JPH10229700A - 回転電機の制御装置 - Google Patents
回転電機の制御装置Info
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- JPH10229700A JPH10229700A JP9033503A JP3350397A JPH10229700A JP H10229700 A JPH10229700 A JP H10229700A JP 9033503 A JP9033503 A JP 9033503A JP 3350397 A JP3350397 A JP 3350397A JP H10229700 A JPH10229700 A JP H10229700A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度が上昇してもトルク指令に正確に対応し
た出力トルクが得られる回転電機の制御装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 界磁として永久磁石を有する回転電機の
制御装置において、ＩＰ制御部１０の出力ＶIPに基づき
永久磁石の磁束を推定し、この磁束推定値λ**を用いて
トルク電流指令演算部１４においてトルク電流指令Ｉq
* を演算することにより永久磁石の温度上昇による減磁
特性を補償するようにしたものである。
た出力トルクが得られる回転電機の制御装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 界磁として永久磁石を有する回転電機の
制御装置において、ＩＰ制御部１０の出力ＶIPに基づき
永久磁石の磁束を推定し、この磁束推定値λ**を用いて
トルク電流指令演算部１４においてトルク電流指令Ｉq
* を演算することにより永久磁石の温度上昇による減磁
特性を補償するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機の制御装置
に関し、特に界磁として永久磁石を有するものに適用し
て有用なものである。
に関し、特に界磁として永久磁石を有するものに適用し
て有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】インバータで駆動される永久磁石同期電
動機（以下「ＰＭモータ」と略す）は、主に小容量ＡＣ
サーボモータとして広く用いられている。
動機（以下「ＰＭモータ」と略す）は、主に小容量ＡＣ
サーボモータとして広く用いられている。
【０００３】図４はこの種のＰＭモータの制御装置の一
例をこのＰＭモータとともに示すブロック線図である。
同図に示すように、ＰＭモータ２はＰＷＭインバータ１
で供給する三相電流により回転する。速度検出器３はＰ
Ｍモータ２の回転子と共に回転してパルス信号Ｐを出力
する。位置検出部４はパルス信号Ｐに基づきＰＭモータ
２の回転子位置（位相）を示す位相検出値θを検出す
る。
例をこのＰＭモータとともに示すブロック線図である。
同図に示すように、ＰＭモータ２はＰＷＭインバータ１
で供給する三相電流により回転する。速度検出器３はＰ
Ｍモータ２の回転子と共に回転してパルス信号Ｐを出力
する。位置検出部４はパルス信号Ｐに基づきＰＭモータ
２の回転子位置（位相）を示す位相検出値θを検出す
る。
【０００４】電流検出部５，６はＵ相及びＷ相の電流検
出値ＩU ，Ｉw を求める。座標変換部７は電流検出値Ｉ
U ，Ｉw からＶ相の電流検出値Ｉv を求め、更に三相の
電流検出値ＩU ，Ｉv ，Ｉw を三相／二相変換し、位相
検出値θを考慮して回転座標系の磁化電流検出値Ｉd 及
びトルク電流検出値Ｉq を求める。
出値ＩU ，Ｉw を求める。座標変換部７は電流検出値Ｉ
U ，Ｉw からＶ相の電流検出値Ｉv を求め、更に三相の
電流検出値ＩU ，Ｉv ，Ｉw を三相／二相変換し、位相
検出値θを考慮して回転座標系の磁化電流検出値Ｉd 及
びトルク電流検出値Ｉq を求める。
【０００５】電流制御部８は、回転座標系の磁化電流指
令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq *と、磁化電流検出値
Ｉd 及びトルク電流検出値Ｉq との偏差を比例・積分演
算することにより回転座標系の磁化電圧指令Ｖd * 及び
トルク電圧指令Ｖq * を求める。
令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq *と、磁化電流検出値
Ｉd 及びトルク電流検出値Ｉq との偏差を比例・積分演
算することにより回転座標系の磁化電圧指令Ｖd * 及び
トルク電圧指令Ｖq * を求める。
【０００６】ここで磁化電流指令Ｉd * 及びトルク電流
指令Ｉq * はトルク指令Ｔ* に基づき電流指令テーブル
１１により得る。すなわち、電流指令テーブル１１には
トルク指令Ｔ* に対応する磁化電流指令Ｉd * 及びトル
ク電流指令Ｉq * がテーブルとして記憶してある。ま
た、この電流指令テーブル１１には位相検出値θを微分
器１２で微分して得る電気角周波数ωが参照信号として
供給されている。かくして、電流指令テーブル１１はト
ルク指令Ｔ* に基づく電気角周波数ωを参照して一意に
定まる磁化電流指令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq * を
送出する。
指令Ｉq * はトルク指令Ｔ* に基づき電流指令テーブル
１１により得る。すなわち、電流指令テーブル１１には
トルク指令Ｔ* に対応する磁化電流指令Ｉd * 及びトル
ク電流指令Ｉq * がテーブルとして記憶してある。ま
