JPH08336292A - Controller for permanent magnet synchronous motor - Google Patents
Controller for permanent magnet synchronous motorInfo
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- JPH08336292A JPH08336292A JP7164655A JP16465595A JPH08336292A JP H08336292 A JPH08336292 A JP H08336292A JP 7164655 A JP7164655 A JP 7164655A JP 16465595 A JP16465595 A JP 16465595A JP H08336292 A JPH08336292 A JP H08336292A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、回転子に永久磁石を有
する永久磁石形同期電動機を電圧形インバータにより弱
め界磁制御する制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for weakening field control of a permanent magnet type synchronous motor having a permanent magnet in a rotor by a voltage type inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は、この種の制御装置の従来技術を
示している。先ず、主回路構成につき説明すると、１は
直流電源、４はヒューズ等の開閉手段、６は平滑コンデ
ンサ、２は電圧形インバータ、３は回転子に永久磁石を
有する永久磁石形同期電動機、８は回転子の位置セン
サ、９は速度センサである。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a prior art of a control device of this type. First, the main circuit configuration will be described. 1 is a DC power source, 4 is an opening / closing means such as a fuse, 6 is a smoothing capacitor, 2 is a voltage type inverter, 3 is a permanent magnet type synchronous motor having a permanent magnet in the rotor, and 8 is A rotor position sensor, and 9 is a speed sensor.
【０００３】一方、１０’は制御装置であり、この制御
装置１０’は、電圧検出器５からの平滑コンデンサ６の
直流電圧検出値Ｖdc、電流検出器７からの交流電流検出
値（電動機３の固定子電流検出値）Ｉu，Ｉw、位置セン
サ８からの位置検出値θ、速度センサ９からの速度検出
値ωを取り込み、上位からのトルク指令値τ*に基づい
てインバータ２のスイッチング素子に対する駆動パルス
信号（ゲートパルス信号）Ｐu，Ｐv，Ｐwを出力する。On the other hand, 10 ′ is a control device, and this control device 10 ′ has a DC voltage detection value V dc of the smoothing capacitor 6 from the voltage detector 5 and an AC current detection value from the current detector 7 (motor 3 Stator current detection values Iu , Iw , the position detection value θ from the position sensor 8 and the speed detection value ω from the speed sensor 9, and switching of the inverter 2 based on the torque command value τ * from the upper level. Drive pulse signals (gate pulse signals) P u , P v , and P w for the elements are output.
【０００４】次に、制御装置１０’の具体的構成をその
動作と共に説明する。先ず、回転子上の永久磁石が作り
出す磁束と同期して回転する回転座標系において、磁束
方向をｄ軸とし、これに直交する方向をｑ軸とするｄ−
ｑ座標を考える。そして、同期電動機３の固定子電流検
出値Ｉu，Ｉwを、位置検出値θが入力されている三相／
二相変換器１０１により、ｄ−ｑ座標電流検出値Ｉd，
Ｉqに変換する。Next, a specific configuration of the control device 10 'will be described together with its operation. First, in the rotating coordinate system that rotates in synchronization with the magnetic flux generated by the permanent magnet on the rotor, the magnetic flux direction is the d-axis, and the direction orthogonal to this is the d-axis.
Consider the q coordinate. Then, the stator current detection values I u and I w of the synchronous motor 3 are set to the three-phase / current to which the position detection value θ is input.
By the two-phase converter 101, the dq coordinate current detection value I d ,
Convert to I q .
【０００５】これらの電流検出値Ｉd，Ｉqと速度センサ
９による速度検出値ωとは、トルク指令値τ*と共に電
流調節器（ＡＣＲ）１０２に入力され、電流調節器１０
２では、電流検出値Ｉd，Ｉqを各々の指令値に一致させ
るような調節動作を行ってｄ−ｑ座標電圧指令値Ｖd *，
Ｖq *を生成し出力する。これらの電圧指令値Ｖd *，Ｖq *
は直流電圧検出値Ｖdc及び位置検出値θと共にＰＷＭ演
算器１０３に入力され、ＰＷＭ演算器１０３はインバー
タ２のスイッチング素子に対する駆動パルス信号Ｐu，
Ｐv，Ｐwを生成して出力する。なお、上記構成におい
て、電流検出器７、三相／二相変換器１０１、電流調節
器１０２は電流制御ループを構成している。The current detection values I d and I q and the speed detection value ω by the speed sensor 9 are input to the current controller (ACR) 102 together with the torque command value τ * , and the current controller 10 is operated.
