JPH11150999A - Pmモータの制御装置 - Google Patents
Pmモータの制御装置Info
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- JPH11150999A JPH11150999A JP9314802A JP31480297A JPH11150999A JP H11150999 A JPH11150999 A JP H11150999A JP 9314802 A JP9314802 A JP 9314802A JP 31480297 A JP31480297 A JP 31480297A JP H11150999 A JPH11150999 A JP H11150999A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流指令テーブルはトルク指令T*に応じて
PMモータ2の2軸のトルク電流指令Iq*と磁束電流
指令Id*を発生し、この両電流指令Iq*,Id*に従
って電流制御回路4〜9が3相電圧をPWMインバータ
1を通してPMモータに供給するにおいて、インバータ
の直流電圧が基底値以下になるような場合には制御不能
や効率の低下を起こす。 【解決手段】 電流指令テーブル10Aは、負荷の上昇
に伴ってPMモータの端子電圧が上昇するように電流指
令テーブルのデータをセットしておくことで直流電圧が
基底値よりも低下したときにトルク指令を低減する。ま
た、電流指令テーブルはモータの誘起電圧がインバータ
出力可能電圧Vmaxを越えるときにモータ電圧を電圧V
maxに制限するようにしておき、直流電圧が基準値より
も低下したときの差分又は比率に応じて電流指令Id*
を補正する。
PMモータ2の2軸のトルク電流指令Iq*と磁束電流
指令Id*を発生し、この両電流指令Iq*,Id*に従
って電流制御回路4〜9が3相電圧をPWMインバータ
1を通してPMモータに供給するにおいて、インバータ
の直流電圧が基底値以下になるような場合には制御不能
や効率の低下を起こす。 【解決手段】 電流指令テーブル10Aは、負荷の上昇
に伴ってPMモータの端子電圧が上昇するように電流指
令テーブルのデータをセットしておくことで直流電圧が
基底値よりも低下したときにトルク指令を低減する。ま
た、電流指令テーブルはモータの誘起電圧がインバータ
出力可能電圧Vmaxを越えるときにモータ電圧を電圧V
maxに制限するようにしておき、直流電圧が基準値より
も低下したときの差分又は比率に応じて電流指令Id*
を補正する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、界磁として永久磁
石を有するPMモータをインバータで駆動するための制
御装置に係り、特にインバータの直流電圧変動に対する
安定制御に関する。
石を有するPMモータをインバータで駆動するための制
御装置に係り、特にインバータの直流電圧変動に対する
安定制御に関する。
【0002】
【従来の技術】PMモータの制御装置は、例えば、図6
に示す構成にされる。PWMインバータ1からPMモー
タ2に3相電流を供給することにより、PMモータ2を
駆動する。速度検出器3は、PM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を基に、PMモータ2の回転子位置(位
相)を示す位相検出値θを求める。
に示す構成にされる。PWMインバータ1からPMモー
タ2に3相電流を供給することにより、PMモータ2を
駆動する。速度検出器3は、PM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を基に、PMモータ2の回転子位置(位
相)を示す位相検出値θを求める。
【0003】電流検出部5、6は、PMモータ2に供給
されるU相と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IU,IWからV相の電流IVを
演算で求め、これら3相検出電流IU,IV,IWを3相
/2相変換し、位相角θとから2軸(d軸、q軸)回転
座標系のトルク電流検出値Iq及び磁束電流検出値Idを
求める。
されるU相と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IU,IWからV相の電流IVを
演算で求め、これら3相検出電流IU,IV,IWを3相
/2相変換し、位相角θとから2軸(d軸、q軸)回転
座標系のトルク電流検出値Iq及び磁束電流検出値Idを
求める。
【0004】電流制御部8は、回転座標系のトルク電流
指令Iq*及び磁束電流指令Id*と、座標変換部7から
のトルク電流検出値Iqと磁束電流検出値Idとの偏差を
比例・積分(PI)演算することにより、回転座標系の
トルク電圧指令Vq*及び磁束電圧指令Vd*を求める。
指令Iq*及び磁束電流指令Id*と、座標変換部7から
のトルク電流検出値Iqと磁束電流検出値Idとの偏差を
比例・積分(PI)演算することにより、回転座標系の
トルク電圧指令Vq*及び磁束電圧指令Vd*を求める。
【0005】座標変換部9は、回転座標系のトルク電圧
指令Vq*及び磁束電圧指令Vd*をPMモータ2の固定