た、この電流指令テーブル１１には位相検出値θを微分
器１２で微分して得る電気角周波数ωが参照信号として
供給されている。かくして、電流指令テーブル１１はト
ルク指令Ｔ* に基づく電気角周波数ωを参照して一意に
定まる磁化電流指令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq * を
送出する。
【０００７】座標変換部９は、回転座標系の磁化電圧指
令Ｖd * 及びトルク電圧指令Ｖq *を座標変換して、静
止座標系の三相の電圧指令ＶU * ，Ｖv * ，Ｖw * を求
める。
令Ｖd * 及びトルク電圧指令Ｖq *を座標変換して、静
止座標系の三相の電圧指令ＶU * ，Ｖv * ，Ｖw * を求
める。
【０００８】ＰＷＭインバータ１はこれが内蔵するＰＷ
Ｍ変調部において電圧指令ＶU * ，Ｖv * ，Ｖw * に基
づきインバータ部を制御する。これによりＰＷＭインバ
ータ１から三相電力がＰＭモータ２に供給される。
Ｍ変調部において電圧指令ＶU * ，Ｖv * ，Ｖw * に基
づきインバータ部を制御する。これによりＰＷＭインバ
ータ１から三相電力がＰＭモータ２に供給される。
【０００９】かかる制御装置を用いたＰＭモータ２の制
御方法として最大トルク制御、最大効率制御等が知られ
ており、これらの制御を行う場合には、トルク指令Ｔ*
とＰＭモータ２の回転数を表わす電気角周波数ωに応じ
て磁化電流指令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq * を決定
する。
御方法として最大トルク制御、最大効率制御等が知られ
ており、これらの制御を行う場合には、トルク指令Ｔ*
とＰＭモータ２の回転数を表わす電気角周波数ωに応じ
て磁化電流指令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq * を決定
する。
【００１０】このときのＰＭモータ２の出力トルクＴは
次式（１）で示される。 Ｔ＝Ｐn｛λＩq ＋ω（Ｌd −Ｌq ）Ｉd・Ｉq ｝ ………（１） 但し、Ｐn ：極対数、 λ：永久磁石による鎖交磁束、 ω：電気角周波数、 Ｌd ：直軸インダクタンス、 Ｌq ：横軸インダクタンス、Ｉd ：磁化電流、 Ｉq ：トルク電流
次式（１）で示される。 Ｔ＝Ｐn｛λＩq ＋ω（Ｌd −Ｌq ）Ｉd・Ｉq ｝ ………（１） 但し、Ｐn ：極対数、 λ：永久磁石による鎖交磁束、 ω：電気角周波数、 Ｌd ：直軸インダクタンス、 Ｌq ：横軸インダクタンス、Ｉd ：磁化電流、 Ｉq ：トルク電流
【００１１】ここで従来技術においては、式（１）の鎖
交磁束λの値は一定であるとして磁化電流指令Ｉd * 及
びトルク電流指令Ｉq * を求めている。
交磁束λの値は一定であるとして磁化電流指令Ｉd * 及
びトルク電流指令Ｉq * を求めている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】永久磁石（Ｎｄ−Ｆｅ
−Ｂ磁石）による鎖交磁束λは、図５に示すように、永
久磁石の温度が上がるにつれて減少し、特に高温になる
と減磁の割合が大きくなる。したがって高温になると鎖
交磁束λが減少し、出力トルクＴは小さくなってしま
う。つまり、従来では温度上昇による減磁を考慮してい
なかったので、高温状況でモータ運転をしたときには、
トルク指令Ｔ* に対しＰＭモータ２から実際に出力され
るトルクＴは小さくなっていた。
−Ｂ磁石）による鎖交磁束λは、図５に示すように、永
久磁石の温度が上がるにつれて減少し、特に高温になる
と減磁の割合が大きくなる。したがって高温になると鎖
交磁束λが減少し、出力トルクＴは小さくなってしま
う。つまり、従来では温度上昇による減磁を考慮してい
なかったので、高温状況でモータ運転をしたときには、
トルク指令Ｔ* に対しＰＭモータ２から実際に出力され
るトルクＴは小さくなっていた。
【００１３】本発明は、上記従来技術に鑑み、温度が上
昇してもトルク指令に正確に対応した出力トルクが得ら
れる回転電機の制御装置を提供することを目的とする。
昇してもトルク指令に正確に対応した出力トルクが得ら
れる回転電機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は次の点を特徴とする。
明の構成は次の点を特徴とする。
【００１５】１） 界磁として永久磁石を有する回転電
機の制御装置において、トルク指令及び電気角周波数に
より一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流
指令テーブルと、トルク電流指令とフィードバックした
トルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石に
よる鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束
推定手段と、トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値
に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電
流指令演算手段とを有することを特徴とする。
機の制御装置において、トルク指令及び電気角周波数に
より一意に決定される磁化電流指令を出力する磁化電流
指令テーブルと、トルク電流指令とフィードバックした
トルク電流検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石に
よる鎖交磁束の推定値である磁束推定値を演算する磁束
