JPH11243700A - Current controller in ac motor - Google Patents

Current controller in ac motor

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JPH11243700A
JPH11243700A JP10039972A JP3997298A JPH11243700A JP H11243700 A JPH11243700 A JP H11243700A JP 10039972 A JP10039972 A JP 10039972A JP 3997298 A JP3997298 A JP 3997298A JP H11243700 A JPH11243700 A JP H11243700A
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phase
current
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current control
motor
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Toshihiko Chijiiwa
敏彦 千々岩
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control an AC motor at high performance in a wide range, from low speed region to high speed region. SOLUTION: Adders 61 to 63 are provided at a pre-stage of a power converter 40 for switching an Ac current control system with a DC current control system. A U-phase voltage command from a current controller 31 and a U-phase voltage command from a two-phase three-phase converter 55 are added by the adder 61, and a U-phase voltage command Vu* as the sum, is fed to a power converter 40. A V-phase voltage command from a current controller 32 and a V-phase voltage command from the two-phase and three-phase converter 55 are added by the adder 62, and a V-phase voltage command Vv* as the sum, is fed to the power converter 40. A W-phase voltage command from a current controller 33 and a W-phase voltage command from the two- phase and three-phase converter 55 are added by the adder 63 and a W-phase voltage command Vw* as the sum is fed the power converter 40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は交流電動機の電流制
御装置に関し、特に低速領域から高速領域までの広い速
度範囲に亘って交流電動機を高性能に制御できる交流電
動機の電流制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current controller for an AC motor, and more particularly to a current controller for an AC motor capable of controlling an AC motor with high performance over a wide speed range from a low speed region to a high speed region. .

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、交流電動機は誘導電動機
と同期電動機とに分けられるが、本発明に係る電流制御
装置はこれら両方の電動機に適用可能である。
2. Description of the Related Art As is well known, AC motors are classified into induction motors and synchronous motors. The current control device according to the present invention is applicable to both of these motors.

【0003】従来、この種の交流電動機(交流モータ)
の電流制御装置としては、次に述べる2つの方式が採用
されている。その1つの方式は、三相の交流に対して電
流フィードバックを施す方式であって、交流電流制御系
と呼ばれる(図3参照)。一方、もう1つの方式は、座
標変換器を用い、2相の回転座標系において電流フィー
ドバックを施す方式であって、直流電流制御系と呼ばれ
る(図4参照)。
Conventionally, this type of AC motor (AC motor)
As the current control device, the following two systems are employed. One of the methods is to apply current feedback to three-phase alternating current, and is called an AC current control system (see FIG. 3). On the other hand, another method is a method of performing current feedback in a two-phase rotating coordinate system using a coordinate converter, and is called a DC current control system (see FIG. 4).

【0004】最初に図3を参照して、交流電流制御系に
ついて説明する。図示していないマイクロコンピュータ
等の制御回路よりトルク電流指令値Itと励磁電流指
令値Imとが供給される。また、制御回路はトルク電
流指令値Itと励磁電流指令値Imより、下記の数
1および数2に従って、電流指令値Icと位相角φとを
演算する。
First, an AC current control system will be described with reference to FIG. A torque current command value It * and an excitation current command value Im * are supplied from a control circuit such as a microcomputer (not shown). Further, the control circuit calculates the current command value Ic and the phase angle φ from the torque current command value It * and the excitation current command value Im * according to the following equations (1) and (2).

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】[0006]

【数2】 次に、制御回路は、下記の数3乃至数5に従って、12
0度位相のずれた三相の交流電流指令Iu,Iv
Iwを演算する。尚、Iu,Iv,Iwは、そ
れぞれ、U相電流指令値、V相電流指令値、W相電流指
令値と呼ばれる。
(Equation 2) Next, the control circuit calculates 12 according to Equations 3 to 5 below.
Three-phase AC current commands Iu * , Iv * ,
Calculate Iw * . It should be noted that Iu * , Iv * , and Iw * are called a U-phase current command value, a V-phase current command value, and a W-phase current command value, respectively.

【0007】[0007]

【数3】 (Equation 3)

【0008】[0008]

【数4】 (Equation 4)

【0009】[0009]

【数5】 ここで、θは交流電動機(交流モータ)Mに直結された
位置検出器(図示せず)等から得られる磁極位置であ
る。
(Equation 5) Here, θ is a magnetic pole position obtained from a position detector (not shown) directly connected to an AC motor (AC motor) M or the like.