2, the current detection values I d and I q are adjusted to match the respective command values, and the dq coordinate voltage command values V d * ,
Generate and output V q * . These voltage command values V d * , V q *
Is input to the PWM calculator 103 together with the DC voltage detection value V dc and the position detection value θ, and the PWM calculator 103 drives the drive pulse signal P u for the switching element of the inverter 2.
P v and P w are generated and output. In the above configuration, the current detector 7, the three-phase / two-phase converter 101, and the current regulator 102 form a current control loop.
【０００６】さて、永久磁石形同期電動機を高速で運転
する場合、電動機の誘起電圧がインバータの出力できる
電圧よりも高くなるため、磁束と逆方向の負のｄ軸電流
を流すことにより、見かけ上、磁束を弱め、高速運転時
の誘起電圧をインバータの最大出力電圧値以下に抑制す
る、いわゆる弱め界磁制御が行なわれる。When operating a permanent magnet type synchronous motor at high speed, the induced voltage of the motor becomes higher than the voltage that can be output by the inverter. Therefore, by flowing a negative d-axis current in the direction opposite to the magnetic flux, it is apparent The so-called field weakening control is performed to weaken the magnetic flux and suppress the induced voltage during high-speed operation to the maximum output voltage value of the inverter or less.
【０００７】ここで、図３に示すシステムを例えば電気
自動車に適用し、永久磁石形同期電動機３により車輪を
駆動する場合には、直流電源１としてバッテリーが用い
られており、過電圧や過電流からバッテリーを保護する
ために、必要に応じてバッテリーとインバータ２とを切
り離す開閉手段４が設けられている。この開閉手段４の
切離し条件としては、インバータ２を介した回生動作時
にバッテリーの電圧がある値以上になった場合や、バッ
テリーが消耗してその電圧がある値以下になった場合、
出力電流値や回生電流値がある値以上になった場合等が
ある。そして、これらの理由により開閉手段４が切り離
された場合には、インバータ２のすべての駆動パルス信
号をオフし、インバータ動作を停止させている。Here, when the system shown in FIG. 3 is applied to, for example, an electric vehicle and the wheels are driven by the permanent magnet type synchronous motor 3, a battery is used as the direct current power source 1 to prevent overvoltage and overcurrent. In order to protect the battery, opening / closing means 4 for disconnecting the battery from the inverter 2 is provided as needed. The disconnection condition of the opening / closing means 4 is as follows: when the voltage of the battery becomes a certain value or more during the regenerative operation via the inverter 2, or when the battery is exhausted and the voltage becomes a certain value or less.
There are cases where the output current value or regenerative current value exceeds a certain value. When the opening / closing means 4 is disconnected for these reasons, all drive pulse signals of the inverter 2 are turned off and the inverter operation is stopped.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】永久磁石形同期電動機
３の誘起電圧がインバータ２の出力できる電圧よりも高
いため弱め界磁制御を行なっている場合に、前述したよ
うな理由で開閉手段４が切り離されてインバータ２の駆
動パルス信号がオフされると、インバータ２が整流回路
となって平滑コンデンサ６の直流電圧を上昇させる。こ
のため、平滑コンデンサ６としては耐圧、容量の大きな
ものを選ぶ必要があり、スイッチング素子も同様に耐圧
等が大きいものを選択する必要があるため、装置全体の
小形軽量化、低コスト化の大きな妨げとなっていた。When the field weakening control is performed because the induced voltage of the permanent magnet type synchronous motor 3 is higher than the voltage that can be output by the inverter 2, the opening / closing means 4 is disconnected for the reason described above. When the drive pulse signal of the inverter 2 is turned off by the inverter 2, the inverter 2 serves as a rectifying circuit to increase the DC voltage of the smoothing capacitor 6. For this reason, it is necessary to select a smoothing capacitor 6 having a large withstand voltage and a large capacity, and it is also necessary to select a switching element having a large withstand voltage and the like. It was an obstacle.