座標に変換し、さらに2相/3相変換して固定座標系の
3相の電圧指令VU*,VV*,VW*を求める。
指令Vq*及び磁束電圧指令Vd*をPMモータ2の固定
座標に変換し、さらに2相/3相変換して固定座標系の
3相の電圧指令VU*,VV*,VW*を求める。
【0006】PWMインバータ1は、PWM変調部によ
り電圧指令VU*,VV*,VW*を基にPWM波形を
得、この波形に応じた3相電圧VU,VV,VWをPMモ
ータ2に供給する。
り電圧指令VU*,VV*,VW*を基にPWM波形を
得、この波形に応じた3相電圧VU,VV,VWをPMモ
ータ2に供給する。
【0007】トルク電流指令Iq*及び磁束電流指令Id
*は、トルク指令T*を基に電流指令テーブル10によ
り得る。すなわち、電流指令テーブル10は、トルク指
令T*に対応するトルク電流指令Iq*及び磁束電流指
令Id*をテーブルデータとして記憶しておき、さらに
位相検出値θを微分器11で微分して得る電源角周波数
ωを参照信号として供給され、トルク指令T*に基づい
た電源角周波数ωを参照して一意に定まるトルク電流指
令Iq*及び磁束電流指令Id*を出力する。
*は、トルク指令T*を基に電流指令テーブル10によ
り得る。すなわち、電流指令テーブル10は、トルク指
令T*に対応するトルク電流指令Iq*及び磁束電流指
令Id*をテーブルデータとして記憶しておき、さらに
位相検出値θを微分器11で微分して得る電源角周波数
ωを参照信号として供給され、トルク指令T*に基づい
た電源角周波数ωを参照して一意に定まるトルク電流指
令Iq*及び磁束電流指令Id*を出力する。
【0008】これら指令Iq*,Id*を得るのに、電流
指令テーブル10は、必要なデータをオフラインで予め
求めておく。
指令テーブル10は、必要なデータをオフラインで予め
求めておく。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置におい
て、電流指令テーブル10がトルク指令に応じた電流指
令Iq*,Id*を得るのに必要なデータは、オフライン
で予め求めておく。
て、電流指令テーブル10がトルク指令に応じた電流指
令Iq*,Id*を得るのに必要なデータは、オフライン
で予め求めておく。
【0010】このデータを求めるのに、PWMインバー
タ1の直流電圧基底値(例えば、予測される直流電圧の
最低値)でインバータの出力可能な電圧以下にモータ端
子電圧が治まるように電流指令を決定する。特に、モー
タ誘起電圧がインバータの出力可能な電圧を越える高速
回転時には、弱め界磁制御となるよう磁束電流指令Id
*を決定する。
タ1の直流電圧基底値(例えば、予測される直流電圧の
最低値)でインバータの出力可能な電圧以下にモータ端
子電圧が治まるように電流指令を決定する。特に、モー
タ誘起電圧がインバータの出力可能な電圧を越える高速
回転時には、弱め界磁制御となるよう磁束電流指令Id
*を決定する。
【0011】ここで、実際の直流電圧が上記の基底値を
下回った場合、インバータの出力可能電圧も下がるた
め、弱め界磁制御領域で制御不能となる場合がある。
下回った場合、インバータの出力可能電圧も下がるた
め、弱め界磁制御領域で制御不能となる場合がある。
【0012】このことを考慮し、テーブルデータの作成
時に、予測される直流電圧の最低値よりも余裕を持たせ
ておくことが考えられるが、この方法では弱め界磁制御
のための電流が大きくなるため、通常時の効率が低下し
てしまう。
時に、予測される直流電圧の最低値よりも余裕を持たせ
ておくことが考えられるが、この方法では弱め界磁制御
のための電流が大きくなるため、通常時の効率が低下し
てしまう。
【0013】本発明の目的は、直流電圧の変動にも安定
制御にしながら効率の低下を無くしたPMモータの制御
装置を提供することにある。
制御にしながら効率の低下を無くしたPMモータの制御
装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
消するため、負荷の上昇に伴ってPMモータの端子電圧
が上昇するように電流指令テーブルのデータをセットし
ておくこと、又はモータの誘起電圧が直流基準電圧にお
けるインバータ出力可能電圧Vmaxを越えるときにモー
タ電圧を電圧Vmaxに制限するように電流指令テーブル
のデータをセットしておき、直流電圧Vdcxが基準値V
dcnよりも低下したときの差分又は比率に応じて磁束電
流指令Id*を補正するようにしたもので、以下の構成
を特徴とする。
消するため、負荷の上昇に伴ってPMモータの端子電圧
が上昇するように電流指令テーブルのデータをセットし
ておくこと、又はモータの誘起電圧が直流基準電圧にお
けるインバータ出力可能電圧Vmaxを越えるときにモー
タ電圧を電圧Vmaxに制限するように電流指令テーブル
のデータをセットしておき、直流電圧Vdcxが基準値V
dcnよりも低下したときの差分又は比率に応じて磁束電
流指令Id*を補正するようにしたもので、以下の構成
を特徴とする。
【0015】(第1の発明)トルク指令に応じてPMモ
ータの2軸のトルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*
を発生するデータが予め設定される電流指令テーブル
