JPWO2019026145A1 - 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1による方法を用いれば、正弦信号と余弦信号に含まれるオフセット誤差によって生じる回転1次の角度誤差、あるいは振幅比によって生じる回転2次の角度誤差を低減することができる。しかしながら、この特許文献1は、直流電流あるいは交流電流による外乱磁束で発生する信号誤差を起因とする角度誤差を低減することはできない。
図1は、本発明の実施の形態1における交流回転機の制御装置の全体構成図である。交流回転機1は、3相巻線U、V、Wを有する永久磁石型同期回転機である。交流回転機1は、回転子と固定子を含む構成となっている。
図6は、本発明の実施の形態1における交流回転機の制御装置の全体構成図である。先の実施の形態1における図1に示した構成と比較すると、本実施の形態2における図6に示した構成は、平滑コンデンサ11をさらに備えている点が異なっている。そこで、先の実施の形態1と重複する箇所については、説明を省略し、平滑コンデンサ11に関連する内容を中心に、以下に説明する。
本実施の形態3は、直流電流が流れる2経路の配置を考慮する点で、1経路の配置を考慮していた実施の形態2とは異なっている。なお、説明をわかりやすくするために、角度検出器4の軸倍角を1として説明するが、軸倍角が異なる場合についても同様のことがいえる。
先の実施の形態3では、1組のインバータにおける主経路の配置について説明した。これに対して、本実施の形態4では、第1のインバータと第2のインバータから構成されるインバータにおいて、直流電流が流れる経路40c、経路40d、経路40eおよび経路40fの配置について説明する。なお、ここでは、説明をわかりやすくするため、角度検出器4の軸倍角を1として説明するが、軸倍角が異なる場合についても同様のことがいえる。
先の実施の形態4では、第1のインバータと第2のインバータから構成されるインバータにおいて、直流電流が流れる経路40c、経路40d、経路40eおよび経路40fの配置について説明した。これに対して、本実施の形態5では、4つの経路を先の実施の形態4手は異ならせる場合について説明する。従って、先の実施の形態4と重複する箇所については、説明を省略する。また、ここでは、説明をわかりやすくするため、角度検出器4の軸倍角を1として説明するが、軸倍角が異なる場合についても同様のことがいえる。
本実施の形態6では、角度検出器4に対する、多相交流電流が流れる経路の配置が、先の実施の形態1とは異なる場合について説明する。ここでは、説明をわかりやすくするため、交流回転機1の極対数を5、角度検出器4の軸倍角を1、角度検出器4のX軸方向と交流回転機の機械角0degの方向(零点位置)が一致しているものとして説明する。ただし、極対数、軸倍角および零点位置が異なる場合についても、同様のことがいえる。
Claims (12)
- 直流電源と、
前記直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換し、交流回転機の電機子巻線に前記交流電圧を印加するインバータと、
前記電機子巻線に流れる多相交流電流が形成する回転磁束によって回転する前記交流回転機の回転子と同期して回転することにより、前記交流回転機の回転角を検出するための角度検出用磁束を発生する磁束発生器と、
前記角度検出用磁束の主成分方向に対して飽和状態で使用され、前記角度検出用磁束を構成する互いに直交する2つの成分である余弦信号および正弦信号を検出する角度検出器と、
前記交流回転機に対する電流指令と、前記余弦信号および前記正弦信号から得られる角度情報とに基づいて、前記インバータを制御する制御演算部と
を備え、
前記制御演算部は、前記直流電源と前記インバータとの間を流れる直流電流、および前記インバータと前記電機子巻線との間を流れる前記多相交流電流、の少なくとも一方によるノイズ磁束成分によって前記余弦信号および前記正弦信号に生じる信号誤差を補正するための補正信号を、電流経路と前記角度検出器との位置関係から算出し、前記補正信号により補正した後の値である補正後余弦信号および補正後正弦信号から求めた前記角度情報を用いて、前記インバータを制御する
交流回転機の制御装置。 - 前記制御演算部は、
前記直流電流および前記多相交流電流の少なくとも一方によるノイズ磁束のうち、前記角度検出用磁束の法線方向のノイズ磁束成分に比例する信号誤差を、前記補正信号を用いて補正することで前記補正後余弦信号および前記補正後正弦信号を生成する補正信号演算部と、
前記補正後余弦信号および前記補正後正弦信号に基づいて補正後回転角として前記角度情報を生成する角度演算部と、
前記補正後回転角に基づいて前記インバータを制御する電流制御部と
を有する請求項1に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記磁束発生器の極対数をm(mは自然数)としたとき、前記直流電流による回転0次のノイズ磁束で生じる信号誤差は、回転0次および回転2m次であって、