【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、同期電動機の弱
め界磁制御中に開閉手段が切り離された場合でも、平滑
コンデンサに過大な電圧が印加されないようにして平滑
コンデンサ等の低耐圧化、低容量化を図り、装置の小形
軽量化、低コスト化を可能にした永久磁石形同期電動機
の制御装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to apply an excessive voltage to the smoothing capacitor even when the switching means is disconnected during the field weakening control of the synchronous motor. It is an object of the present invention to provide a control device for a permanent magnet type synchronous motor, which can reduce the withstand voltage and capacity of a smoothing capacitor and the like to prevent such a reduction, and reduce the size, weight and cost of the device.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、直流電源から開閉手段及び
平滑コンデンサを介して供給される直流電力を電圧形イ
ンバータにより交流電力に変換し、この交流電力を永久
磁石形同期電動機に供給する主回路に対し、同期電動機
の回転子の永久磁石が作る磁束と同期して回転する回転
座標系で磁束方向の軸とこれに直交する方向の軸とから
なるｄ−ｑ座標系において同期電動機の固定子電流を検
出し、この固定子電流検出値をｄ−ｑ軸に変換してなる
ｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値を各々の指令値に一
致させる電流制御ループを備え、同期電動機に磁束と逆
方向の負のｄ軸電流を流して同期電動機の誘起電圧に対
向する電圧を生じさせる弱め界磁制御を行い、上位から
のトルク指令値に従ってインバータに対する駆動パルス
信号を生成し出力する永久磁石形同期電動機の制御装置
において、平滑コンデンサの直流電圧検出値と直流電圧
指令値と同期電動機の速度検出値とに基づいてトルク指
令値を演算する電圧調節器を備えた電圧制御ループと、
平滑コンデンサの直流電圧検出値に基づいて前記開閉手
段が開放されたことを検出する切替判定手段とを有し、
切替判定手段により前記開閉手段が開放されていないと
判定した場合には、前記上位からのトルク指令値に従っ
て制御を行い、切替判定手段により前記開閉手段が開放
されたと判定した場合であって、弱め界磁制御時には前
記電圧調節器により演算したトルク指令値に従い同期電
動機を駆動して平滑コンデンサの直流電圧検出値を直流
電圧指令値に一致させる電圧制御を行い、弱め界磁制御
を行っていないときにはインバータに対する駆動パルス
信号をオフするものである。In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 converts direct current power supplied from a direct current power source through an opening / closing means and a smoothing capacitor into alternating current power by a voltage source inverter. , To the main circuit that supplies this AC power to the permanent magnet type synchronous motor, in the rotational coordinate system that rotates in synchronization with the magnetic flux created by the permanent magnets of the rotor of the synchronous motor The d-axis current detection value and the q-axis current detection value obtained by detecting the stator current of the synchronous motor in the dq coordinate system including the axes and converting the stator current detection value into the dq axis are respectively detected. A current control loop that matches the command value is provided, and the field weakening control that causes a negative d-axis current in the direction opposite to the magnetic flux to flow in the synchronous motor to generate a voltage opposite to the induced voltage of the synchronous motor is performed. According to In a controller for a permanent magnet type synchronous motor that generates and outputs a drive pulse signal for an inverter, a torque command value is calculated based on the DC voltage detection value of the smoothing capacitor, the DC voltage command value, and the speed detection value of the synchronous motor. A voltage control loop with a voltage regulator,
And a switching determination means for detecting that the opening / closing means is opened based on the DC voltage detection value of the smoothing capacitor,
If the switching determination means determines that the opening / closing means is not opened, control is performed according to the torque command value from the higher order, and the switching determination means determines that the opening / closing means is opened. During field control, the synchronous motor is driven according to the torque command value calculated by the voltage regulator to perform voltage control to match the DC voltage detection value of the smoothing capacitor with the DC voltage command value, and drive pulse for the inverter when field weakening control is not performed. It turns off the signal.
