルク推定部
118,118a 指令振幅生成部
120,120b,120c 磁化特性特定部
122,122j リプル補償特定部
124,124c,124d,124e,124f,124g,124h,124j,124k,124l,124m,124n,124p,124q 指令位相特定部
126 指令磁束生成部
128 電圧指令生成部
130 α,β/u,v,w変換部
132,180,186,222,226 減算器
134 Pゲイン
136 Iゲイン
138,200 積分器
140,142,174,190,192,202,206,216 加算器
144 磁石磁束特定部
146 磁石位相特定部
148,150 α,β/qm変換部
152 高調波成分特定部
154 フーリエ変換部
156 磁気エネルギー特定部
158 増幅器
160,164,176,178,182,184,204,208 乗算器
162,166,224 ローパスフィルタ
168 磁気エネルギーテーブル
170 リプルトルク特定部
172 リプル位相特定部
188,214 PI補償器
189 共振部
194,194c 電機子反作用磁束特定部
210,218 ハイパスフィルタ
212 符号反転器
220 ゲイン乗算器
228 トルク成分特定部
100, 100j, 100r rotating machine control device 102 first current sensor 104 second current sensor 106, 106c, 106j, 106k, 106r position sensorless control unit 108 duty generation unit 110 u, w/α, β conversion unit 112 magnetic flux estimation unit 114 Phase identification unit 116 Torque estimation unit 118, 118a Command amplitude generation unit 120, 120b, 120c Magnetization characteristic identification unit 122, 122j Ripple compensation identification unit 124, 124c, 124d, 124e, 124f, 124g, 124h, 124j, 124k, 124l , 124m, 124n, 124p, 124q Command phase identification unit 126 Command magnetic flux generation unit 128 Voltage command generation unit 130 α, β/u, v, w conversion unit 132, 180, 186, 222, 226 Subtractor 134 P gain 136 I Gain 138, 200 Integrator 140, 142, 174, 190, 192, 202, 206, 216 Adder 144 Magnet flux identification section 146 Magnet phase identification section 148, 150 α, β/qm conversion section 152 Harmonic component identification section 154 Fourier transform section 156 Magnetic energy identification section 158 Amplifier 160, 164, 176, 178, 182, 184, 204, 208 Multiplier 162, 166, 224 Low pass filter 168 Magnetic energy table 170 Ripple torque identification section 172 Ripple phase identification section 188, 214 PI compensator 189 Resonance section 194, 194c Armature reaction magnetic flux identification section 210, 218 High pass filter 212 Sign inverter 220 Gain multiplier 228 Torque component identification section

Claims (9)

同期回転機の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部と、
推定された前記回転機磁束である推定磁束と前記同期回転機の検出電流との第1内積、または前記同期回転機の永久磁石の推定された磁石磁束と前記検出電流との第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅を生成する指令振幅生成部と、
前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて前記磁石磁束の位相である磁石位相を特定し、前記磁石位相をdm軸としかつ前記磁石位相に対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、前記推定磁束のqm軸磁束と前記検出電流のqm軸電流と前記磁石位相の高調波成分とを特定し、前記qm軸磁束と前記高調波成分とから磁気エネルギーを特定する磁化特性特定部と、
前記qm軸電流と前記高調波成分と前記磁気エネルギーとに基づいて得られるリプル補償トルクを用いて、リプル補償位相を特定するリプル補償特定部と、
前記リプル補償位相とトルク指令または回転速度指令から生成される位相とを加算することによって指令磁束ベクトル位相を特定する指令位相特定部と、
前記指令振幅と前記指令磁束ベクトル位相とに基づいて前記指令磁束を生成する指令磁束生成部とを備える、
回転機制御装置。
a magnetic flux estimation unit that estimates rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine;
Using a first inner product of the estimated magnetic flux, which is the estimated rotating machine magnetic flux, and the detected current of the synchronous rotating machine, or a second inner product of the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine and the detected current. a command amplitude generation unit that generates a command amplitude that is the amplitude of the command magnetic flux by executing feedback control;
A magnet phase, which is the phase of the magnet magnetic flux, is specified based on the estimated magnetic flux and the detected current, and the magnet phase is set as the dm axis, and the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase is set as the qm axis. Using the qm coordinates, specify the qm-axis magnetic flux of the estimated magnetic flux, the qm-axis current of the detected current, and the harmonic component of the magnet phase, and specify the magnetic energy from the qm-axis magnetic flux and the harmonic component. a magnetization characteristic specifying section;
a ripple compensation specifying unit that specifies a ripple compensation phase using a ripple compensation torque obtained based on the qm-axis current, the harmonic component , and the magnetic energy ;
a command phase identification unit that identifies a command magnetic flux vector phase by adding the ripple compensation phase and a phase generated from a torque command or a rotational speed command;
a command magnetic flux generation unit that generates the command magnetic flux based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase;
Rotating machine control device.
