JPS6149680A - Current command generator for permanent magnet type synchronous motor - Google Patents

Current command generator for permanent magnet type synchronous motor

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JPS6149680A
JPS6149680A JP59170272A JP17027284A JPS6149680A JP S6149680 A JPS6149680 A JP S6149680A JP 59170272 A JP59170272 A JP 59170272A JP 17027284 A JP17027284 A JP 17027284A JP S6149680 A JPS6149680 A JP S6149680A
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current command
permanent magnet
magnetic flux
calculator
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Takashi Imazeki
隆志 今関
Tomio Shindo
神藤 富雄
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Nissan Motor Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

Abstract

PURPOSE:To remarkably improve the responsiveness and the efficiency by providing a current command calculator for generating a current command in accordance with a torque generation principle of a permanent magnet type synchronous motor. CONSTITUTION:A calculator 40 calculates a load angle command from the primary inductance L of a permanent magnet disc type synchronous motor 14, a permanent magnet effective magnetic flux phi and a torque component current command i1d. A calculator 42 obtains a value phicosdelta. The value phicosdelta is subtracted from a command phi in a calculator 44, and a magnetic flux component current command i1q is obtained in a calculator 46 by the primary inductance L of the motor 14. A current amplitude command is obtained in a calculator 48, and a phase angle is obtained in a calcultor 50. A phase angle command theta is obtained in a calculator 52. Current commands iU, iV, iW of the respective phases are obtained in a vector multiplier 54.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、永久磁石型の同期モータを駆動制1jllす
る装置の電流指令発生器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a current command generator for a device that controls the drive of a permanent magnet type synchronous motor.

(従来技術とその問題点) 従来特開昭48−1823号公報が知られている。(Prior art and its problems) Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-1823 is known.

永久磁石型の同期モータを駆動ai制御する装置では電
流指令発生器でif!−られた電流指令に従いモータ駆
動電流がfril制御されている。
In a device that controls the drive AI of a permanent magnet type synchronous motor, a current command generator is used to control if! - The motor drive current is frill-controlled in accordance with the given current command.

しかしながら、負荷角および電流振幅にトルクが単純に
比例するものとして電流指令が決定されていたので、ト
ルク指令とモータで発生ずるトルクとが正確に一致せず
、またトルク応答性の向上を図ることが困難であり、こ
のためモータの制御応答性および効率の向上を図る上で
問題があった。
However, since the current command was determined on the assumption that the torque was simply proportional to the load angle and current amplitude, the torque command and the torque generated by the motor did not exactly match, and it was difficult to improve the torque response. Therefore, there was a problem in trying to improve the control responsiveness and efficiency of the motor.

(発明の目的) 本発明は上記従来の課題に檻みて為されたものであり、
その目的は、モータの制御応答性および効率の向上を図
ることが可能な電流指令発生器を提供することにある。
(Object of the invention) The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems,
The purpose is to provide a current command generator that can improve motor control responsiveness and efficiency.

(発明の構成) 上記目的を達成・するために本発明は、トルク指令T1
磁束指令Φによりトルク成分電流指令i1dを i+d−T/Φ の式に従って求めるトルク成分電流指令演算手段と、 モータの一次インダクタンスL1モータの永久磁石有効
磁束φ、トルク指令T1磁束指令Φにより負荷角指令δ
を の式に従って求める負荷角指令演算手段と、モータの一
次インダクタンスL、磁束指令Φ、負荷角指令δにより
磁束成分電流指令11qをi+Q=(Φ−φcosδ)
/L の式に従って求める磁束成分電流指令演算手段と、トル
ク成分電流指令ild、磁束成分電流指令!+Q、モー
タ回転子の検出回転角θ0、負荷角指令δによりモータ
に対する電流指令iをi −11+Ilq   −e’
  (θ0+δ+tan’ (i Id/i +Q )
)の式もしくはその近似式に従って求める電流指令演界
手段と、 を有することを特徴とする。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides a torque command T1
A torque component current command calculation means that calculates a torque component current command i1d according to the formula i + d - T / Φ based on the magnetic flux command Φ, and a load angle command based on the primary inductance L1 of the motor, the permanent magnet effective magnetic flux φ of the motor, and the torque command T1 magnetic flux command Φ. δ
The magnetic flux component current command 11q is calculated using the load angle command calculating means, the motor's primary inductance L, the magnetic flux command Φ, and the load angle command δ according to the formula: i+Q=(Φ−φcosδ)
/L Magnetic flux component current command calculating means, torque component current command ild, magnetic flux component current command! +Q, the detected rotation angle θ0 of the motor rotor, and the load angle command δ set the current command i to the motor as i −11+Ilq −e'
(θ0+δ+tan' (i Id/i +Q)
) or an approximate expression thereof, and current command derivation means.