【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記切替判定手段が、平滑コンデンサの直
流電圧検出値の変化率の絶対値が設定値を超えたことを
もって前記開閉手段が開放されたと判定するものであ
る。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the switching determination means determines that the switching means operates when the absolute value of the change rate of the DC voltage detection value of the smoothing capacitor exceeds a set value. It is determined that it has been released.
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記切替判定手段が、平滑コンデンサの直
流電圧検出値が設定値を超えたことをもって前記開閉手
段が開放されたと判定するものである。According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the switching determination means determines that the opening / closing means is opened when the DC voltage detection value of the smoothing capacitor exceeds a set value. Is.
【００１３】請求項４記載の発明は、請求項１，２また
は３記載の発明において、平滑コンデンサの直流電圧指
令値を、平滑コンデンサが許容し得る最大電圧値に設定
したものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the first, second or third aspect of the invention, the DC voltage command value of the smoothing capacitor is set to the maximum voltage value allowed by the smoothing capacitor.
【００１４】[0014]
【作用】永久磁石形同期電動機を弱め界磁制御している
場合につき考えてみる。前述の課題として説明した平滑
コンデンサの耐圧を小さくするためには、インバータの
直流電圧が平滑コンデンサの耐圧以上にならないよう直
流電圧を制御する必要がある。ここで、インバータの直
流電圧は数式１により表される。なお、数式１におい
て、Ｉdcは直流電流、Ｃは平滑コンデンサの容量であ
る。[Operation] Let us consider the case where the permanent magnet type synchronous motor is under weak field control. In order to reduce the breakdown voltage of the smoothing capacitor described as the above-mentioned problem, it is necessary to control the DC voltage of the inverter so that it does not exceed the breakdown voltage of the smoothing capacitor. Here, the direct-current voltage of the inverter is expressed by Equation 1. In Equation 1, I dc is a direct current and C is the capacity of the smoothing capacitor.
【００１５】[0015]
【数１】 [Equation 1]
【００１６】数式１から、直流電圧Ｖdcを制御するには
直流電流Ｉdcを制御すれば良いことがわかる。平滑コン
デンサの電力は直流電圧Ｖdcと直流電流Ｉdcとの積によ
り表され、また、電動機の出力は速度とトルクの積によ
り表される。インバータや電動機の損失を無視すると、
平滑コンデンサの電力は数式２により求められる。ま
た、この数式２を変形して数式３が得られる。From equation (1), it can be seen that it is sufficient to control the DC current I dc in order to control the DC voltage V dc . The power of the smoothing capacitor is represented by the product of DC voltage V dc and DC current I dc, and the output of the motor is represented by the product of speed and torque. Ignoring the loss of the inverter and electric motor,
The power of the smoothing capacitor is obtained by the mathematical formula 2. Further, the mathematical formula 3 is obtained by modifying the mathematical formula 2.
