JPH11332279A - 永久磁石形同期電動機の制御装置 - Google Patents
永久磁石形同期電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH11332279A JPH11332279A JP10152205A JP15220598A JPH11332279A JP H11332279 A JPH11332279 A JP H11332279A JP 10152205 A JP10152205 A JP 10152205A JP 15220598 A JP15220598 A JP 15220598A JP H11332279 A JPH11332279 A JP H11332279A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- component
- axis
- estimated
- synchronous motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/18—Estimation of position or speed
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
止時の永久磁石の方向を推定する。 【解決手段】 推定された永久磁石形同期電動機の永久
磁石の方向に平行な方向の一次電流成分指令を直流成分
のない高調波成分のみとし、前記推定された永久磁石の
方向に垂直な方向の一次電流成分指令を零として、前記
推定された永久磁石の方向に平行な電圧成分のd軸電圧
の振幅の大きさが所定値より大きい場合は前記推定され
た永久磁石の方向を90度進めるかまたは遅らせるよう
に位置推定器を修正するdq軸判定器と、前記推定され
た永久磁石の方向と平行な電流成分のd軸電流が正の時
の前記d軸電圧の平均値が前記d軸電流が負の時の前記
d軸電圧の平均値より大きい場合に前記推定された永久
磁石の方向を180度進めた値になるように前記位置推
定器を修正する磁極判定器とを具備する。
Description
センサを有することなく停止時からの起動を可能にする
永久磁石形同期電動機の制御装置に関するものである。
を示す。図中、1は永久磁石形同期電動機、2は永久磁
石形同期電動機1に印可される一次電圧v1を検出する
電圧検出器、3は永久磁石形同期電動機1に流れる一次
電流i1を検出する電流検出器、4は永久磁石形同期電
動機1に電力を供給する電力変換器である。7は電流成
分変成器であり、電流検出器3の出力i1及び推定され
た永久磁石の方向θgを入力して推定された永久磁石の
方向θgに平行なd軸電流成分idおよび垂直なq軸電
流成分iqを出力する。8は電圧成分変換器であり、電
圧検出器2の出力v1及び推定された永久磁石の方向θ
gを入力して前記推定された永久磁石の方向θgに平行
なd軸電圧成分vd及び垂直なq軸電圧成分vqを出力
する。
idに重畳する高調波電流のd軸電流指令idcを出力
する。電流制御器5は、d軸電流成分id及びq軸電流
成分iqがd軸電流指令idc及びq軸電流指令iqc
(=0)に追従するような制御信号を電力変換器4に出
力する。22は位置推定器であり、d軸電流成分id、
q軸電流成分iq及びq軸電圧成分vqを入力して永久
磁石の方向θgを出力する。
軸電流成分iqを微分する。13はインダクタンス分電
圧降下演算器であり、微分器12の出力と永久磁石の方
向に垂直な軸の永久磁石形同期電動機1のインダクタン
スLqとの積を出力する。14は抵抗分電圧降下演算器
であり、q軸電流成分iqと永久磁石形同期電動機1の
電機子抵抗Rとの積を出力する。15は加算器であり、
インダクタンス分電圧降下演算器13の出力と抵抗分電
圧降下演算器14の出力との和を出力する。16は減算
器であり、加算器15の出力とq軸電圧成分vqとの差
を出力する。17は微分器であり、減算器16の出力を
微分する。18は位置誤差検出器であり、微分器17の
出力dvqとd軸電流成分idとの積Δωを出力する。
19は低域通過フィルタであり、位置誤差検出器18の
出力Δωに含まれる直流成分Δωfを出力する。
ィルタ19の出力Δωfを入力して永久磁石形同期電動
機1の回転速度ωgを出力する。21は積分器であり、
回転速度ωgを積分して永久磁石の方向θgを出力す
る。
期電動機の回転速度ωgと永久磁石の方向θgとの推定
原理を説明する。図3は永久磁石形同期電動機の実際の
永久磁石φgrの方向θgrと推定された永久磁石φg
の方向θgの関係をベクトルで表したもので、これらの
間に
idとq軸電流成分iqが、
の中で実際の永久磁石φgrの方向θgrに平行なdr
軸電流成分idr及び垂直なqr軸電流成分iqrは、
ωは電流の角周波数、tは時間である。
式で表される。
の永久磁石φgrの方向θgrに平行なdr軸電圧成
分、vqrは一次電圧v1の中で実際の永久磁石φgr
の方向θgrに垂直なqr軸電圧成分、pは微分演算
子、Ldは永久磁石形同期電動機のインダクタンスで永
久磁石の方向に平行な軸のインダクタンス、ωgrは永
久磁石形同期電動機の実際の回転速度、φは永久磁石の