【0010】U相電流指令値Iu、V相電流指令値I
、およびW相電流指令値Iwは、それぞれ、第1
乃至第3の減算器11、12、および13に供給され
る。一方、交流電動機Mに流れる、U相電流検出値I
u、V相電流検出値Iv、およびW相電流検出値Iw
は、それぞれ、第1乃至第3の電流検出器21、22、
および23で検出されて、第1乃至第3の減算器11〜
13に供給される。第1乃至第3の電流検出器21〜2
3は、それぞれ、U相電流検出器、V相電流検出器、お
よびW相電流検出器と呼ばれる。
U-phase current command value Iu * , V-phase current command value I
v * and the W-phase current command value Iw * are the first
To the third to third subtractors 11, 12 and 13. On the other hand, U-phase current detection value I flowing through AC motor M
u, V-phase current detection value Iv, and W-phase current detection value Iw
Are the first to third current detectors 21 and 22, respectively.
And 23 are detected by the first to third subtractors 11 to 11
13 is supplied. First to third current detectors 21 and 2
3 are called a U-phase current detector, a V-phase current detector, and a W-phase current detector, respectively.

【0011】第1の減算器11は、U相電流指令値Iu
からU相電流検出値Iuを減算して、それらの間の差
分を取り、U相電流誤差を演算する。同様に、第2の減
算器12は、V相電流指令値IvからV相電流検出値
Ivを減算して、それらの間の差分を取り、V相電流誤
差を演算する。第3の減算器13は、W相電流指令値I
からW相電流検出値Iwを減算して、それらの間の
差分を取り、W相電流誤差を演算する。したがって、第
1乃至第3の減算器11〜13は、それぞれ、U相用減
算器、V相用減算器、およびW相用減算器と呼ばれる。
The first subtractor 11 has a U-phase current command value Iu.
The U-phase current detection value Iu is subtracted from *, the difference between them is calculated, and the U-phase current error is calculated. Similarly, the second subtractor 12 subtracts the V-phase current detection value Iv from the V-phase current command value Iv * , calculates a difference therebetween, and calculates a V-phase current error. The third subtractor 13 outputs the W-phase current command value I
The W-phase current detection value Iw is subtracted from w *, and a difference between them is calculated to calculate a W-phase current error. Therefore, the first to third subtractors 11 to 13 are called a U-phase subtractor, a V-phase subtractor, and a W-phase subtractor, respectively.

【0012】U相電流誤差、V相電流誤差、およびW相
電流誤差は、それぞれ、第1乃至第3の電流制御器3
1、32、および33に供給される。第1乃至第3の電
流制御器31〜33の各々は、PI(比例・積分)制御
器等で構成される。第1の電流制御器31は、U相電流
誤差に基づいてU相電圧指令値Vuを生成する。同様
に、第2の電流制御器32は、V相電流誤差に基づいて
V相電圧指令値Vvを生成する。第3の電流制御器3
3は、W相電流誤差に基づいてW相電圧指令値Vw
生成する。したがって、第1乃至第3の電流制御器31
〜33は、それぞれ、U相電流制御器、V相電流制御
器、およびW相電流制御器と呼ばれる。
The U-phase current error, the V-phase current error, and the W-phase current error are respectively calculated by the first to third current controllers 3.
1, 32, and 33. Each of the first to third current controllers 31 to 33 includes a PI (proportional / integral) controller or the like. The first current controller 31 generates a U-phase voltage command value Vu * based on the U-phase current error. Similarly, the second current controller 32 generates a V-phase voltage command value Vv * based on the V-phase current error. Third current controller 3
3 generates a W-phase voltage command value Vw * based on the W-phase current error. Therefore, the first to third current controllers 31
33 are respectively referred to as a U-phase current controller, a V-phase current controller, and a W-phase current controller.