同期回転機の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部と、
推定された前記回転機磁束である推定磁束と前記同期回転機の検出電流との第1内積、または前記同期回転機の永久磁石の推定された磁石磁束と前記検出電流との第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅を生成する指令振幅生成部と、
前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて前記磁石磁束の位相である磁石位相を特定し、前記磁石位相をdm軸としかつ前記磁石位相に対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、前記推定磁束のqm軸磁束と前記検出電流のqm軸電流と前記磁石位相の高調波成分とを特定し、前記qm軸磁束と前記高調波成分とから磁気エネルギーを特定する磁化特性特定部と、
前記qm軸電流と前記高調波成分と前記磁気エネルギーとに基づいてリプル補償トルクを特定するリプル補償特定部と、
前記リプル補償トルクに基づいて共振部によって特定されるリプル補償位相とトルク指令または回転速度指令から生成される位相とを加算することによって指令磁束ベクトル位相を特定する指令位相特定部と、
前記指令振幅と前記指令磁束ベクトル位相とに基づいて前記指令磁束を生成する指令磁束生成部とを備える、
回転機制御装置。
a magnetic flux estimation unit that estimates rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine;
Using a first inner product of the estimated magnetic flux, which is the estimated rotating machine magnetic flux, and the detected current of the synchronous rotating machine, or a second inner product of the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine and the detected current. a command amplitude generation unit that generates a command amplitude that is the amplitude of the command magnetic flux by executing feedback control;
A magnet phase, which is the phase of the magnet magnetic flux, is specified based on the estimated magnetic flux and the detected current, and the magnet phase is set as the dm axis, and the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase is set as the qm axis. Using the qm coordinates, specify the qm-axis magnetic flux of the estimated magnetic flux, the qm-axis current of the detected current, and the harmonic component of the magnet phase, and specify the magnetic energy from the qm-axis magnetic flux and the harmonic component. a magnetization characteristic specifying section;
a ripple compensation specifying unit that specifies ripple compensation torque based on the qm-axis current, the harmonic component, and the magnetic energy ;
a command phase specifying unit that specifies a command magnetic flux vector phase by adding the ripple compensation phase specified by the resonance unit based on the ripple compensation torque and the phase generated from the torque command or rotational speed command;
a command magnetic flux generation unit that generates the command magnetic flux based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase;
Rotating machine control device.
同期回転機の磁束である回転機磁束を推定する磁束推定部と、
推定された前記回転機磁束である推定磁束と前記同期回転機の検出電流との第1内積、または前記同期回転機の永久磁石の推定された磁石磁束と前記検出電流との第2内積を用いたフィードバック制御を実行することによって指令磁束の振幅である指令振幅を生成する指令振幅生成部と、
前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて前記磁石磁束の位相である磁石位相を特定し、前記磁石位相をdm軸としかつ前記磁石位相に対して90度進んだ位相をqm軸としたdm-qm座標を用いて、前記検出電流のqm軸電流の脈動分を含むリプル補償トルクに基づいて、共振部によってリプル補償位相を特定するリプル補償特定部と、
前記リプル補償位相とトルク指令または回転速度指令から生成される位相とを加算することによって指令磁束ベクトル位相を特定する指令位相特定部と、
前記指令振幅と前記指令磁束ベクトル位相とに基づいて前記指令磁束を生成する指令磁束生成部とを備える、
回転機制御装置。
a magnetic flux estimation unit that estimates rotating machine magnetic flux that is the magnetic flux of the synchronous rotating machine;
Using a first inner product of the estimated magnetic flux, which is the estimated rotating machine magnetic flux, and the detected current of the synchronous rotating machine, or a second inner product of the estimated magnetic flux of the permanent magnet of the synchronous rotating machine and the detected current. a command amplitude generation unit that generates a command amplitude that is the amplitude of the command magnetic flux by executing feedback control;
A magnet phase, which is the phase of the magnet magnetic flux, is specified based on the estimated magnetic flux and the detected current, and the magnet phase is set as the dm axis, and the phase advanced by 90 degrees with respect to the magnet phase is set as the qm axis. a ripple compensation specifying unit that uses the qm coordinate to specify a ripple compensation phase using a resonance section based on a ripple compensation torque that includes a pulsating component of the qm-axis current of the detected current;
a command phase identification unit that identifies a command magnetic flux vector phase by adding the ripple compensation phase and a phase generated from a torque command or a rotational speed command;
a command magnetic flux generation unit that generates the command magnetic flux based on the command amplitude and the command magnetic flux vector phase;
Rotating machine control device.