と、前記テーブルが発生する両電流指令Iq*,Id*に
従った3相電圧をインバータを通してPMモータに供給
する電流制御回路を備えたPMモータの制御装置におい
て、前記電流指令テーブルは、PMモータの端子電圧V
1が前記トルク指令Trefに対して次式、
ータの2軸のトルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*
を発生するデータが予め設定される電流指令テーブル
と、前記テーブルが発生する両電流指令Iq*,Id*に
従った3相電圧をインバータを通してPMモータに供給
する電流制御回路を備えたPMモータの制御装置におい
て、前記電流指令テーブルは、PMモータの端子電圧V
1が前記トルク指令Trefに対して次式、
【0016】
【数2】
【0017】但し、 Vmax:直流基底電圧値におけるインバータ出力可能電
圧 Vmin:無負荷時における端子電圧制限値 Tmax:最大トルク の関係になる前記トルク電流指令Iq*と磁束電流指令
Id*のデータを発生する構成にしたことを特徴とす
る。
圧 Vmin:無負荷時における端子電圧制限値 Tmax:最大トルク の関係になる前記トルク電流指令Iq*と磁束電流指令
Id*のデータを発生する構成にしたことを特徴とす
る。
【0018】(第2の発明)トルク指令に応じてPMモ
ータの2軸のトルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*
を発生するデータが予め設定される電流指令テーブル
と、前記テーブルが発生する両電流指令Iq*,Id*に
従った3相電圧をインバータを通してPMモータに供給
する電流制御回路を備えたPMモータの制御装置におい
て、前記電流指令テーブルは、PMモータの誘起電圧が
基準直流電圧Vdcnにおけるインバータ出力可能電圧V
maxを越えるときにPMモータ電圧を該電圧Vmaxに制限
した前記トルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*のデ
ータを発生する構成にし、前記インバータの直流電圧V
dcxと前記基準直流電圧Vdcnとの偏差又は比率に応じて
前記磁束電流指令Id*を負に増加させる補正回路を備
えたことを特徴とする。
ータの2軸のトルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*
を発生するデータが予め設定される電流指令テーブル
と、前記テーブルが発生する両電流指令Iq*,Id*に
従った3相電圧をインバータを通してPMモータに供給
する電流制御回路を備えたPMモータの制御装置におい
て、前記電流指令テーブルは、PMモータの誘起電圧が
基準直流電圧Vdcnにおけるインバータ出力可能電圧V
maxを越えるときにPMモータ電圧を該電圧Vmaxに制限
した前記トルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*のデ
ータを発生する構成にし、前記インバータの直流電圧V
dcxと前記基準直流電圧Vdcnとの偏差又は比率に応じて
前記磁束電流指令Id*を負に増加させる補正回路を備
えたことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】(第1の実施形態)図1は、本発
明の実施形態を示す制御装置である。同図が図6と異な
る部分は、電流指令テーブル10Aにある。
明の実施形態を示す制御装置である。同図が図6と異な
る部分は、電流指令テーブル10Aにある。
【0020】電流指令テーブル10Aは、トルク指令T
*に応じた電流指令Iq*,Id*のデータをオフライン
で作成しておくのに、PMモータの負荷に応じてその端
子電圧を変化させるデータとする。このデータは、次の
演算式に従って作成される。
*に応じた電流指令Iq*,Id*のデータをオフライン
で作成しておくのに、PMモータの負荷に応じてその端
子電圧を変化させるデータとする。このデータは、次の
演算式に従って作成される。
【0021】
【数3】
【0022】V1:モータ端子電圧 Vmax:直流基底電圧値におけるインバータ出力可能電
圧 Vmin:無負荷時における端子電圧制限値 Tmax:最大トルク Tref:トルク指令(T*) このようにして作成される電流指令は、図2に無負荷時
と全負荷時でのモータ回転数と端子電圧の特性を示すよ
うに、モータ端子電圧V1をトルク指令Trefに応じて制
限するようにした電流指令Iq,Idテーブルを作成して
おくことになる。
圧 Vmin:無負荷時における端子電圧制限値 Tmax:最大トルク Tref:トルク指令(T*) このようにして作成される電流指令は、図2に無負荷時
と全負荷時でのモータ回転数と端子電圧の特性を示すよ
うに、モータ端子電圧V1をトルク指令Trefに応じて制
限するようにした電流指令Iq,Idテーブルを作成して
おくことになる。
【0023】これにより、直流電圧が基底値Vdcnより
低いVdcxに低下した場合にはトルク指令の上限値Tlim
は、前記(1)式を変換した次式に制限され、現在の直
流電圧値で運転可能なトルクを出力しながら安定したモ
ータ駆動を得ることができる。