推定手段と、トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値
に基づく演算によりトルク電流指令を出力するトルク電
流指令演算手段とを有することを特徴とする。
【００１６】２） 界磁として永久磁石を有するととも
に磁化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装
置において、トルク指令及び電気角周波数により一意に
決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブ
ルと、トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流
検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁
束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段
と、トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく
演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演
算手段と、トルク指令に対応させて形成した電力変換素
子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、このテ
ーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を補償す
る補償手段とを有することを特徴とする。
に磁化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装
置において、トルク指令及び電気角周波数により一意に
決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブ
ルと、トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流
検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁
束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段
と、トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく
演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演
算手段と、トルク指令に対応させて形成した電力変換素
子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、このテ
ーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を補償す
る補償手段とを有することを特徴とする。
【００１７】３） 界磁として永久磁石を有するととも
に磁化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装
置において、トルク指令及び電気角周波数により一意に
決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブ
ルと、トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流
検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁
束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段
と、トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく
演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演
算手段と、トルク指令及び電気角周波数に対応させて形
成した電力変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶
しており、このテーブルに基づき電力変換素子による電
圧降下分を補償する補償手段とを有することを特徴とす
る。
に磁化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装
置において、トルク指令及び電気角周波数により一意に
決定される磁化電流指令を出力する磁化電流指令テーブ
ルと、トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流
検出値との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁
束の推定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段
と、トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく
演算によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演
算手段と、トルク指令及び電気角周波数に対応させて形
成した電力変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶
しており、このテーブルに基づき電力変換素子による電
圧降下分を補償する補償手段とを有することを特徴とす