【００１７】[0017]
【数２】Ｖdc×Ｉdc＝ω×τ[ Formula 2] V dc × I dc = ω × τ
【００１８】[0018]
【数３】Ｉdc＝ω×τ／Ｖdc ## EQU3 ## I dc = ω × τ / V dc
【００１９】従って、直流電流Ｉdcを制御するにはトル
クτを制御すれば良い。ただし、実際にはインバータや
電動機には損失があり、特に弱め界磁制御電流を流して
いるので損失を無視できない。このため、数式２、数式
３に損失の項を加えなくてはならず、損失の項を加えた
うえでのトルク指令値τ*の演算は困難である。このた
め、本発明では電圧制御ループを組んで損失の影響をな
くし、弱め界磁制御時であって開閉手段が切り離された
ときには、電圧調節器により直流電圧指令値Ｖdc *と直
流電圧検出値Ｖdcと速度検出値ωとから演算した新たな
トルク指令値によって平滑コンデンサの直流電圧Ｖdcを
制御することとした。Therefore, the torque τ may be controlled to control the direct current I dc . However, in reality, there is a loss in the inverter and the electric motor, and in particular, since the field-weakening control current is flowing, the loss cannot be ignored. For this reason, the loss term must be added to Equations 2 and 3, and it is difficult to calculate the torque command value τ * after adding the loss term. Therefore, in the present invention, the influence of the loss is eliminated by forming a voltage control loop, and the DC voltage command value V dc * and the DC voltage detection value V dc are controlled by the voltage controller when the switching means is disconnected during the field weakening control. The DC voltage V dc of the smoothing capacitor is controlled by the new torque command value calculated from the speed detection value ω and the speed detection value ω.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は請求項１に記載した発明の実施例であり、図
３と同一の構成要素には同一の番号を付してある。図１
の制御装置１０において、１０４は電圧制御ループを構
成する電圧調節器であり、この電圧調節器１０４には直
流電圧指令値Ｖdc *と直流電圧検出値Ｖdcと速度検出値
ωとが入力されている。そして、電圧調節器１０４によ
り演算されて出力されるトルク指令値τ１*は上位から
のトルク指令値τ０*と共に切替スイッチ１０６の自由
端に加えられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is an embodiment of the invention described in claim 1, and the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. FIG.
In the control device 10 of FIG. 1, reference numeral 104 is a voltage regulator that constitutes a voltage control loop, and the DC voltage command value V dc * , the DC voltage detection value V dc, and the speed detection value ω are input to the voltage regulator 104. ing. The torque command value τ1 * calculated and output by the voltage regulator 104 is added to the free end of the changeover switch 106 together with the torque command value τ0 * from the higher order.
【００２１】１０５は切替判定手段であり、この判定手
段１０５は、開閉手段４が開放されて直流電源１と平滑
コンデンサ６とが切離されたことを直流電圧検出値Ｖdc
に基づいて判定し、切替スイッチ１０６をトルク指令値
τ０*側からトルク指令値τ１*側に切り替えてこのトル
ク指令値τ１*を電流調節器１０２に対するトルク指令
値τ*として出力するものである。[0021] 105 is a switching determination unit, the determination section 105, the DC voltage detection value V dc to be a DC power source 1 and the smoothing capacitor 6 closing means 4 is opened is disconnected
Based on the above, the changeover switch 106 is switched from the torque command value τ0 * side to the torque command value τ1 * side, and this torque command value τ1 * is output as the torque command value τ * to the current regulator 102.
【００２２】図２は電圧調節器１０４の一例を示してい
る。すなわち、電圧調節器１０４は、直流電圧指令値Ｖ
dc *と直流電圧検出値Ｖdcとの偏差を検出する加算器１
０７と、前記偏差を零にするように比例積分動作するＰ
Ｉ調節器１０８と、ＰＩ調節器１０８の出力である直流
電流指令値Ｉdc *と直流電圧検出値Ｖdcとを乗算し、そ
の結果を電動機３の速度検出値ωにより除算して新たな
トルク指令値τ１*を出力する演算器１０９とから構成
されている。FIG. 2 shows an example of the voltage regulator 104. That is, the voltage regulator 104 determines that the DC voltage command value V
Adder 1 that detects the deviation between dc * and the DC voltage detection value V dc
07, and P which performs a proportional integration operation so as to make the deviation zero.
The I regulator 108 and the DC current command value I dc * which is the output of the PI regulator 108 are multiplied by the DC voltage detection value V dc, and the result is divided by the speed detection value ω of the electric motor 3 to obtain a new torque. It is composed of an arithmetic unit 109 which outputs a command value τ1 * .