低いVdcxに低下した場合にはトルク指令の上限値Tlim
は、前記(1)式を変換した次式に制限され、現在の直
流電圧値で運転可能なトルクを出力しながら安定したモ
ータ駆動を得ることができる。
【0024】
【数4】
【0025】(第2の実施形態)図3は、本発明の他の
実施形態を示す磁束(d軸)電流指令の補正ブロック図
である。本実施形態は、インバータの直流電圧値Vdcx
を基に磁束電流指令Id*を負に増加させる。
実施形態を示す磁束(d軸)電流指令の補正ブロック図
である。本実施形態は、インバータの直流電圧値Vdcx
を基に磁束電流指令Id*を負に増加させる。
【0026】電流指令テーブル10は、図4に示すよう
に、モータ回転数が上昇してその誘起電圧が基準直流電
圧におけるインバータ出力可能電圧Vmaxを越えるとき
には、モータ電圧をVmaxに制限するテーブルデータを
作成しておく。
に、モータ回転数が上昇してその誘起電圧が基準直流電
圧におけるインバータ出力可能電圧Vmaxを越えるとき
には、モータ電圧をVmaxに制限するテーブルデータを
作成しておく。
【0027】このデータにより得られるトルク電流指令
Iq*及び磁束電流指令Id*によるモータ制御では、直
流電圧Vdcxがその基準直流電圧Vdcnよりも低下したと
きに電圧Vmaxで制限している領域の運転が不可能とな
る。
Iq*及び磁束電流指令Id*によるモータ制御では、直
流電圧Vdcxがその基準直流電圧Vdcnよりも低下したと
きに電圧Vmaxで制限している領域の運転が不可能とな
る。
【0028】そこで、図3に示すように、直流電圧V
dcxと基準直流電圧Vdcnとの偏差を増幅器12でゲイン
Gで増幅し、この偏差に比例したΔIdをリミッタ13
で正に制限し、磁束電流指令Id*から減算補正した磁
束電流指令Id*’とする。
dcxと基準直流電圧Vdcnとの偏差を増幅器12でゲイン
Gで増幅し、この偏差に比例したΔIdをリミッタ13
で正に制限し、磁束電流指令Id*から減算補正した磁
束電流指令Id*’とする。
【0029】これにより、直流電圧Vdcxが基準直流電
圧Vdcnよりも低下した場合にも、磁束電流指令Id*を
負に増加させ、モータ端子電圧を低くし、安定した運転
が継続できる。
圧Vdcnよりも低下した場合にも、磁束電流指令Id*を
負に増加させ、モータ端子電圧を低くし、安定した運転
が継続できる。
【0030】(第3の実施形態)図5は、本発明の他の
実施形態を示す磁束(d軸)電流指令の補正ブロック図
である。同図が図3と異なる部分は、直流電圧Vdcxと
基準直流電圧Vdcnとの比(Vdcn/Vdcx)を割算器1
4で求め、この比を増幅器12の入力とする点にある。
実施形態を示す磁束(d軸)電流指令の補正ブロック図
である。同図が図3と異なる部分は、直流電圧Vdcxと
基準直流電圧Vdcnとの比(Vdcn/Vdcx)を割算器1
4で求め、この比を増幅器12の入力とする点にある。
【0031】本実施形態においても、磁束電流指令Id
*は図4に示すような特性になるテーブルデータを作成
しておき、直流電圧Vdcxがその基準直流電圧Vdcnより
も低下したときにその比率に比例した補正電流ΔIdで
磁束電流指令Id*を補正する。
*は図4に示すような特性になるテーブルデータを作成
しておき、直流電圧Vdcxがその基準直流電圧Vdcnより
も低下したときにその比率に比例した補正電流ΔIdで
磁束電流指令Id*を補正する。
【0032】これにより、直流電圧Vdcxが基準直流電
圧Vdcnよりも低下した場合にも、磁束電流指令Id*を
負に増加させ、モータ端子電圧を低くし、安定した運転
が継続できる。
圧Vdcnよりも低下した場合にも、磁束電流指令Id*を
負に増加させ、モータ端子電圧を低くし、安定した運転
が継続できる。
【0033】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、負荷の
上昇に伴ってPMモータの端子電圧が上昇するように電
流指令テーブルのデータをセットしておくため、直流電
圧が基底値よりも低下した場合にもトルク指令を低減し
て安定した運転を継続できるし、効率の低下を起こさな
い。
上昇に伴ってPMモータの端子電圧が上昇するように電
流指令テーブルのデータをセットしておくため、直流電
圧が基底値よりも低下した場合にもトルク指令を低減し
て安定した運転を継続できるし、効率の低下を起こさな
い。
【0034】また、本発明によれば、モータの誘起電圧
が直流基準電圧におけるインバータ出力可能電圧Vmax
を越えるときにモータ電圧を電圧Vmaxに制限するよう
に電流指令テーブルのデータをセットしておき、直流電
圧Vdcxが基底値Vdcnよりも低下したときの差分又は比
率に応じて磁束電流指令Id*を補正するようにしたた
め、モータ端子電圧を低くすることができ、安定した運
転を継続できる。
が直流基準電圧におけるインバータ出力可能電圧Vmax
を越えるときにモータ電圧を電圧Vmaxに制限するよう
に電流指令テーブルのデータをセットしておき、直流電
圧Vdcxが基底値Vdcnよりも低下したときの差分又は比
率に応じて磁束電流指令Id*を補正するようにしたた
め、モータ端子電圧を低くすることができ、安定した運
転を継続できる。