(発明の実施例) 以下、図面に基づいて本発明に係る装置の好適な実施例
を説明する。
(Embodiments of the Invention) Hereinafter, preferred embodiments of the apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.

第1図において車載バッテリ10の直流出力電流がPW
Mインバータ12により三相の交流電流に変換されてお
り、その交流電流は駆動電流として永久磁石ディスク型
同期モータ14に供給されている。
In FIG. 1, the DC output current of the vehicle battery 10 is PW
It is converted into a three-phase alternating current by an M inverter 12, and the alternating current is supplied as a drive current to a permanent magnet disk type synchronous motor 14.

第2図には上記永久磁石ディスク型同期モータ14の側
断面が示されており、その回転軸16には回転子18お
よび永久磁石20が固定、されている。
FIG. 2 shows a side cross section of the permanent magnet disk type synchronous motor 14, in which a rotor 18 and a permanent magnet 20 are fixed to the rotating shaft 16.

そして回転子18は略盆状に形成された逍石材が対向さ
れたしので、両者間に挿入配置された永久磁石20の起
磁力から磁気回路22が形成されている。
Since the rotor 18 is faced with a stone material formed in a substantially tray shape, a magnetic circuit 22 is formed by the magnetomotive force of a permanent magnet 20 inserted between the two.

さらに上記回転子18の周側面に形成されたギャップに
は固定子24が挿入配置されており、電流26が流れる
ことによりモータトルクが発生して反作用で回転子18
が回転される。
Furthermore, a stator 24 is inserted into a gap formed on the circumferential side of the rotor 18, and a motor torque is generated by the flow of a current 26, and a reaction force is applied to the rotor 18.
is rotated.

また回転子18の回転が回転センサ28により検出され
ており、その検出信号の監視により第1図の回転子位置
検出器3oで回転子回転角θ0が検出されている。
Further, the rotation of the rotor 18 is detected by the rotation sensor 28, and by monitoring the detection signal, the rotor rotation angle θ0 is detected by the rotor position detector 3o in FIG.

第1図において本装置にはトルク指令発生器32おにび
磁束指令発生器34が設けられており、それらのトルク
指令Tおよび磁束指令φは電流指令発生器36の割算器
38に供給さ・れている。
In FIG. 1, this device is provided with a torque command generator 32 and a magnetic flux command generator 34, and their torque command T and magnetic flux command φ are supplied to a divider 38 of a current command generator 36.・It is.

この削U器38ではトルク成分電流指令i1dが さらに指令i1dが演算器(正弦逆関数発生器)i 1
d −T/Φ        ・・・第(1)式の演算
処理により求められている。
In this U cutter 38, the torque component current command i1d is further transmitted to the arithmetic unit (inverse sine function generator) i1.
d −T/Φ ... is determined by the arithmetic processing of equation (1).

40に供給されており、演算器(正弦逆関数発生器)4
0にJシいては永久磁石ディスク型同期モーター4の一
次インダクタンスLと永久磁石有効磁束φどこの指令i
1dとにより負荷角指令δがδ−5in’<1/φ−1
1d) −sin ’ (L/φ・T/′Φ)・・・第(2)式
の演算処理により求められている。
40, and the arithmetic unit (inverse sine function generator) 4
When J is set to 0, the primary inductance L of the permanent magnet disk type synchronous motor 4 and the permanent magnet effective magnetic flux φ are the commands i
1d, the load angle command δ becomes δ-5in'<1/φ-1
1d) -sin' (L/φ·T/′Φ)...It is determined by the arithmetic processing of equation (2).

そして演算器(正弦逆関数発生器>40で求められた指
令δは演算器(余弦逆関数発生器)42に供給されてお
り、演算器(余弦逆関数発生器)42においては値φC
O3δが求められている。
The command δ obtained by the arithmetic unit (inverse sine function generator > 40) is supplied to the arithmetic unit (inverse cosine function generator) 42, where the value φC
O3δ is required.

その値φCO3δは演算器44にJ5いて指令Φから差
引かれており、この引き算値は演σ器46に供給されて
いる。
The value φCO3δ is subtracted from the command Φ by J5 in the arithmetic unit 44, and this subtracted value is supplied to the arithmetic unit 46.

演節器46にJ3いては)声q器44の引き樟1iQと
永久磁石ディスク型同期モータ14の一次インダクタン
スLとを用いて磁束成分電流指令i+Qがi+Q=(Φ
−φcosδ)/L  ・・・第(3)式により求めら
れている。
When the magnetic flux component current command i+Q is set as i+Q=(Φ
-φcosδ)/L... determined by equation (3).

さらに上記田京成分電流指令i+QJゴよびトルク成分
電流指令iIdは演n器48と演淳器(正接逆関数発生
器)50とに供給されている。
Further, the Takyo component current command i+QJ and the torque component current command iId are supplied to an operator 48 and an operator (tangent inverse function generator) 50.

演障器48においては電流振幅指令Ji+Q21qld
2が求められており、演算器50では位相角tan′l
(i ld /i Iq )が求められている。
In the impedance generator 48, the current amplitude command Ji+Q21qld
2 is calculated, and the arithmetic unit 50 calculates the phase angle tan'l
(i ld /i Iq ) is required.

また上記位相角tan ’ (i + d /i + 
Q )ハ負荷角指令δおよび回転子検出回転角θ0とと
もに演陣器52に供給されてJ5す、この演算器52に
おいては位相角指令θが θ−θ。+δ+01      ・・・第(4)式によ
り求められている。
Moreover, the above phase angle tan' (i + d /i +
Q) C) The load angle command δ and the rotor detection rotation angle θ0 are supplied to the performance unit 52, and in this calculation unit 52, the phase angle command θ is calculated as θ−θ. +δ+01 ... determined by equation (4).

そしてこの位相角指令θは前記電流振幅指令11ととも
にベクトル乗算器54に供給されており、このベクトル
乗降器54においては各相の電流指令iu、  iv、
  iwが iu=   l+Q   1ql sin  (θ。+δ+θ1)・・・第(5)式%式% + 01  + 2 π /′ 3 ) ・・・ l’
(6ン 式iw=   +  I  Q   +I  
IT″″′sin  (θ+δ+01+4π/3)・・
・第(7)式 により求められている。
This phase angle command θ is supplied together with the current amplitude command 11 to a vector multiplier 54, and in this vector multiplier 54, current commands iu, iv,
iw is iu= l+Q 1ql sin (θ.+δ+θ1)...Equation (5)%Equation%+01+2π/'3)...l'
(6 formula iw= + I Q +I
IT″″′sin (θ+δ+01+4π/3)...
・It is determined by Equation (7).

それら電流指令iu、 iv、 iwは前記PWMイン
バータ12に供給されており、これら電流指令iu。
These current commands iu, iv, iw are supplied to the PWM inverter 12, and these current commands iu.

iv、 iwに各々応じた三相の交流電流が駆#J電流
として永久磁石ディスク型同期モータ14に供給される
Three-phase alternating currents corresponding to iv and iw are supplied to the permanent magnet disk type synchronous motor 14 as drive #J currents.

本実施例は以上の構成からなり、以下その作用について
:J!明する。
This embodiment has the above-mentioned configuration, and its operation will be explained below: J! I will clarify.

第2図の永久磁石ディスク型同期モータ14に対する説
明から理解されるように、この永久磁石ディスク型同期
モータ14は通常のモータに対して電流と磁束との位置
関係が逆となっている。
As can be understood from the description of the permanent magnet disk type synchronous motor 14 in FIG. 2, the permanent magnet disk type synchronous motor 14 has a positional relationship between current and magnetic flux that is opposite to that of a normal motor.

ここで、第3図に示される2極モデルが永久磁石ディス
ク型同朋モータ14に対して想定された場合、そのトル
クは以下のようにして発生り゛る。
Here, when the two-pole model shown in FIG. 3 is assumed for the permanent magnet disk type motor 14, the torque is generated as follows.

第3図において出標(Q 、 d )は有効な磁束Φ^
の方向にとられており、永久磁石により磁束φ^が1q
られている。
In Figure 3, the markers (Q, d) are the effective magnetic flux Φ^
The magnetic flux φ^ is 1q due to the permanent magnet.
It is being

このとき各方向の磁束成分は、 ΦA=φA008δ+Li+Q   ・・・第(8)式
0−φsinδ+L i 1 d    =−第(9)
式で表わすことが可能である。
At this time, the magnetic flux components in each direction are as follows: ΦA=φA008δ+Li+Q Equation (8) 0−φsinδ+Li 1 d =−(9)
It is possible to express it by the formula.

そしてこのモータで発生するトルクT^は、TA−ΦA
−1Id     ・・・第(10)式で表ねりことが
可能である。
And the torque T^ generated by this motor is TA-ΦA
-1Id...It can be expressed by equation (10).

従って、前記トルク指令Tと磁束指令Φとが与えlうれ
た場合には、第(10)式から前記第(1)式が1rI
られるので、この式から指令i1dが求められる。
Therefore, when the torque command T and the magnetic flux command Φ are given, the equation (1) can be expressed as 1rI from equation (10).
Therefore, the command i1d can be obtained from this equation.

またこの第(10)式および第(9)式から前記i同角
指令δが得られる。
Further, the i-isogonal command δ can be obtained from the equations (10) and (9).

さらに上記第(8)式から前記第(3)式がjりられ、
この式から指令i+Qが求められる。
Furthermore, the above-mentioned equation (3) is removed from the above-mentioned equation (8),
Command i+Q is obtained from this equation.

これら指令i+Q、ildは直交するので、そのベクト
ル絶対値は前記電流振幅指令11となり、この指令II
はトルク指令丁に正確に対応したちのとなる。
Since these commands i+Q and ild are orthogonal, their vector absolute value becomes the current amplitude command 11, and this command II
corresponds precisely to the torque command.

、:;五X::=二ご二;T7゜ 式により1qられた位相角指令θが前記電流振幅指令1
1とともに電流指令1の算出に使用されれば、トルク指
令Tと正確に一致したトルクTAが永久磁石ディスク型
同期七−タ14において発生L、このとさそのトルクT
Aは指令Tに遅れることはない。
, :;5
1 to calculate the current command 1, a torque TA that exactly matches the torque command T is generated in the permanent magnet disk type synchronous rotor 14, and this torque T
A never lags behind command T.

このため本実施例のように前記第(5)式、第(6)式
、第(7)式で求められた電流指令iu。
Therefore, as in this embodiment, the current command iu is determined by the equations (5), (6), and (7).

iv、 iwがPWMインバータ12に与えられると、
極めて応答性および効率の高いモータ制御が可能となり
、モータ制御性が著しく向上される。
When iv and iw are given to the PWM inverter 12,
Motor control with extremely high responsiveness and efficiency becomes possible, and motor controllability is significantly improved.