磁束の大きさである。停止時のdr軸電圧成分vdrと
qr軸電圧成分vqrは(4)式、(5)式、(6)式
と(7)式より、
の方向θg及び垂直なq軸電圧成分vqは、(8)式と
(9)式により、
流成分idとq軸電圧成分vqを微分した値との積なの
で、
9の出力ΔωfであるΔωの直流成分は、
Δθ>0の場合はΔωf<0、Δθ<0の場合はΔωf
>0となることが分かる。つまり推定している永久磁石
の方向θgが実際の方向θgrよりも進んでいる場合
は、Δωf<0となり比例積分増幅器20によって推定
された永久磁石形同期電動機の回転速度ωgが小さくな
るのでθgの進みが遅くなり実際の方向に一致するよう
になる。逆の場合も同様である。
fは−sin(2・Δθ)と比例関係にあることから永
久磁石の磁束の方向を推定できることを説明したが、そ
れは位置誤差Δθが−90度<Δθ<90度である場合
に限られる。すなわち永久磁石形同期電動機が停止して
いる場合等、永久磁石の方向が分からない場合、最初の
位置誤差Δθが±90度以上あると推定される永久磁石
の磁束の方向θgは±180度の位置誤差Δθを持って
しまう。
の場合、Δωfが不安定となり永久磁石の方向を推定で
きなくなる。本発明は上述した点に鑑みて創案されたも
ので、その目的とするところは、これらの欠点を解決
し、位置誤差Δθが−90度<Δθ<90度以外でも永
久磁石の方向を推定することができ、さらに位置誤差Δ
θが±90度付近の場合にΔωfが不安定になることも
解消できる永久磁石形同期電動機の制御装置を提供する
ものである。
するための手段は、請求項1に示す如く、永久磁石形同
期電動機の推定された永久磁石の方向に平行な一次電流
の成分に高調波を重畳して、検出された前記永久磁石形
同期電動機の一次電流と一次電圧より前記推定された永
久磁石の方向を修正できる位置推定器を持つ永久磁石形
同期電動機の制御装置において、前記永久磁石形同期電
動機の一次電流を、推定された永久磁石の方向に平行な
d軸電流成分及び垂直なq軸電流成分に分けて出力する
電流成分変換器と、前記永久磁石形同期電動機の一次電
圧を、推定された永久磁石の方向に平行なd軸電圧成分
及び垂直なq軸電圧成分に分けて出力する電圧成分変換
器と、前記永久磁石形同期電動機が停止した状態で、前
記推定された永久磁石に平行な一次電流成分を直流成分
のない高調波成分のみとし、前記推定された永久磁石の
方向に垂直な方向の一次電流成分を零としたときに前記
電圧成分変換器出力のd軸電圧成分の振幅の大きさが所
定値より大きい場合は前記推定された永久磁石の方向を
90度進めるか90度遅らせるように前記位置推定器を
修正するdq軸判定器と、前記d軸電流成分が正の時の
d軸電圧成分の平均値が、d軸電流成分が負の時のd軸
電圧成分の平均値より大きい場合に前記推定された永久
磁石の方向を180度進めた値になるように前記位置推
定器を修正する磁極判定器とを具備するものである。
一実施例のブロック線図を示し、以下この図に基づいて
説明する。なお、図2と同一符号で示す部分は、同一構
成、同一機能を有するが、ここではその説明は省略す
る。図1中、10はdq軸判定器であり、d軸電圧成分
vdの振幅の大きさが所定値より大きい場合は推定され
た永久磁石の方向θgを90度進めるか遅らせるように
位置推定器9の出力を修正する。11は磁極判定器であ
り、d軸電流成分idが正の時のd軸電圧成分vdの平
均値がd軸電流成分idが負の時のd軸電圧成分vdの
平均値より大きい場合に前記推定された永久磁石の方向
θgを180度進めた値になるように位置推定器9の出
力を修正する。位置推定器9は、位置推定器22にdq
軸判定器10と磁極判定器11とによる前記推定された
永久磁石の方向θgを修正する機能を加えたものであ
る。
できる理由を説明する。推定された永久磁石φgの方向
θgと平行な成分のd軸電圧成分vdは、(8)式と
(9)式により、
vdの振幅の大きさは、Lq>Ldの関係から位置誤差
Δθが±90度に近づくほど大きくなる。よって、d軸
電圧成分vdの振幅の大きさを所定値と比較して、d軸
電圧成分vdの振幅の大きさが所定値より大きければ、
推定された永久磁石の方向θgを90度進めるかもしく
は遅らせる。
る場合の永久磁石形同期電動機のインダクタンスLd
は、d軸電流成分idが正ならd軸電流成分idによる
磁束と永久磁石の磁束の方向θgとが等しくなり、イン
ダクタンスLdが小さくなる。逆に、d軸電流成分id
が負ならd軸電流成分idによる磁束と永久磁石の磁束
の方向θgとが逆方向となりインダクタンスLdが大き
くなる磁気飽和現象が発生する。よって、永久磁石の方
向θgに180度の位置誤差Δθがある場合は、d軸電
流成分idが正ならインダクタンスLdは大きくなり、
d軸電流成分idが負ならインダクタンスLdは小さく
なることは明らかである。そこで、d軸電流指令idc
=I・sin(ω・t)、q軸電流指令iqc=0に制
御した時、d軸電流成分idが正の時のd軸電圧成分v
dの平均値とd軸電流成分idが負の時のd軸電圧成分
vdの平均値を比較することで180度の位置誤差Δθ
があるかどうかを判定することができる。
石形同期電動機の停止時の永久磁石の方向を推定するこ