【0013】U相電圧指令値Vu、V相電圧指令値V
、およびW相電圧指令値Vwは、電力変換器40
に供給される。電力変換器40はパルス幅変調(PW
M)アンプ等で構成されている。U相電圧指令値V
、V相電圧指令値Vv、およびW相電圧指令値V
に応答して、電力変換器40は、U相電力、V相電
力、およびW相電力を交流モータMへ印加する。
U-phase voltage command value Vu * , V-phase voltage command value V
v * and W-phase voltage command value Vw * are
Supplied to The power converter 40 performs pulse width modulation (PW
M) It is composed of an amplifier and the like. U-phase voltage command value V
u * , V-phase voltage command value Vv * , and W-phase voltage command value V
In response to w * , power converter 40 applies U-phase power, V-phase power, and W-phase power to AC motor M.

【0014】次に、図4を参照して、直流電流制御系に
ついて説明する。第1乃至第3の電流検出器21〜23
で得られるU相電流検出値Iu、V相電流検出値Iv、
およびW相電流検出値Iwは、3相2相変換器50に供
給され、ここで、下記の数6および数7に従って、トル
ク電流成分Itと励磁電流成分Imとが演算される。
Next, a DC current control system will be described with reference to FIG. First to third current detectors 21 to 23
U-phase current detection value Iu, V-phase current detection value Iv,
The W-phase current detection value Iw is supplied to the three-phase / two-phase converter 50, where the torque current component It and the excitation current component Im are calculated according to the following equations (6) and (7).

【0015】[0015]

【数6】 (Equation 6)

【0016】[0016]

【数7】 ここで、θは交流電動機(交流モータ)Mに直結された
位置検出器(図示せず)等から得られる磁極位置であ
る。
(Equation 7) Here, θ is a magnetic pole position obtained from a position detector (not shown) directly connected to an AC motor (AC motor) M or the like.

【0017】トルク電流成分Itおよび励磁電流成分I
mは、それぞれ、第4および第5の減算器14および1
5に供給される。また、第4および第5の減算器14お
よび15には、それぞれ、図示していないマイクロコン
ピュータ等の制御回路よりトルク電流指令値Itおよ
び励磁電流指令値Imが供給されている。第4の減算
器14は、トルク電流指令値Itからトルク電流成分
Itを減算して、それらの間の差分を取り、トルク電流
誤差を演算する。同様に、第5の減算器15は、励磁電
流指令値Imから励磁電流成分Imを減算して、それ
らの間の差分を取り、励磁電流誤差を演算する。したが
って、第4および第5の減算器14および15は、それ
ぞれ、トルク用減算器および励磁用減算器と呼ばれる。
The torque current component It and the exciting current component I
m is the fourth and fifth subtractors 14 and 1 respectively
5 is supplied. The fourth and fifth subtractors 14 and 15 are supplied with a torque current command value It * and an excitation current command value Im * from a control circuit such as a microcomputer (not shown). The fourth subtractor 14 subtracts the torque current component It from the torque current command value It * , takes the difference therebetween, and calculates a torque current error. Similarly, the fifth subtractor 15 subtracts the exciting current component Im from the exciting current command value Im * , takes the difference between them, and calculates the exciting current error. Therefore, the fourth and fifth subtractors 14 and 15 are called a torque subtractor and an excitation subtractor, respectively.

【0018】トルク電流誤差および励磁電流誤差は、そ
れぞれ、第4および第5の電流制御器34および35に
供給される。第4および第5の電流制御器34および3
5の各々は、PI(比例・積分)制御器等で構成され
る。第4の電流制御器34は、トルク電流誤差に基づい
てトルク電圧指令値Vtを生成する。同様に、第5の
電流制御器35は、励磁電流誤差に基づいて励磁電圧指
令値Vmを生成する。したがって、第4および第5の
電流制御器34および35は、それぞれ、トルク電流制
御器および励磁電流制御器と呼ばれる。
The torque current error and the excitation current error are supplied to fourth and fifth current controllers 34 and 35, respectively. Fourth and fifth current controllers 34 and 3
Each of 5 is constituted by a PI (proportional / integral) controller or the like. The fourth current controller 34 generates a torque voltage command value Vt * based on the torque current error. Similarly, the fifth current controller 35 generates the excitation voltage command value Vm * based on the excitation current error. Therefore, the fourth and fifth current controllers 34 and 35 are called a torque current controller and an exciting current controller, respectively.