【００２３】次に、実施例の動作を説明すると、直流電
圧検出値Ｖdcを監視している切替判定手段１０５によ
り、開閉手段４が開放されずに直流電源１と平滑コンデ
ンサ６とを切り離していないと判定した場合には、上位
からのトルク指令値τ０*を電流調節器１０２に入力す
るように切替スイッチ１０６を動作させる。これによ
り、制御装置１０は図３の従来技術と同様の制御動作を
行なう。Next, the operation of the embodiment will be described. The switching judgment means 105 monitoring the detected DC voltage value V dc disconnects the DC power supply 1 and the smoothing capacitor 6 without opening the switching means 4. If it is determined that there is not, the changeover switch 106 is operated so as to input the torque command value τ0 * from the higher order to the current regulator 102. As a result, the control device 10 performs the same control operation as that of the conventional technique shown in FIG.
【００２４】また、切替判定手段１０５により、開閉手
段４が開放されて直流電源１と平滑コンデンサ６とを切
り離したと判定した場合であって、弱め界磁制御を行な
っている時には、電圧調節器１０４からのトルク指令値
τ１*を電流調節器１０２に入力するように切替スイッ
チ１０６を動作させる。すなわち、前述の数式１〜数式
３により、電動機３のトルクを制御すれば最終的に平滑
コンデンサ６の直流電圧を制御することができるから、
直流電圧検出値Ｖdcが指令値Ｖdc *に一致するように新
たなトルク指令値τ１*を電流調節器１０２に入力して
直流電圧制御を行うと共に、電動機３を上記トルク指令
値τ１*のもとでインバータ駆動する。Further, when the switching judgment means 105 judges that the opening / closing means 4 has been opened and the DC power supply 1 and the smoothing capacitor 6 have been separated from each other, and the field weakening control is being performed, the voltage controller 104 outputs the voltage. The changeover switch 106 is operated so as to input the torque command value τ1 * to the current regulator 102. In other words, if the torque of the electric motor 3 is controlled by the above-mentioned formulas 1 to 3, the DC voltage of the smoothing capacitor 6 can be finally controlled,
Performs DC voltage control DC voltage detection value V dc is by entering the command value V dc * newly to match the torque command value .tau.1 * to the current controller 102, the motor 3 the torque command value .tau.1 * of It is driven by an inverter.
【００２５】これにより、直流電圧Ｖdcが過大になるこ
とがなく、平滑コンデンサ６やインバータ２のスイッチ
ング素子に必要以上の耐圧を有するものを用いなくて済
み、これらの回路部品や装置全体の小形化及び低コスト
化が可能になる。なお、切替判定手段１０５により、開
閉手段４が開放されたと判定した場合であって、弱め界
磁制御を行なっていない時には、インバータ２に対する
駆動パルス信号をすべてオフし、インバータ動作を停止
させる。As a result, the DC voltage V dc does not become excessive, and it is not necessary to use a smoothing capacitor 6 or a switching element of the inverter 2 having a withstand voltage higher than necessary. And cost reduction are possible. When the switching determination unit 105 determines that the opening / closing unit 4 is opened and the field weakening control is not performed, all the drive pulse signals for the inverter 2 are turned off and the inverter operation is stopped.
【００２６】次に、上記切替判定手段１０５において、
開閉手段４が開放されたと判定するための判定基準につ
き説明する。第１の例としては、直流電圧検出値Ｖdcの
変化率（ｄＶdc／ｄｔ）の絶対値が所定の設定値を超え
た場合であり、この例が請求項２に相当する。また、第
２の例としては、直流電圧検出値Ｖdc自体が所定の設定
値を超えた場合であり、この例が請求項３に相当する。Next, in the switching decision means 105,
The criteria for determining that the opening / closing means 4 has been opened will be described. A first example is a case where the absolute value of the change rate (dV dc / dt) of the DC voltage detection value V dc exceeds a predetermined set value, and this example corresponds to claim 2. A second example is a case where the DC voltage detection value V dc itself exceeds a predetermined set value, and this example corresponds to claim 3.