とが可能になった。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 永久磁石形同期電動機の推定された永久
磁石の方向に平行な一次電流の成分に高調波を重畳し
て、検出された前記永久磁石形同期電動機の一次電流と
一次電圧より前記推定された永久磁石の方向を修正でき
る位置推定器を持つ永久磁石形同期電動機の制御装置に
おいて、前記永久磁石形同期電動機の一次電流を、推定
された永久磁石の方向に平行なd軸電流成分及び垂直な
q軸電流成分に分けて出力する電流成分変換器と、前記
永久磁石形同期電動機の一次電圧を、推定された永久磁
石の方向に平行なd軸電圧成分及び垂直なq軸電圧成分
に分けて出力する電圧成分変換器と、前記永久磁石形同
期電動機が停止した状態で、前記推定された永久磁石に
平行な一次電流成分を直流成分のない高調波成分のみと
し、前記推定された永久磁石の方向に垂直な方向の一次
電流成分を零としたときに前記電圧成分変換器出力のd
軸電圧成分の振幅の大きさが所定値より大きい場合は前
記推定された永久磁石の方向を90度進めるか90度遅
らせるように前記位置推定器を修正するdq軸判定器
と、前記d軸電流成分が正の時のd軸電圧成分の平均値
が、d軸電流成分が負の時のd軸電圧成分の平均値より
大きい場合に前記推定された永久磁石の方向を180度
進めた値になるように前記位置推定器を修正する磁極判
定器とを具備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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15220598A JP3953189B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15220598A JP3953189B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11332279A true JPH11332279A (ja) | 1999-11-30 |
JP3953189B2 JP3953189B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=15535372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15220598A Expired - Lifetime JP3953189B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3953189B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6909290B2 (en) | 2002-09-26 | 2005-06-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Rotor angle detecting apparatus for DC brushless motor |
CN1310416C (zh) * | 2003-11-20 | 2007-04-11 | 株式会社日立制作所 | 永磁铁式同步电机的控制装置 |
WO2020050250A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 株式会社アドヴィックス | モータ制御装置 |
WO2020105204A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180102261A (ko) | 2017-03-07 | 2018-09-17 | 엘에스산전 주식회사 | 전동기 회전자의 초기위치 추정장치 |
-
1998
- 1998-05-15 JP JP15220598A patent/JP3953189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6909290B2 (en) | 2002-09-26 | 2005-06-21 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Rotor angle detecting apparatus for DC brushless motor |
CN1310416C (zh) * | 2003-11-20 | 2007-04-11 | 株式会社日立制作所 | 永磁铁式同步电机的控制装置 |
WO2020050250A1 (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | 株式会社アドヴィックス | モータ制御装置 |
JP2020043625A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-03-19 | 株式会社アドヴィックス | モータ制御装置 |
US11469698B2 (en) | 2018-09-06 | 2022-10-11 | Advics Co., Ltd. | Motor control device |