なお、本実施例のトルク指令発生器32.磁束指令発生
器34. ′Fi流指令発生器36はマイクロコンピュ
ータなどの処理装冒で一体に構成するこ= とがりT適である。
Note that the torque command generator 32 of this embodiment. Magnetic flux command generator 34. It is preferable that the Fi flow command generator 36 be constructed integrally with processing equipment such as a microcomputer.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、永久磁石型同期モ
ータのトルク発生原理に忠実に従って電流指令が生成さ
れるので、その応答性および効率を著しく向上させるこ
とが可能となる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, a current command is generated faithfully to the torque generation principle of a permanent magnet type synchronous motor, so it is possible to significantly improve its responsiveness and efficiency. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明が適用された装置のブロック構成図、第
2図は永久磁石ディクス型同期モータの側断面図、第3
図は永久磁石ディスク型同期モータの2fiモデル説明
図である。 10・・・車載バッテリ 12・・・PWMインバータ 14・・・永久磁石ディスク型同期モータ28・・・回
転センサ 30・・・回転子位置検出器 32・・・トルク指令発生器 34・・・磁束指令発生器 36・・・電流指令発生器 38・・・割算器 42・・・演算器(余弦逆関数発生器)44.46.4
8・・・演算器 50・・・演算器(正接逆関数発生器)52・・・演算
器 54・・・ベクトル乗紳器
Fig. 1 is a block configuration diagram of a device to which the present invention is applied, Fig. 2 is a side sectional view of a permanent magnet disk type synchronous motor, and Fig.
The figure is an explanatory diagram of a 2fi model of a permanent magnet disk type synchronous motor. 10... Vehicle battery 12... PWM inverter 14... Permanent magnet disk type synchronous motor 28... Rotation sensor 30... Rotor position detector 32... Torque command generator 34... Magnetic flux Command generator 36... Current command generator 38... Divider 42... Arithmetic unit (cosine inverse function generator) 44.46.4
8... Arithmetic unit 50... Arithmetic unit (tangent inverse function generator) 52... Arithmetic unit 54... Vector multiplier

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)トルク指令T、磁束指令Φによりトルク成分電流
指令i_1dを i_1d=T/Φ の式に従って求めるトルク成分電流指令演算手段と、 モータの一次インダクタンスL、モータの永久磁石有効
磁束φ、トルク指令T、磁束指令Φ、永久磁石の有効磁
束φとにより負荷角指令δをδ=sin^−^1(L/
φ・T/Φ) の式に従って求める負荷角指令演算手段と、モータの一
次インダクタンスL、磁束指令Φ、負荷角指令δ、永久
磁石の有効磁束φにより磁束成分電流指令i_1qを i_1q=(Φ−φcosδ)/L の式に従って求める磁束成分電流指令演算手段と、トル
ク成分電流指令i_1d、磁束成分電流指令i_1q、
モータ回転子の検出回転角θ_0、負荷角指令δにより
モータに対する電流指令iを i=√{i_1d^2+i_1q^2・e^j[θ_0
+δ+tan^−^1(i_1d/i_1q)]}の式
もしくはその近似式に従って求める電流指令演算手段と
、 を有することを特徴とする永久磁石型同期モータ用電流
指令発生器。
(1) Torque component current command calculation means that calculates the torque component current command i_1d according to the formula i_1d=T/Φ using the torque command T and magnetic flux command Φ, the motor's primary inductance L, the motor's permanent magnet effective magnetic flux φ, and the torque command The load angle command δ is calculated as δ=sin^−^1(L/
The magnetic flux component current command i_1q is calculated using the load angle command calculation means obtained according to the formula: i_1q=(Φ- φcosδ)/L magnetic flux component current command calculating means, torque component current command i_1d, magnetic flux component current command i_1q,
Based on the detected rotation angle θ_0 of the motor rotor and the load angle command δ, the current command i for the motor is i=√{i_1d^2+i_1q^2・e^j[θ_0
+δ+tan^−^1(i_1d/i_1q)]} or an approximate expression thereof; current command calculation means for calculating the current command according to the equation or an approximate equation thereof; and a current command generator for a permanent magnet type synchronous motor.
JP59170272A 1984-08-15 1984-08-15 Current command generator for permanent magnet type synchronous motor Granted JPS6149680A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014057512A (en) * 2013-11-21 2014-03-27 Daikin Ind Ltd Motor control device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014057512A (en) * 2013-11-21 2014-03-27 Daikin Ind Ltd Motor control device

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