【0019】トルク電圧指令値Vtおよび励磁電圧指
令値Vmは、2相3相変換器55に供給され、ここ
で、下記の数8、数9、および数10に従って、U相電
圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、およびW相電
圧指令値Vwとが演算される。
The torque voltage command value Vt * and the excitation voltage command value Vm * are supplied to a two-phase / three-phase converter 55, where the U-phase voltage command value is calculated according to the following equations (8), (9) and (10). Vu * , V-phase voltage command value Vv * , and W-phase voltage command value Vw * are calculated.

【0020】[0020]

【数8】 (Equation 8)

【0021】[0021]

【数9】 (Equation 9)

【0022】[0022]

【数10】 U相電圧指令値Vu、V相電圧指令値Vv、および
W相電圧指令値Vwは、電力変換器40に供給され、
ここで、U相電力、V相電力、およびW相電力に変換さ
れて交流モータMへ印加される。
(Equation 10) The U-phase voltage command value Vu * , the V-phase voltage command value Vv * , and the W-phase voltage command value Vw * are supplied to the power converter 40,
Here, the power is converted into U-phase power, V-phase power, and W-phase power and applied to AC motor M.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た交流電流制御系(図3)および直流電流制御系(図
4)には、それぞれ、以下に述べるような欠点がある。
However, the aforementioned AC current control system (FIG. 3) and DC current control system (FIG. 4) each have the following disadvantages.

【0024】最初に交流電流制御系の欠点について説明
する。交流電流制御系は、交流モータMの低速領域(例
えば、15rpm)においては、比較的良好な特性を示
す。しかしながら、交流量のフィードバック制御を行な
っているため、交流電流制御系では、交流モータMの高
速領域(例えば、1500rpm)においては位相誤差
が増大する。このため、交流電流制御系では、高速領域
において、トルクの直線性が損なわれるという問題があ
る。
First, the disadvantages of the AC current control system will be described. The AC current control system shows relatively good characteristics in a low-speed region (for example, 15 rpm) of the AC motor M. However, since the feedback control of the AC amount is performed, in the AC current control system, the phase error increases in a high-speed region (for example, 1500 rpm) of the AC motor M. Therefore, in the AC current control system, there is a problem that torque linearity is impaired in a high-speed region.

【0025】一方、直流電流制御系は、直流量のフィー
ドバックを行なっているため、高速領域においては、交
流電流制御系のような不具合を起こさない。しかしなが
ら、低速領域においては、直流電流制御系では、PWM
変換に含まれるデットタイムの影響で電流歪みが増大
し、トルクリップルを誘発するという問題がある。尚、
高速領域においては、直流電流制御系では、出力電圧が
増大するので、デッドタイムの影響が軽微となり、この
ような問題は発生しない。
On the other hand, since the DC current control system performs the feedback of the DC amount, in the high-speed region, there is no problem such as the AC current control system. However, in the low speed region, the DC current control system uses PWM.
There is a problem in that current distortion increases due to the influence of the dead time included in the conversion, and torque ripple is induced. still,
In the high-speed region, the output voltage increases in the DC current control system, so that the influence of the dead time becomes small and such a problem does not occur.

【0026】したがって、本発明の課題は、低速領域か
ら高速領域までの広い速度範囲に亘って交流電動機を高
性能に制御できる、交流電動機の電流制御装置を提供す
ることにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an AC motor current control device capable of controlling an AC motor with high performance over a wide speed range from a low speed region to a high speed region.

【0027】本発明の他の課題は、低速領域におけるト
ルクリップルを低減すると共に、高速領域におけるトル
ク直線性の確保(高精度トルク制御)することが可能
な、交流電動機の電流制御装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a current control device for an AC motor capable of reducing torque ripple in a low-speed region and securing torque linearity (high-precision torque control) in a high-speed region. It is in.

【0028】本発明のもっと他の課題は、全速度領域に
おける電流制御周波数応答の均一化を図ることができ
る、交流電動機の電流制御装置を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a current control device for an AC motor capable of achieving a uniform current control frequency response in all speed ranges.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明による交流電動機
の電流制御装置は、三相の交流に対して電流フィードバ
ックを施す交流電流制御系と、座標変換器を用いて2相
の回転座標系において電流フィードバックを施す直流電
流制御系とを備え、交流電動機の低速領域においては交
流電流制御系を採用し、交流電動機の高速領域において
は直流電流制御系を採用するように、それらのゲインを
切り換えながら結合する手段とを有することを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION A current control device for an AC motor according to the present invention includes an AC current control system for applying current feedback to a three-phase AC and a two-phase rotating coordinate system using a coordinate converter. A DC current control system that performs current feedback, and adopts an AC current control system in the low-speed region of the AC motor, and switches their gains so as to employ a DC current control system in the high-speed region of the AC motor. Coupling means.