WO2020105204A1 (ja) * | 2018-11-20 | 2020-05-28 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
JP2020088978A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
CN112204869A (zh) * | 2018-11-20 | 2021-01-08 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置 |
US11437944B2 (en) | 2018-11-20 | 2022-09-06 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Power conversion device |
CN112204869B (zh) * | 2018-11-20 | 2024-01-05 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3953189B2 (ja) | 2007-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6809492B2 (en) | Speed control device for AC electric motor | |
JP5761243B2 (ja) | モータ制御装置および磁極位置推定方法 | |
JP3746377B2 (ja) | 交流電動機の駆動制御装置 | |
EP3252941B1 (en) | Inverter control apparatus and motor driving system | |
US6727675B2 (en) | Motor control apparatus and motor control method | |
WO2013058281A1 (ja) | 回転電機制御装置 | |
EP2424105B1 (en) | Vector control apparatus and motor control system | |
US20170264227A1 (en) | Inverter control device and motor drive system | |
US20010048283A1 (en) | Method and apparatus for controlling a synchronous motor | |
JP5281339B2 (ja) | 同期電動機の駆動システム、及びこれに用いる制御装置 | |
JPWO2008047438A1 (ja) | 永久磁石同期電動機のベクトル制御装置 | |
JP3674741B2 (ja) | 永久磁石同期電動機の制御装置 | |
JP4797074B2 (ja) | 永久磁石モータのベクトル制御装置、永久磁石モータのベクトル制御システム、及びスクリュー圧縮器 | |
JP5277724B2 (ja) | 永久磁石形同期電動機の制御装置 | |
JP2009060688A (ja) | 同期電動機の制御装置 | |
JP5648310B2 (ja) | 同期モータの制御装置、及び同期モータの制御方法 | |
JP3945904B2 (ja) | 同期電動機の位置および速度センサレス制御装置 | |
JP3953189B2 (ja) | 永久磁石形同期電動機の制御装置 | |
JP5614539B2 (ja) | 電動機制御装置 | |
JP4596092B2 (ja) | 誘導電動機の磁束位置推定方法および制御装置 | |
JP4305698B2 (ja) | 同期電動機の位置および速度推定装置 | |
JP2004248450A (ja) | 電力変換装置 | |
WO2014167678A1 (ja) | 永久磁石型モータの制御装置 | |
KR102409792B1 (ko) | 영구 자석 동기 전동기의 제어 장치, 마이크로 컴퓨터, 전동기 시스템 및 영구 자석 동기 전동기의 운전 방법 | |
JP4371487B2 (ja) | 同期電動機の位置および速度推定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070411 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070424 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070424 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120511 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130511 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140511 Year of fee payment: 7 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |