KR101485989B1 - Motor control device - Google Patents

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KR101485989B1 KR20130091365A KR20130091365A KR101485989B1 KR 101485989 B1 KR101485989 B1 KR 101485989B1 KR 20130091365 A KR20130091365 A KR 20130091365A KR 20130091365 A KR20130091365 A KR 20130091365A KR 101485989 B1 KR101485989 B1 KR 101485989B1
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요지 오구라
요시오 요시다
다카히로 스즈키
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히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 교류 모터의 맥동 토크를 적절히 억제할 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 모터 제어 장치(3)는, 교류 모터(5)의 dc축 전류 및 qc축 전류를 산출하는 전류 재현 처리부(301) 및 3상/2축 변환기(302)와, 인버터(1)에의 전압 지령에 대응하는 dc축 전압 지령 및 qc축 전압 지령을 산출하는 전압 지령 연산기(305)와, 교류 모터(5)의 dc축 전류, qc축 전류, dc축 전압 지령, 및 qc축 전압 지령 중 적어도 하나의 위상값 및/또는 진폭값을 보정하는 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)와, 교류 모터(5)의 실축과 제어축의 축 오차를 추정하는 축 오차 추정기(305)와, 축 오차를 없애도록 보정 전류 지령을 산출하고, 교류 모터(5)의 맥동 토크를 억제하는 맥동 토크 억제 제어기(306)를 구비한다.
An object of the present invention is to provide a motor control device capable of appropriately suppressing the pulsating torque of an AC motor.
In order to solve such a problem, the motor control device 3 includes a current reproduction processing section 301 and a three-phase / two-axis converter 302 for calculating the dc axis current and the qc axis current of the AC motor 5, A qc axis voltage command, and a qc axis voltage command of the AC motor 5; a voltage command calculator 305 for calculating a qc axis voltage command and a dc axis voltage command corresponding to the voltage command for the AC motor 5; And an axial error estimator 305 for estimating an axial error between the real axis of the alternating-current motor 5 and the control axis, a signal processing unit 305 for correcting at least one phase value and / And a pulsating torque suppression controller 306 for calculating a correction current command so as to eliminate the shaft error and suppressing the pulsation torque of the AC motor 5.

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL DEVICE}[0001] MOTOR CONTROL DEVICE [0002]

본 발명은 교류 모터의 구동을 위치 센서리스로 제어하는 모터 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor control device for controlling the driving of an AC motor by a position sensorless method.

교류 모터의 회전자의 위치를 인버터의 전류 검출값 등을 사용하여 추정하고, 또한 추정된 상기 위치에 의거하여 교류 모터의 구동을 제어하는 위치 센서리스 제어가 알려져 있다. 위치 센서리스 제어에 의해 구동되는 교류 모터는 내환경성이 뛰어나며, 특히 압축기를 구동할 경우에 유용하다.A position sensorless control for estimating the position of a rotor of an AC motor using a current detection value of the inverter or the like and for controlling the drive of the AC motor based on the estimated position is also known. The AC motor driven by the position sensorless control is excellent in environmental resistance, and is particularly useful when driving a compressor.

그런데, 교류 모터를 제어하여 압축기를 구동할 경우, 교류 모터의 부하 토크는 압축 행정에 동기하여 맥동한다. 따라서, 부하 토크의 맥동을 없애도록 전류를 흘리고, 교류 모터의 속도 변동을 억제하는 맥동 토크 억제 제어를 행하는 것이 필요해진다.However, when the compressor is driven by controlling the alternating-current motor, the load torque of the alternating-current motor pulsates in synchronization with the compression stroke. Therefore, it is necessary to control the pulsating torque so as to flow the current so as to eliminate the pulsation of the load torque and suppress the fluctuation of the speed of the AC motor.