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。各形態は何れも現在の永久磁石
の磁束を磁束推定値λ**として推定し、この磁束推定値
λ**を用いてトルク電流指令Ｉq * を補正するものであ
る。
基づき詳細に説明する。各形態は何れも現在の永久磁石
の磁束を磁束推定値λ**として推定し、この磁束推定値
λ**を用いてトルク電流指令Ｉq * を補正するものであ
る。
【００１９】ここで、磁束推定値λ**の演算方法の原理
を図６に基づいて説明しておく。図６に示す制御装置
は、図４に示す制御装置における電流指令テーブル１１
のうちトルク電流指令Ｉq * を与えるための部分を改良
したものである。そこで、図４と同一部分には同一番号
を付し重複する説明は省略する。
を図６に基づいて説明しておく。図６に示す制御装置
は、図４に示す制御装置における電流指令テーブル１１
のうちトルク電流指令Ｉq * を与えるための部分を改良
したものである。そこで、図４と同一部分には同一番号
を付し重複する説明は省略する。
【００２０】ＰＭモータ２の電圧方程式は、定常状態に
おいては、同期回転座標（ｄ−ｑ軸）上において次式
（２）で表わされる。
おいては、同期回転座標（ｄ−ｑ軸）上において次式
（２）で表わされる。
【数１】
【００２１】またトルクは前述の式（１）で表わされ
る。トルクの式（１）において、温度変化により永久磁
石による鎖交磁束λが変化するとトルクＴが変化する
が、変化後の鎖交磁束λを推定して電流指令値を計算す
ることにより、トルク指令に対して正確に一致するトル
ク制御が可能となる。
る。トルクの式（１）において、温度変化により永久磁
石による鎖交磁束λが変化するとトルクＴが変化する
が、変化後の鎖交磁束λを推定して電流指令値を計算す
ることにより、トルク指令に対して正確に一致するトル
ク制御が可能となる。
【００２２】図６に示す制御装置において磁化電流指令
Ｉd * は、図４に示す制御装置と同様に、最大トルク制
御、弱め界磁による定出力制御を行なうべく電気角周波
数ωをパラメータとしてトルク指令Ｔ* に基づき磁化電
流指令テーブル１３より導出する。すなわち、この磁化
電流指令テーブル１３はトルク指令Ｔ* 及び電気角周波
数ωにより一意に決定される磁化電流指令Ｉd * をテー
ブルとして記憶している。
Ｉd * は、図４に示す制御装置と同様に、最大トルク制
御、弱め界磁による定出力制御を行なうべく電気角周波
数ωをパラメータとしてトルク指令Ｔ* に基づき磁化電
流指令テーブル１３より導出する。すなわち、この磁化
電流指令テーブル１３はトルク指令Ｔ* 及び電気角周波
数ωにより一意に決定される磁化電流指令Ｉd * をテー
ブルとして記憶している。
【００２３】かくしてトルク指令Ｔ* 、磁化電流指令Ｉ
d * 及び電気角周波数ωが決定され、鎖交磁束λの推定
値である磁束推定値λ**が与えられると式（２）を変形
して次式（３）によりトルク電流指令Ｉq * が求められ
る。
d * 及び電気角周波数ωが決定され、鎖交磁束λの推定
値である磁束推定値λ**が与えられると式（２）を変形
して次式（３）によりトルク電流指令Ｉq * が求められ
る。
【００２４】
【数２】
【００２５】トルク電流指令演算部１４はトルク指令Ｔ
* 、磁化電流指令Ｉd * 及び磁束推定器１５で推定する
磁束推定値λ**に基づき上式（３）の演算を行ってトル
ク電流指令Ｉq * を出力する。この結果得られた磁化電
流指令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq * が電流制御部８
に供給される。
* 、磁化電流指令Ｉd * 及び磁束推定器１５で推定する
磁束推定値λ**に基づき上式（３）の演算を行ってトル
ク電流指令Ｉq * を出力する。この結果得られた磁化電
流指令Ｉd * 及びトルク電流指令Ｉq * が電流制御部８
に供給される。
【００２６】ここで、磁束推定値λ**は次の原理により
求める。すなわち、式（２）において、鎖交磁束λはト
ルク電圧Ｖq の式にのみ影響する。ここで、Ｒ1 ，Ｌd
はモータパラメータとして既知であるため、トルク電圧
推定値Ｖq **は磁束推定値λ* *を用いた次式（４）で表
される。 Ｖq **＝Ｒ1Ｉq ＋ωＬdＩd ＋ωλ** ……（４） （λ**＝λn ＋Δλ**） λn ：磁束の初期設定値（基準温度において測定した磁
束） Δλ**：磁束変化量の推定値
求める。すなわち、式（２）において、鎖交磁束λはト
ルク電圧Ｖq の式にのみ影響する。ここで、Ｒ1 ，Ｌd
はモータパラメータとして既知であるため、トルク電圧
推定値Ｖq **は磁束推定値λ* *を用いた次式（４）で表
される。 Ｖq **＝Ｒ1Ｉq ＋ωＬdＩd ＋ωλ** ……（４） （λ**＝λn ＋Δλ**） λn ：磁束の初期設定値（基準温度において測定した磁
束） Δλ**：磁束変化量の推定値
【００２７】図６の電流制御系８においては、磁化電流
指令Ｉd * ，トルク電流指令Ｉq *が実際の磁化電流検出
値Ｉd, トルク電流検出値Ｉq に一致する様にフィード
バック制御しているため、温度変化により鎖交磁束λが
変化した場合には、磁化電流指令Ｉd * , トルク電流指
令Ｉq * の電流を流すために必要なトルク電圧指令Ｖq
* と式（４）により求められるトルク電圧推定値Ｖq **
に偏差が生ずる。この電圧偏差は磁束変化量の推定値Δ
λ**に対応しているため、この磁束変化量の推定値Δλ
**は次式（５）により求めることができる。 Δλ**＝Ｇ・（Ｖq * −Ｖq **） ……（５） Ｇ：伝達関数
指令Ｉd * ，トルク電流指令Ｉq *が実際の磁化電流検出
値Ｉd, トルク電流検出値Ｉq に一致する様にフィード
バック制御しているため、温度変化により鎖交磁束λが
変化した場合には、磁化電流指令Ｉd * , トルク電流指
令Ｉq * の電流を流すために必要なトルク電圧指令Ｖq
* と式（４）により求められるトルク電圧推定値Ｖq **
に偏差が生ずる。この電圧偏差は磁束変化量の推定値Δ
λ**に対応しているため、この磁束変化量の推定値Δλ
**は次式（５）により求めることができる。 Δλ**＝Ｇ・（Ｖq * −Ｖq **） ……（５） Ｇ：伝達関数
【００２８】式（５）より磁束推定値λ**は、次式
（６）で求められる。 λ**＝λn ＋Ｇ（Ｖq * −Ｖq **） ……（６） 式（６）における（Ｖq * −Ｖq **）の偏差が０となる様
にλ**を推定する。 この結果（Ｖq * −Ｖq **）が０と
なると、実際のＰＭモータ２における鎖交磁束λと磁束
推定値λ**とが一致する。
（６）で求められる。 λ**＝λn ＋Ｇ（Ｖq * −Ｖq **） ……（６） 式（６）における（Ｖq * −Ｖq **）の偏差が０となる様
にλ**を推定する。 この結果（Ｖq * −Ｖq **）が０と
なると、実際のＰＭモータ２における鎖交磁束λと磁束
推定値λ**とが一致する。
【００２９】ここで電流制御系８の出力であるトルク電
圧指令Ｖq * は、図６より次式（７）で与えられる。
圧指令Ｖq * は、図６より次式（７）で与えられる。
【００３０】
【数３】
【００３１】
【数４】
【００３２】したがって磁束の推定は、式（４）の演算
を行わなくても、換言すれば図６に示す磁束推定器１５
を用いなくてもｑ軸のＩＰ制御部１０の出力ＶIPを式
（５）の（Ｖq * −Ｖq **）に代入することで可能とな
る。すなわち式（５）より、 λ**＝λn ＋Ｇ・ＶIP ……（９） となる。
を行わなくても、換言すれば図６に示す磁束推定器１５
を用いなくてもｑ軸のＩＰ制御部１０の出力ＶIPを式
（５）の（Ｖq * −Ｖq **）に代入することで可能とな
る。すなわち式（５）より、 λ**＝λn ＋Ｇ・ＶIP ……（９） となる。
【００３３】式（９）における伝達関数ＧとしてはＫP
（比例ゲイン）、Ｋi ／Ｓ（積分ゲイン）、（ＫP ／１
＋ＳＴ）（一次遅れ）、（ＫP ＋Ｋi ／Ｓ）（比例・積
分ゲイン）等が考えられる。
（比例ゲイン）、Ｋi ／Ｓ（積分ゲイン）、（ＫP ／１
＋ＳＴ）（一次遅れ）、（ＫP ＋Ｋi ／Ｓ）（比例・積
分ゲイン）等が考えられる。
【００３４】上述の如き知見に基づく本発明の第１の実
施の形態に係るブロック線図を図１に示す。同図に示す
ように、本形態に係る磁束推定器１６はＩＰ制御部１０
の出力ＶIPに所定の伝達関数Ｇを掛けることにより磁束
推定値λ**を演算するように構成してある。この演算結
果である磁束推定値λ**は、トルク電流指令演算部１４
及び式（２）の鎖交磁束λを補正すべくトルク電圧供給
部１７にそれぞれ供給される。他の構成は図６と同じで
あるため同一部分には同一番号を付し重複する説明は省
略する。
施の形態に係るブロック線図を図１に示す。同図に示す
ように、本形態に係る磁束推定器１６はＩＰ制御部１０
の出力ＶIPに所定の伝達関数Ｇを掛けることにより磁束
推定値λ**を演算するように構成してある。この演算結
果である磁束推定値λ**は、トルク電流指令演算部１４
及び式（２）の鎖交磁束λを補正すべくトルク電圧供給
部１７にそれぞれ供給される。他の構成は図６と同じで
あるため同一部分には同一番号を付し重複する説明は省
略する。
【００３５】かかる本形態によれば磁束推定器１６にお
いて式（９）の演算を行うことにより磁束推定値λ**を
求める。トルク電流指令演算部１４では磁束推定値λ**
に基づき式（３）の演算を行うことによりトルク電流指
令Ｉq * を求め、これを電流制御部８に供給する。この
トルク電流指令Ｉq * は現実の永久磁石の鎖交磁束をλ
を反映してトルク指令Ｔ* に正確に対応した指令とする
ことができる。
いて式（９）の演算を行うことにより磁束推定値λ**を
求める。トルク電流指令演算部１４では磁束推定値λ**
に基づき式（３）の演算を行うことによりトルク電流指
令Ｉq * を求め、これを電流制御部８に供給する。この
トルク電流指令Ｉq * は現実の永久磁石の鎖交磁束をλ
を反映してトルク指令Ｔ* に正確に対応した指令とする
ことができる。
【００３６】なお、図１においてＩＰ制御部１０をＰＩ
制御部として構成しても良い。
制御部として構成しても良い。
【００３７】図１に示す制御装置では理想状態を考えた
が、実際にはＩＰ制御部１０の出力ＶIPには、出力電流
による電力変換素子（ＩＧＢＴ等）の電圧降下分を補正
する成分が含まれることになる。
が、実際にはＩＰ制御部１０の出力ＶIPには、出力電流
による電力変換素子（ＩＧＢＴ等）の電圧降下分を補正
する成分が含まれることになる。
【００３８】ここで、ｄ軸に電流を流さないＩd ＝０制
御では、電力変換素子の電圧降下分はｑ軸電圧Ｖq のみ
に現れるため、ｄ−ｑ座標上の直流量にて補正が可能と
なる。すなわち、基準温度において、磁束の補償を行な
わずに（磁束は初期設定値とする）トルク指令Ｔ* （ト
ルク電流指令Ｉq * ）を変化させ、その時のＩＰ制御部
１０の出力ＶIPを測定すれば、トルク指令Ｔ* に対する
電力変換素子の電圧降下分に基づく電圧降下補正分Ｖx
が分かる。したがって、この測定データをテーブル化し
ておき、式（７）に加算することで、ＩＰ制御部１０の
出力ＶIPはトルク電圧指令Ｖq * とトルク電圧推定値Ｖq
**の偏差分をより正確に反映したものとなる。
御では、電力変換素子の電圧降下分はｑ軸電圧Ｖq のみ
に現れるため、ｄ−ｑ座標上の直流量にて補正が可能と
なる。すなわち、基準温度において、磁束の補償を行な
わずに（磁束は初期設定値とする）トルク指令Ｔ* （ト
ルク電流指令Ｉq * ）を変化させ、その時のＩＰ制御部
１０の出力ＶIPを測定すれば、トルク指令Ｔ* に対する
電力変換素子の電圧降下分に基づく電圧降下補正分Ｖx
が分かる。したがって、この測定データをテーブル化し
ておき、式（７）に加算することで、ＩＰ制御部１０の
出力ＶIPはトルク電圧指令Ｖq * とトルク電圧推定値Ｖq
**の偏差分をより正確に反映したものとなる。
【００３９】
【数５】
【００４０】上述の如き知見に基づく本発明の第２の実
施の形態に係るブロック線図を図２に示す。同図に示す
ように、本形態に係るＶx テーブル１８にはトルク指令
Ｔ*に対応する電圧降下補正分Ｖx を記憶してあり、ト
ルク指令Ｔ* に応じた電圧降下補正分Ｖx を出力して出
力ＶIPに加算するように構成してある。他の構成は図１
と同じであるため同一部分には同一番号を付し重複する
説明は省略する。
施の形態に係るブロック線図を図２に示す。同図に示す
ように、本形態に係るＶx テーブル１８にはトルク指令
Ｔ*に対応する電圧降下補正分Ｖx を記憶してあり、ト
ルク指令Ｔ* に応じた電圧降下補正分Ｖx を出力して出
力ＶIPに加算するように構成してある。他の構成は図１
と同じであるため同一部分には同一番号を付し重複する
説明は省略する。
【００４１】かかる本形態によれば、Ｉd ＝０制御にお
いて精度よく磁束の推定ができ、トルク制御精度も向上
する。
いて精度よく磁束の推定ができ、トルク制御精度も向上
する。
【００４２】さらに、電力変換素子のスイッチング時間
の影響により、デットタイムを設ける必要があり、この
ためトルク電圧指令Ｖq * と実際の出力電圧とに誤差が
生じてくる。これは、電気角周波数に依存して変化す
る。したがって、図２に示す制御装置の電圧降下補正分
Ｖx もＩＰ制御部１０の出力ＶIPに含まれてくることに
なる。
の影響により、デットタイムを設ける必要があり、この
ためトルク電圧指令Ｖq * と実際の出力電圧とに誤差が
生じてくる。これは、電気角周波数に依存して変化す
る。したがって、図２に示す制御装置の電圧降下補正分
Ｖx もＩＰ制御部１０の出力ＶIPに含まれてくることに
なる。
【００４３】ここで第２の実施の形態と同様に、トルク
指令Ｔ* のみならず電気角周波数ωに対してＩＰ制御部
１０の出力ＶIPを測定し、トルク指令Ｔ* 及び電気角周
波数ωに対する３次元のテーブルを形成し、このテーブ
ルに基づく電圧降下補正分Ｖ x を式（１０）に代入すれ
ばＩＰ制御部１０の出力ＶIPはトルク電圧指令Ｖq *と
トルク電圧推定値Ｖq **との偏差分となる。そして、こ
のときの電圧降下補正分Ｖx は電力変換素子の電圧降下
分とデットタイムの影響による補正分を表わすことにな
る。
指令Ｔ* のみならず電気角周波数ωに対してＩＰ制御部
１０の出力ＶIPを測定し、トルク指令Ｔ* 及び電気角周
波数ωに対する３次元のテーブルを形成し、このテーブ
ルに基づく電圧降下補正分Ｖ x を式（１０）に代入すれ
ばＩＰ制御部１０の出力ＶIPはトルク電圧指令Ｖq *と
トルク電圧推定値Ｖq **との偏差分となる。そして、こ
のときの電圧降下補正分Ｖx は電力変換素子の電圧降下
分とデットタイムの影響による補正分を表わすことにな
る。
【００４４】上述の如き知見に基づく本発明の第３の実
施の形態に係るブロック線図を図３に示す。同図に示す
ように、本形態に係るＶx テーブル１８にはトルク指令
Ｔ*及び電気角周波数ωに対応する電圧降下補正分Ｖx
を記憶してあり、トルク指令Ｔ* 及び電気角周波数ωに
応じた電圧降下補正分Ｖx を出力して出力ＶIPに加算す
るように構成してある。他の構成は図１と同じであるた
め同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略す
る。
施の形態に係るブロック線図を図３に示す。同図に示す
ように、本形態に係るＶx テーブル１８にはトルク指令
Ｔ*及び電気角周波数ωに対応する電圧降下補正分Ｖx
を記憶してあり、トルク指令Ｔ* 及び電気角周波数ωに
応じた電圧降下補正分Ｖx を出力して出力ＶIPに加算す
るように構成してある。他の構成は図１と同じであるた
め同一部分には同一番号を付し重複する説明は省略す
る。
【００４５】かかる本形態によれば、Ｉd ＝０制御にお
いて精度よく磁束の推定ができ、トルク制御精度も向上
する。このとき第２の実施の形態よりも磁束推定及びト
ルク制御の精度がさらに向上する。
いて精度よく磁束の推定ができ、トルク制御精度も向上
する。このとき第２の実施の形態よりも磁束推定及びト
ルク制御の精度がさらに向上する。
【００４６】
【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
ように、本発明によれば磁束推定手段はトルク電流指令
系の出力を用いているので、永久磁石の温度による減磁
分を補償して指令値に対応する正確な制御を実現するこ
とができるばかりでなく、磁束推定のための演算時間も
短縮することができる。さらに、Ｉd ＝０制御において
トルク電流指令の制御部に電力変換素子の電圧降下、又
は電圧降下とデッドタイムの影響とによる補正分を予め
加算しておくことにより磁束推定及びトルク制御精度を
さらに改善することができる。
ように、本発明によれば磁束推定手段はトルク電流指令
系の出力を用いているので、永久磁石の温度による減磁