前記推定磁束に基づいて前記推定磁束の位相である推定位相を特定する位相特定部と、前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて推定トルクを演算するトルク推定部とをさらに備え、
前記指令位相特定部は、前記推定トルクを指令トルクに収束させるためのトルク位相と前記リプル補償位相と前記推定位相とを加算することによって、前記指令磁束ベクトル位相を特定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転機制御装置。
further comprising: a phase identifying unit that identifies an estimated phase that is a phase of the estimated magnetic flux based on the estimated magnetic flux; and a torque estimating unit that calculates an estimated torque based on the estimated magnetic flux and the detected current;
The command phase identifying unit identifies the command magnetic flux vector phase by adding the torque phase for converging the estimated torque to the command torque, the ripple compensation phase, and the estimated phase.
The rotating machine control device according to any one of claims 1 to 3.
前記指令位相特定部は、(1)前記推定磁束の位相である推定位相が移動するべき制御周期毎の移動量を、前記同期回転機への前記回転速度指令を用いて特定し、(2)特定された前記移動量と前記リプル補償位相とを用いて前記指令磁束ベクトル位相を特定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転機制御装置。
The command phase specifying unit (1) specifies the amount of movement of the estimated phase, which is the phase of the estimated magnetic flux, for each control cycle using the rotation speed command to the synchronous rotating machine, and (2) specifying the command magnetic flux vector phase using the specified movement amount and the ripple compensation phase;
The rotating machine control device according to any one of claims 1 to 3.
前記推定磁束に基づいて前記推定磁束の位相である推定位相を特定する位相特定部をさらに備え、
前記指令位相特定部は、(1)前記推定位相が移動するべき制御周期毎の移動量を、前記同期回転機への前記回転速度指令を用いて特定し、(2)特定された前記移動量と前記リプル補償位相と前記推定位相とを用いて前記指令磁束ベクトル位相を特定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転機制御装置。
further comprising a phase identifying unit that identifies an estimated phase that is a phase of the estimated magnetic flux based on the estimated magnetic flux,
The command phase identifying unit (1) identifies the amount of movement of the estimated phase for each control cycle using the rotational speed command to the synchronous rotating machine, and (2) determines the amount of movement that the estimated phase should move by using the rotational speed command to the synchronous rotating machine. specifying the command magnetic flux vector phase using the ripple compensation phase and the estimated phase;
The rotating machine control device according to any one of claims 1 to 3.
前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて推定トルクを演算するトルク推定部をさらに備え、
前記指令位相特定部は、前記推定トルクをさらに用いて前記指令磁束ベクトル位相を特定する、
請求項5に記載の回転機制御装置。
further comprising a torque estimator that calculates an estimated torque based on the estimated magnetic flux and the detected current,
The command phase identification unit further uses the estimated torque to identify the command magnetic flux vector phase.
The rotating machine control device according to claim 5.
前記推定磁束と前記検出電流とに基づいて推定トルクを演算するトルク推定部をさらに備え、
前記指令位相特定部は、前記推定トルクをさらに用いて前記指令磁束ベクトル位相を特定する、
請求項6に記載の回転機制御装置。
further comprising a torque estimator that calculates an estimated torque based on the estimated magnetic flux and the detected current,
The command phase identification unit further uses the estimated torque to identify the command magnetic flux vector phase.
The rotating machine control device according to claim 6.
前記指令振幅生成部は、前記第1内積または前記第2内積の演算結果の目標値として、ゼロに設定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転機制御装置。
The command amplitude generation unit sets a target value of the calculation result of the first inner product or the second inner product to zero.
The rotating machine control device according to any one of claims 1 to 3.
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