【図1】本発明の実施形態を示す制御装置構成図。
【図2】実施形態におけるモータ回転数−端子電圧特
性。
性。
【図3】本発明の他の実施形態を示すd軸電流補正ブロ
ック図。
ック図。
【図4】他の実施形態におけるモータ回転数−端子電圧
特性。
特性。
【図5】本発明の他の実施形態を示すd軸電流補正ブロ
ック図。
ック図。
【図6】従来の制御装置構成例。
1…PWMインバータ 2…PMモータ 7、9…座標変換部 8…電流制御部 10、10A…電流指令テーブル 12…増幅器 13…リミッタ 14…割算器
Claims (2)
- 【請求項1】 トルク指令に応じてPMモータの2軸の
トルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*を発生するデ
ータが予め設定される電流指令テーブルと、前記テーブ
ルが発生する両電流指令Iq*,Id*に従った3相電圧
をインバータを通してPMモータに供給する電流制御回
路を備えたPMモータの制御装置において、 前記電流指令テーブルは、PMモータの端子電圧V1が
前記トルク指令Trefに対して次式、 【数1】 但し、 Vmax:直流基底電圧値におけるインバータ出力可能電
圧 Vmin:無負荷時における端子電圧制限値 Tmax:最大トルク の関係になる前記トルク電流指令Iq*と磁束電流指令
Id*のデータを発生する構成にしたことを特徴とする
PMモータの制御装置。 - 【請求項2】 トルク指令に応じてPMモータの2軸の
トルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*を発生するデ
ータが予め設定される電流指令テーブルと、前記テーブ
ルが発生する両電流指令Iq*,Id*に従った3相電圧
をインバータを通してPMモータに供給する電流制御回
路を備えたPMモータの制御装置において、 前記電流指令テーブルは、PMモータの誘起電圧が基準
直流電圧Vdcnにおけるインバータ出力可能電圧Vmaxを
越えるときにPMモータ電圧を該電圧Vmaxに制限した
前記トルク電流指令Iq*と磁束電流指令Id*のデータ
を発生する構成にし、 前記インバータの直流電圧Vdcxと前記基準直流電圧V
dcnとの偏差又は比率に応じて前記磁束電流指令Id*を
負に増加させる補正回路を備えたことを特徴とするPM
モータの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9314802A JPH11150999A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Pmモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9314802A JPH11150999A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Pmモータの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11150999A true JPH11150999A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=18057784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9314802A Pending JPH11150999A (ja) | 1997-11-17 | 1997-11-17 | Pmモータの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11150999A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001204200A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-27 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 永久磁石形回転電機の制御方法 |
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JP2006320105A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Sharp Corp | モータ制御装置およびこれを用いた電気機器 |
KR100696118B1 (ko) | 2005-01-14 | 2007-03-20 | 엘지전자 주식회사 | 동기 릴럭턴스 모터의 토크 제어 장치 및 방법 |
JP2009017740A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Aida Eng Ltd | 産業機械の制御装置 |
WO2010116769A1 (ja) * | 2009-04-10 | 2010-10-14 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置 |
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