分を補償して指令値に対応する正確な制御を実現するこ
とができるばかりでなく、磁束推定のための演算時間も
短縮することができる。さらに、Ｉd ＝０制御において
トルク電流指令の制御部に電力変換素子の電圧降下、又
は電圧降下とデッドタイムの影響とによる補正分を予め
加算しておくことにより磁束推定及びトルク制御精度を
さらに改善することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック線
図。
図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック線
図。
図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すブロック線
図。
図。
【図４】従来技術に係る制御装置を示すブロック線図。
【図５】永久磁石の温度特性を示す特性図。
【図６】磁束推定の原理を説明するための制御装置を示
すブロック線図。
すブロック線図。
２ ＰＭモータ １０ ＩＰ制御部 １３ 磁化電流指令テーブル １４ トルク電流指令演算部 １６ 磁束推定器 １７ トルク電圧供給部 １８ Ｖx テーブル λ** 磁束推定値 Ｔ* トルク指令 Ｉd * 磁化電流指令 Ｉq * トルク電流指令 Ｖd * 磁化電圧指令 Ｖq * トルク電圧指令 ω 電気角周波数 Ｖq ** トルク電圧推定値 ＶIP 出力 Ｖx 電圧降下補正分
Claims (3)
- 【請求項１】 界磁として永久磁石を有する回転電機の
制御装置において、 トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁
化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、 トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値
との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推
定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、 トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算
によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手
段とを有することを特徴とする回転電機の制御装置。 - 【請求項２】 界磁として永久磁石を有するとともに磁
化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装置に
おいて、 トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁
化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、 トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値
との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推
定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、 トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算
によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手
段と、 トルク指令に対応させて形成した電力変換素子による電
圧降下分のテーブルを記憶しており、このテーブルに基
づき電力変換素子による電圧降下分を補償する補償手段
とを有することを特徴とする回転電機の制御装置。 - 【請求項３】 界磁として永久磁石を有するとともに磁
化電流指令を零とする制御を行う回転電機の制御装置に
おいて、 トルク指令及び電気角周波数により一意に決定される磁
化電流指令を出力する磁化電流指令テーブルと、 トルク電流指令とフィードバックしたトルク電流検出値
との偏差に基づいて現在の永久磁石による鎖交磁束の推
定値である磁束推定値を演算する磁束推定手段と、 トルク指令、電気角周波数及び磁束推定値に基づく演算
によりトルク電流指令を出力するトルク電流指令演算手
段と、 トルク指令及び電気角周波数に対応させて形成した電力
変換素子による電圧降下分のテーブルを記憶しており、
このテーブルに基づき電力変換素子による電圧降下分を
補償する補償手段とを有することを特徴とする回転電機
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03350397A JP3627426B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 回転電機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03350397A JP3627426B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 回転電機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10229700A true JPH10229700A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3627426B2 