【００２７】更に、請求項４の実施例として、電圧制御
ループの直流電圧指令値Ｖdc *を平滑コンデンサ６の許
容し得る最大電圧値に設定すれば、弱め界磁制御を開始
する速度が高くなり、弱め界磁制御時の直流電圧制御か
ら弱め界磁制御がないときの駆動パルス信号オフ動作へ
の移行を早くすることができる。Further, as an embodiment of claim 4, if the DC voltage command value V dc * of the voltage control loop is set to the maximum voltage value that the smoothing capacitor 6 can tolerate, the speed at which the field weakening control is started increases, It is possible to speed up the transition from the DC voltage control during the field weakening control to the drive pulse signal OFF operation when there is no field weakening control.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、永久磁石
形同期電動機の弱め界磁制御中に直流電源と平滑コンデ
ンサとの間の開閉手段が開放された場合でも、電圧制御
ループにより新たなトルク指令値を生成して平滑コンデ
ンサの直流電圧を直流電圧指令値に一致させるような直
流電圧制御を行なうようにした。As described above, according to the present invention, even if the opening / closing means between the DC power supply and the smoothing capacitor is opened during the field weakening control of the permanent magnet type synchronous motor, a new torque is generated by the voltage control loop. DC voltage control is performed so as to generate a command value and match the DC voltage of the smoothing capacitor with the DC voltage command value.
【００２９】このため、平滑コンデンサに過大な電圧が
印加されるおそれがなく、平滑コンデンサやスイッチン
グ素子等の低耐圧化、低容量化が可能になり、装置全体
の小形軽量化、低コスト化が可能になる。Therefore, there is no fear that an excessive voltage is applied to the smoothing capacitor, and the smoothing capacitor, the switching element, and the like can be made low in withstand voltage and low in capacity, and the overall size and weight of the device can be reduced and the cost can be reduced. It will be possible.
【図１】本発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１における電圧調節器の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a voltage regulator in FIG.
【図３】従来技術を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional technique.
１ 直流電源 ２ 電圧形インバータ ３ 永久磁石形同期電動機 ４ 開閉手段 ５ 直流電圧検出器 ６ 平滑コンデンサ ７ 交流電流検出器 ８ 位置センサ ９ 速度センサ １０ 制御装置 １０１ 三相／二相変換器 １０２ 電流調節器（ＡＣＲ） １０３ ＰＷＭ演算器 １０４ 電圧調節器（ＡＶＲ） １０５ 切替判定手段 １０６ 切替スイッチ １０７ 加算器 １０８ ＰＩ調節器 １０９ 演算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Voltage type inverter 3 Permanent magnet type synchronous motor 4 Switching means 5 DC voltage detector 6 Smoothing capacitor 7 AC current detector 8 Position sensor 9 Speed sensor 10 Controller 101 Three-phase / two-phase converter 102 Current regulator (ACR) 103 PWM calculator 104 Voltage regulator (AVR) 105 Switching determination means 106 Changeover switch 107 Adder 108 PI regulator 109 Computing unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 光悦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 麻生 剛 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 菊池 俊雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 北田 眞一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Koetsu Fujita 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Go Aso, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Incorporated (72) Inventor Toshio Kikuchi 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Shinichiro Kitada 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd.