【0030】[0030]

【作用】低速時には(低速領域では)交流電流制御系を
採用し、高速時には(高速領域では)直流電流制御系を
採用し、全速度領域において電流制御の高性能化を達成
する。
The present invention adopts an AC current control system at a low speed (in a low-speed region) and a DC current control system at a high speed (in a high-speed region) to achieve high-performance current control in all speed regions.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0032】図1に本発明の一実施の形態による交流電
動機の電流制御装置の構成を示す。図1に示すように、
本実施の形態による交流電動機の電流制御装置は、図3
に図示した交流電流制御系と、図4に示した直流電流制
御系とを備えている。さらに、これら制御系を切り換え
るために、第1乃至第3の加算器61、62、および6
3が、電力変換器40の前段に設けられている。
FIG. 1 shows a configuration of a current control device for an AC motor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG.
The current control device for an AC motor according to the present embodiment is shown in FIG.
And a DC current control system shown in FIG. Further, in order to switch these control systems, first to third adders 61, 62, and 6
3 is provided before the power converter 40.

【0033】詳述すると、第1の加算器61は、第1の
電流制御器31から出力されるU相電圧指令値と2相3
相変換器55から出力されるU相電圧指令値とを加算し
て、加算したU相電圧指令値Vuを電力変換器40へ
供給する。同様に、第2の加算器62は、第2の電流制
御器32から出力されるV相電圧指令値と2相3相変換
器55から出力されるV相電圧指令値とを加算して、加
算したV相電圧指令値Vvを電力変換器40へ供給す
る。第3の加算器63は、第3の電流制御器33から出
力されるW相電圧指令値と2相3相変換器55から出力
されるW相電圧指令値とを加算して、加算した相電圧指
令値Vwを電力変換器40へ供給する。とにかく、第
1乃至第3の加算器61〜63の組合わせは、交流モー
タMの低速領域においては交流電流制御系を採用し、交
流モータMの高速領域においては直流電流制御系を採用
するように、後述するように、それらのゲインを切り換
えながら結合する手段として働く。
More specifically, the first adder 61 is provided with a U-phase voltage command value output from the first current controller 31 and a 2-phase 3
The U-phase voltage command value output from phase converter 55 is added, and the added U-phase voltage command value Vu * is supplied to power converter 40. Similarly, the second adder 62 adds the V-phase voltage command value output from the second current controller 32 and the V-phase voltage command value output from the two-phase three-phase converter 55, The added V-phase voltage command value Vv * is supplied to the power converter 40. The third adder 63 adds the W-phase voltage command value output from the third current controller 33 and the W-phase voltage command value output from the two-phase / three-phase converter 55 and adds the added phase. The voltage command value Vw * is supplied to the power converter 40. Anyway, the combination of the first to third adders 61 to 63 employs an AC current control system in the low-speed region of the AC motor M and a DC current control system in the high-speed region of the AC motor M. In addition, as described later, it works as a means for coupling while switching those gains.

【0034】尚、交流座標変換器70は、トルク電流指
令値Itと励磁電流指令値ImとからU相電流指令
値Iu、V相電流指令値Iv、およびW相電流指令
値Iwを求めるためのものである。すなわち、交流座
標変換器70は、上述した数1〜数5の演算を実行する
手段である。
The AC coordinate converter 70 calculates the U-phase current command value Iu * , the V-phase current command value Iv * , and the W-phase current command value Iw from the torque current command value It * and the exciting current command value Im *. * Is required. That is, the AC coordinate converter 70 is means for executing the above-described calculations of Equations 1 to 5.

【0035】本実施の形態では、交流モータMの低速領
域においては交流電流制御系を採用し、交流モータMの
高速領域においては直流電流制御系を採用するために、
電流制御器のゲイン配分を、下記の数11および数12
に従って設定する。
In this embodiment, an AC current control system is employed in the low-speed region of the AC motor M, and a DC current control system is employed in the high-speed region of the AC motor M.
The gain distribution of the current controller is expressed by the following equations (11) and (12).
Set according to.

【0036】[0036]

【数11】 [Equation 11]

【0037】[0037]

【数12】 ここで、Kはモータ回転数に関する変数で、図2に示す
ように変化する。
(Equation 12) Here, K is a variable related to the motor rotation speed and changes as shown in FIG.

【0038】図2において、横軸は回転数(回転速度)
ωで、縦軸はゲインKである。また、図2において、破
線は交流電流制御系のゲインGac(s)を、実線は直
流電流制御系のゲインGdc(s)を示している。図2
にから明らかなように、交流電流制御系のゲインGac
(s)は、低速領域では1であるが、低速領域から高速
領域の間の中速領域では速度が高くなるにつれて徐々に
小さくなって、高速領域では0である。これに対して、
直流電流制御系のゲインGdc(s)は、高速領域では
1であるが、高速領域から低速領域の間の中速領域では
速度が低くなるにつれて徐々に小さくなって、低速領域
では0である。
In FIG. 2, the horizontal axis is the number of rotations (rotational speed).
ω, the vertical axis is the gain K. In FIG. 2, a broken line indicates the gain Gac (s) of the AC current control system, and a solid line indicates the gain Gdc (s) of the DC current control system. FIG.
As is clear from FIG.
(S) is 1 in the low-speed area, but gradually decreases as the speed increases in the middle-speed area between the low-speed area and the high-speed area, and is 0 in the high-speed area. On the contrary,
The gain Gdc (s) of the DC current control system is 1 in the high speed region, but gradually decreases as the speed decreases in the middle speed region between the high speed region and the low speed region, and is 0 in the low speed region.

【0039】この作用により、低速時には交流電流制御
系の特徴を、高速時には直流電流制御系の特徴を、それ
ぞれ得ることができる。
With this operation, the characteristics of the AC current control system can be obtained at low speeds, and the characteristics of the DC current control system can be obtained at high speeds.

【0040】尚、本実施の形態では、電流制御のさらな
る高性能化のために、図1に示すような3つの補償(デ
ッドタイムフィードフォーワード補償、モータ巻き線抵
抗損失補償、および誘起電圧補償)のうち少なくとも1
つを入れることが望ましい。
In this embodiment, in order to further improve the performance of current control, three compensations (dead time feed forward compensation, motor winding resistance loss compensation, and induced voltage compensation) as shown in FIG. At least one of
It is desirable to put one.

【0041】詳述すると、デッドタイムフィードフォー
ワード補償を実現するために、デッドタイム補償器80
と、第4乃至第6の加算器64、65、および66とが
付加されている。デッドタイム補償器80は第1乃至第
3のデッドタイム補償要素81、82、および83から
成り、それぞれ、U相デッドタイム補償要素、V相デッ
ドタイム補償要素、およびW相デッドタイム補償要素と
呼ばれる。U相デッドタイム補償要素81は、U相電流
指令値Iuに基づいてU相デッドタイム補償信号を生
成する。同様に、V相デッドタイム補償要素82は、V
相電流指令値Ivに基づいてV相デッドタイム補償信
号を生成する。W相デッドタイム補償要素83は、W相
電流指令値Iwに基づいてW相デッドタイム補償信号
を生成する。第4乃至第6の加算器64〜66は、2相
3相変換器55と第1乃至第3の加算器61〜63との
間に挿入されている。第4の加算器64は、2相3相変
換器55から出力されるU相電圧指令値とU相デッドタ
イム補償信号とを加算して、デッドタイム補償したU相
電圧指令値を第1の加算器61へ供給する。同様に、第
5の加算器65は、2相3相変換器55から出力される
V相電圧指令値とV相デッドタイム補償信号とを加算し
て、デッドタイム補償したV相電圧指令値を第2の加算
器62へ供給する。第6の加算器66は、2相3相変換
器55から出力されるW相電圧指令値とW相デッドタイ
ム補償信号とを加算して、デッドタイム補償したW相電
圧指令値を第3の加算器63へ供給する。
More specifically, in order to realize dead time feed forward compensation, a dead time compensator 80 is provided.
And fourth to sixth adders 64, 65 and 66 are added. The dead time compensator 80 includes first to third dead time compensating elements 81, 82, and 83, which are called a U-phase dead time compensating element, a V-phase dead time compensating element, and a W-phase dead time compensating element, respectively. . U-phase dead time compensation element 81 generates a U-phase dead time compensation signal based on U-phase current command value Iu * . Similarly, V-phase dead time compensating element 82
A V-phase dead time compensation signal is generated based on the phase current command value Iv * . W-phase dead time compensation element 83 generates a W-phase dead time compensation signal based on W-phase current command value Iw * . The fourth to sixth adders 64-66 are inserted between the two-phase to three-phase converter 55 and the first to third adders 61-63. The fourth adder 64 adds the U-phase voltage command value output from the two-phase / three-phase converter 55 and the U-phase dead time compensation signal to generate a dead-time compensated U-phase voltage command value in the first phase. It is supplied to the adder 61. Similarly, the fifth adder 65 adds the V-phase voltage command value output from the two-phase / three-phase converter 55 and the V-phase dead time compensation signal to generate a V-phase voltage command value with dead time compensation. The signal is supplied to the second adder 62. The sixth adder 66 adds the W-phase voltage command value output from the two-phase / three-phase converter 55 and the W-phase dead time compensation signal to obtain a dead-time compensated W-phase voltage command value in the third phase. It is supplied to the adder 63.

【0042】モータ巻き線抵抗損失補償を実現するため
に、抵抗損失補償器90と、第7および第8の加算器6
7および68とが付加されている。抵抗損失補償器90
は第1および第2の抵抗損失補償要素91および92か
ら成り、それぞれ、トルク用抵抗損失補償要素および励
磁用抵抗損失補償要素と呼ばれる。トルク用抵抗損失補
償要素91は、トルク電流指令値Itに基づいてトル
ク用抵抗損失補償信号を生成する。励磁用抵抗損失補償
要素92は、励磁電流指令値Imに基づいて励磁用抵
抗損失補償信号を生成する。第7および第8の加算器6
7および68は、トルク電流制御器34および励磁電流
制御器35と2相3相変換器55と間に挿入されてい
る。第7の加算器67は、トルク電流制御器34から出
力されるトルク電圧指令値とトルク用抵抗損失補償信号
とを加算して、トルク用抵抗損失補償したトルク電圧指
令値Vtを2相3相変換器55へ供給する。同様に、
第8の加算器68は、励磁電流制御器35から出力され
る励磁電圧指令値と励磁用抵抗損失補償信号とを加算し
て、励磁用抵抗損失補償した励磁電圧指令値Vmを2
相3相変換器55へ供給する。
To realize the motor winding resistance loss compensation, the resistance loss compensator 90 and the seventh and eighth adders 6 are used.
7 and 68 are added. Resistance loss compensator 90
Is composed of first and second resistance loss compensating elements 91 and 92, which are called a resistance loss compensating element for torque and a resistance loss compensating element for excitation, respectively. The torque resistance loss compensation element 91 generates a torque resistance loss compensation signal based on the torque current command value It * . The excitation resistance loss compensation element 92 generates an excitation resistance loss compensation signal based on the excitation current command value Im * . Seventh and eighth adders 6
7 and 68 are inserted between the torque current controller 34 and the exciting current controller 35 and the two-phase to three-phase converter 55. The seventh adder 67 adds the torque voltage command value output from the torque current controller 34 and the torque resistance loss compensation signal, and converts the torque voltage command value Vt * that has been subjected to the torque resistance loss compensation into two-phase three. It is supplied to the phase converter 55. Similarly,
The eighth adder 68 adds the excitation voltage command value output from the excitation current controller 35 and the excitation resistance loss compensation signal to obtain an excitation voltage command value Vm * that has been subjected to excitation resistance loss compensation by two.
It is supplied to the three-phase converter 55.