JP3627426B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=12388363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03350397A Expired - Fee Related JP3627426B2 (ja) | 1997-02-18 | 1997-02-18 | 回転電機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627426B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1648082A1 (de) * | 2004-08-02 | 2006-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Einrichtung zur Leistungsregelung von permanent erregten elektrischen Synchronmaschinen |
| EP1940016A1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Motor control device and motor drive system |
| US7777443B2 (en) | 2003-05-08 | 2010-08-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for providing energy saving service, method for deciding specification of electric motor, method for providing compressor version-up service, method for providing energy service using drive device for permanent magnet electric motor, compressor exchange method, and freezing/air conditioning device |
| CN103344915A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-09 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 同步电机温升测试系统及方法 |
| JP2019129572A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
-
1997
- 1997-02-18 JP JP03350397A patent/JP3627426B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7777443B2 (en) | 2003-05-08 | 2010-08-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for providing energy saving service, method for deciding specification of electric motor, method for providing compressor version-up service, method for providing energy service using drive device for permanent magnet electric motor, compressor exchange method, and freezing/air conditioning device |
| EP1648082A1 (de) * | 2004-08-02 | 2006-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Einrichtung zur Leistungsregelung von permanent erregten elektrischen Synchronmaschinen |
| EP1940016A1 (en) * | 2006-12-27 | 2008-07-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Motor control device and motor drive system |
| US7816876B2 (en) | 2006-12-27 | 2010-10-19 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Motor control device and motor drive system |
| CN103344915A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-10-09 | 深圳市汇川技术股份有限公司 | 同步电机温升测试系统及方法 |
| JP2019129572A (ja) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 株式会社デンソー | 交流電動機の制御装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627426B2 (ja) | 2005-03-09 |
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