前記補正信号演算部は、前記角度検出器の配置により決定する位相補正定数と振幅補正定数によって位相および振幅が決定される、前記直流電流によるノイズ磁束に対応した前記補正信号を用いて、前記補正後余弦信号および前記補正後正弦信号を生成する
請求項2に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記角度検出器は、前記直流電流が前記角度検出器の位置で作り出す磁束のXY平面上での方向が、前記角度検出器のX軸方向またはY軸方向となる設置位置に配置されており、
前記補正信号演算部は、前記角度検出器が前記設置位置に配置されている条件が成立しているとして、前記直流電流によるノイズ磁束に対応した前記補正信号を算出する
請求項3に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記直流電源から前記インバータまでの直流電流の主経路と、前記インバータから前記直流電源までの直流電流の主経路とは、前記角度検出器のXZ平面またはYZ平面に関して対称となるように配置されている
請求項4に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記インバータは、第1のインバータと第2のインバータからなり、
前記直流電源から前記第1のインバータまでの直流電流の主経路と、前記直流電源から前記第2のインバータまでの直流電流の主経路は、前記角度検出器のXZ平面またはYZ平面に関して対称となり、
前記第1のインバータから前記直流電源までの主経路と前記第2のインバータから前記直流電源までの主経路は、前記XZ平面または前記YZ平面に関して対称となるように配置されている
請求項4に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記インバータは、少なくとも第1のインバータと第2のインバータからなり、
前記直流電源から前記第1のインバータまでの直流電流の主経路と、前記第2のインバータから前記直流電源までの直流電流の主経路は、前記角度検出器のXZ平面またはYZ平面に関して対称となり、
前記直流電源から前記第2のインバータまでの主経路と前記第1のインバータから前記直流電源までの主経路は、前記XZ平面または前記YZ平面に関して対称となるように配置されている
請求項4に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記直流電源と前記インバータの間で、前記直流電源に対して並列に接続された平滑コンデンサをさらに備え、
前記補正信号演算部は、前記角度検出器の配置および直流電流が流れる電流経路に基づいて、位相補正定数と振幅補正定数によって位相および振幅が決定される、前記直流電流によるノイズ磁束に対応した前記補正信号を算出する
請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記交流回転機の極対数をn(nは自然数)としたとき、前記多相交流電流による回転n次のノイズ磁束で生じる信号誤差は、回転n次成分に加えて、回転(n−2m)次成分または回転(n+2m)次成分の少なくとも一方を有しており、
前記補正信号演算部は、前記インバータと前記電機子巻線の間を流れる前記多相交流電流の電流経路と、前記角度検出器の配置により決定される位相補正定数および振幅補正定数と、によって位相および振幅が決定される、前記多相交流電流によるノイズ磁束に対応した前記補正信号を算出する
請求項2から請求項8のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記角度検出器は、前記多相交流電流が前記角度検出器の位置で作り出す磁束のX軸成分とY軸成分が、振幅が等しく位相差がπ/2となる設置位置に配置されており、
前記補正信号演算部は、前記角度検出器が前記設置位置に配置されている条件が成立しているとして、前記多相交流電流によるノイズ磁束に対応した前記補正信号を算出する
請求項9に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記角度検出器は、前記多相交流電流が前記角度検出器の位置で作り出す磁束のXY平面上での方向が、前記角度検出器のX軸方向またはY軸方向となる設置位置に配置されており、
前記補正信号演算部は、前記角度検出器が前記設置位置に配置されている条件が成立しているとして、前記多相交流電流によるノイズ磁束に対応した前記補正信号を算出する
請求項9に記載の交流回転機の制御装置。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載された交流回転機の制御装置を備え、
前記交流回転機の制御装置は、電動パワーステアリングの操舵トルクを補助するトルクを発生するトルク制御を実行する
電動パワーステアリングの制御装置。
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