【0043】誘起電圧補償を実現するために、誘起電圧
補償器100と、第9の加算器69とが付加されてい
る。誘起電圧補償器100には、交流モータMに取り付
けられた速度検出器(図示せず)から回転速度(回転
数)ωが供給される。誘起電圧補償器100は、回転速
度ωに基づいて誘起電圧補償信号を生成する。第9の加
算器69は、トルク用抵抗損失補償要素91と第7の加
算器67との間に挿入されている。第9の加算器69
は、トルク用抵抗損失補償要素91から出力されるトル
ク用抵抗損失補償信号と誘起電圧補償信号とを加算し
て、トルク用抵抗損失・誘起電圧補償信号を第7の加算
器67へ供給する。
In order to realize induced voltage compensation, an induced voltage compensator 100 and a ninth adder 69 are added. Rotation speed (rotation speed) ω is supplied to induced voltage compensator 100 from a speed detector (not shown) attached to AC motor M. The induced voltage compensator 100 generates an induced voltage compensation signal based on the rotation speed ω. The ninth adder 69 is inserted between the torque resistance loss compensating element 91 and the seventh adder 67. Ninth adder 69
Adds the torque resistance loss compensation signal output from the torque resistance loss compensation element 91 and the induced voltage compensation signal, and supplies the torque resistance loss / induced voltage compensation signal to the seventh adder 67.

【0044】上述した補償を入れることにより、定速時
・高速時を問わず、電流制御の応答を一定に設計するこ
とが可能となる。
By incorporating the above-described compensation, the response of the current control can be designed to be constant irrespective of the constant speed or the high speed.

【0045】以上、本発明について好ましい実施例によ
って説明したが、本発明はこれに限定せず、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で種々の変形・変更が可能である。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、低速時に
は(低速領域では)交流電流制御系を採用し、高速時に
は(高速領域では)直流電流制御系を採用しているの
で、全速度領域において電流制御の高性能化を達成する
ことが可能となる。
As described above, the present invention employs an AC current control system at a low speed (in a low speed region) and a DC current control system at a high speed (in a high speed region). In this case, it is possible to achieve higher performance of current control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態による交流電動機の電流
制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a current control device for an AC motor according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した電流制御装置に使用される電流制
御器のゲイン変化を示すゲイン特性図である。
FIG. 2 is a gain characteristic diagram showing a change in gain of a current controller used in the current control device shown in FIG.

【図3】第1の従来の交流電動機の電流制御装置(交流
電流制御系)の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a first conventional AC motor current control device (AC current control system).

【図4】第2の従来の交流電動機の電流制御装置(直流
電流制御系)の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a second conventional AC motor current control device (DC current control system).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

M 交流電動機(交流モータ) 11〜14 減算器 21〜23 電流検出器 31〜35 電流制御器 40 電力変換器 50 3相2相変換器 55 2相3相変換器 61〜69 加算器 70 交流座標変換器 80 デットタイム補償器 90 抵抗損失補償器 100 誘起電圧補償器 M AC motor (AC motor) 11-14 Subtractor 21-23 Current detector 31-35 Current controller 40 Power converter 50 Three-phase two-phase converter 55 Two-phase three-phase converter 61-69 Adder 70 AC coordinates Converter 80 Dead time compensator 90 Resistance loss compensator 100 Induced voltage compensator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 三相の交流に対して電流フィードバック
を施す交流電流制御系と、座標変換器を用いて2相の回
転座標系において電流フィードバックを施す直流電流制
御系とを備え、交流電動機の低速領域においては前記交
流電流制御系を採用し、前記交流電動機の高速領域にお
いては前記直流電流制御系を採用するように、それらの
ゲインを切り換えながら結合する手段を有することを特
徴とする交流電動機の電流制御装置。
1. An AC motor, comprising: an AC current control system for performing current feedback on a three-phase AC; and a DC current control system for performing current feedback in a two-phase rotary coordinate system using a coordinate converter. An alternating current motor having means for adopting the alternating current control system in a low-speed region and switching the gains thereof so as to employ the direct current control system in a high-speed region of the ac motor. Current control device.
【請求項2】 デッドタイムフィードフォワード補償手
段がさらに挿入されている、請求項1に記載の交流電動
機の電流制御装置。
2. The current control device for an AC motor according to claim 1, further comprising dead time feed forward compensation means.
【請求項3】 モータ巻き線抵抗損失補償手段がさらに
挿入されている、請求項1に記載の交流電動機の電流制
御装置。
3. The current control device for an AC motor according to claim 1, further comprising a motor winding resistance loss compensating means.
【請求項4】 誘起電圧補償手段がさらに挿入されてい
る、請求項1に記載の交流電動機の電流制御装置。
4. The current control device for an AC motor according to claim 1, further comprising an induced voltage compensating means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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