Claims (4)
サを介して供給される直流電力を電圧形インバータによ
り交流電力に変換し、この交流電力を永久磁石形同期電
動機に供給する主回路に対し、 同期電動機の回転子の永久磁石が作る磁束と同期して回
転する回転座標系で磁束方向の軸とこれに直交する方向
の軸とからなるｄ−ｑ座標系において同期電動機の固定
子電流を検出し、この固定子電流検出値をｄ−ｑ軸に変
換してなるｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値を各々の
指令値に一致させる電流制御ループを備え、同期電動機
に磁束と逆方向の負のｄ軸電流を流して同期電動機の誘
起電圧に対向する電圧を生じさせる弱め界磁制御を行
い、上位からのトルク指令値に従ってインバータに対す
る駆動パルス信号を生成し出力する永久磁石形同期電動
機の制御装置において、 平滑コンデンサの直流電圧検出値と直流電圧指令値と同
期電動機の速度検出値とに基づいてトルク指令値を演算
する電圧調節器を備えた電圧制御ループと、 平滑コンデンサの直流電圧検出値に基づいて前記開閉手
段が開放されたことを検出する切替判定手段とを有し、 切替判定手段により前記開閉手段が開放されていないと
判定した場合には、前記上位からのトルク指令値に従っ
て制御を行い、 切替判定手段により前記開閉手段が開放されたと判定し
た場合であって、弱め界磁制御時には前記電圧調節器に
より演算したトルク指令値に従い同期電動機を駆動して
平滑コンデンサの直流電圧検出値を直流電圧指令値に一
致させる電圧制御を行い、弱め界磁制御を行っていない
ときにはインバータに対する駆動パルス信号をオフする
ことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。1. A main circuit for converting direct current power supplied from a direct current power source through an opening / closing means and a smoothing capacitor into alternating current power by a voltage type inverter and supplying the alternating current power to a permanent magnet type synchronous motor. The stator current of the synchronous motor is detected in the dq coordinate system consisting of the axis of the magnetic flux direction and the axis of the direction orthogonal to this in the rotating coordinate system that rotates in synchronization with the magnetic flux created by the permanent magnets of the rotor of the electric motor. , A current control loop for matching the d-axis current detection value and the q-axis current detection value obtained by converting the stator current detection value to the dq axes to the respective command values, and providing the synchronous motor with a direction opposite to the magnetic flux. Permanent magnet that performs field-weakening control that causes a voltage opposite to the induced voltage of the synchronous motor by applying a negative d-axis current, and generates and outputs a drive pulse signal to the inverter according to the torque command value from the upper level. In a control device for a synchronous motor, a voltage control loop equipped with a voltage controller that calculates a torque command value based on the DC voltage detection value of the smoothing capacitor, the DC voltage command value, and the speed detection value of the synchronous motor; And a switching determination means for detecting that the opening / closing means is opened based on a DC voltage detection value, and when the switching determination means determines that the opening / closing means is not opened, the torque from the higher order When the control is performed according to the command value, and the switching determination means determines that the opening / closing means has been opened, and during field weakening control, the DC voltage of the smoothing capacitor is driven by driving the synchronous motor according to the torque command value calculated by the voltage regulator. The voltage is controlled so that the detected value matches the DC voltage command value, and when the field weakening control is not performed, the inverter is driven. Controller for a permanent magnet synchronous motor, characterized in that turns off the pulse signal.
直流電圧検出値の変化率の絶対値が設定値を超えたこと
をもって前記開閉手段が開放されたと判定する請求項１
記載の永久磁石形同期電動機の制御装置。2. The switching determination means determines that the opening / closing means is opened when the absolute value of the change rate of the DC voltage detection value of the smoothing capacitor exceeds a set value.
A controller for the permanent magnet type synchronous motor described.
直流電圧検出値が設定値を超えたことをもって前記開閉
手段が開放されたと判定する請求項１記載の永久磁石形
同期電動機の制御装置。3. The control device for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 1, wherein the switching determination means determines that the opening / closing means is opened when the DC voltage detection value of the smoothing capacitor exceeds a set value.
滑コンデンサが許容し得る最大電圧値に設定した請求項
１，２または３記載の永久磁石形同期電動機の制御装
置。4. The control device for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 1, wherein the DC voltage command value of the smoothing capacitor is set to a maximum voltage value that the smoothing capacitor allows.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164655A JPH08336292A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Controller for permanent magnet synchronous motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164655A JPH08336292A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Controller for permanent magnet synchronous motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08336292A true JPH08336292A (en) | 1996-12-17 |
Family
ID=15797307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7164655A Withdrawn JPH08336292A (en) | 1995-06-07 | 1995-06-07 | Controller for permanent magnet synchronous motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08336292A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-06-07 JP JP7164655A patent/JPH08336292A/en not_active Withdrawn
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