예를 들면, 특허문헌 1에는, 제어 장치 내에서의 연산으로 구한 축 오차로부터, 회전자 위치에 동기하여 발생하는 부하 토크의 맥동 성분을 검출하는 동기 전동기의 제어 장치에 대하여 기재되어 있다. 상기한 제어 장치는, 맥동 성분을 보정하는 맥동 토크 억제 전류를 적분 제어에 의해 구하고, 이것을 평균 토크 전류 지령값에 더함으로써 회전자의 속도 변동을 억제한다.For example, Patent Document 1 describes a control apparatus for a synchronous motor that detects a pulsating component of a load torque generated in synchronization with a rotor position from an axial error obtained by an operation in a control apparatus. The above control device suppresses the speed fluctuation of the rotor by obtaining the pulsating torque suppressing current for correcting the pulsating component by integrating control and adding this to the average torque current command value.

또한, 특허문헌 2에는, 확장 유기 전압의 개념에 의거하여, 교류 모터의 저항값·인덕턴스값, 제어 연산으로 구한 전압 지령값·주파수 지령값, 및 전류 검출값을 사용하여 축 오차를 추정하는 동기 전동기의 제어 장치에 대하여 기재되어 있다. 또, 상기한 확장 유기 전압에 대해서는, 본 발명의 실시형태 중에서 설명한다.Patent Document 2 discloses a technique for estimating an axis error by using a resistance value / inductance value of an alternating-current motor, a voltage command value / frequency command value obtained by a control calculation, and a current detection value, A control device for an electric motor is described. The above-described extended organic voltage will be described in the embodiments of the present invention.

또한, 특허문헌 2에는, 전류값의 미분항을 포함한 식을 사용하여 고정밀도로 축 오차를 산출하는 경우와, 전류값의 미분항을 생략한 식을 사용하여 축 오차를 산출하는 경우에 대하여 기재되어 있다.Patent Document 2 describes a case where an axial error is calculated with high precision using an equation including a differential term of a current value and a case where an axial error is calculated using an equation in which a differential term of a current value is omitted have.

일본국 특개2005-198402호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-198402 일본국 특개2001-251889호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-251889

그런데, 위치 센서리스 제어를 행할 경우, 상기한 축 오차 자체에도 오차가 포함되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 발명에서는, 당해 오차의 영향으로 과잉 보정이 가해지게 되고, 교류 모터의 진동이나 소음을 충분히 저감할 수 없을 가능성이 있다.Incidentally, when the position sensorless control is performed, the axis error itself also includes an error. In the invention described in Patent Document 1, excessive correction is applied due to the error, and vibration and noise of the AC motor may not be sufficiently reduced.

또한, 상기한 확장 유기 전압의 개념을 사용하는 특허문헌 2에 기재된 발명에서도, 이하에 나타낸 과제가 있다.Also, the invention described in Patent Document 2 using the concept of the extended organic voltage described above has the following problems.

즉, 맥동 토크 억제 제어 중에는 모터 전류를 의도적으로 변화시키기 때문에, 인덕턴스 L의 미분값(L미분값)도 아날로그적으로 항상 변화하지만, 이 L미분값을 정확하게 산출하는 것은 곤란하다(미분항을 포함시킨 식에 있어서의 과제).In other words, since the motor current is intentionally changed during the pulse torque restraining control, the differential value (L differential value) of the inductance L is always changed analogously, but it is difficult to accurately calculate the L differential value Problem in the formula).

또한, L미분값을 생략했을 경우, 당해 생략의 영향에 의해 축 오차의 연산 결과에 오차가 생기고, 맥동 토크 억제 제어의 효과가 저감할 가능성이 있다(미분항을 생략한 식에 있어서의 과제).In addition, when the L differential value is omitted, there is a possibility that an error occurs in the calculation result of the shaft error due to the omission, and the effect of the pulsating torque suppression control may be reduced (a problem in the equation in which the differential term is omitted) .

그래서, 본 발명은, 교류 모터의 맥동 토크를 적절히 억제할 수 있는 모터 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a motor control device capable of appropriately suppressing the pulsating torque of an AC motor.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 모터 제어 장치는, 교류 모터의 dc축 전류 및 qc축 전류를, 전류 검출 수단에 의해 검출되는 상기 교류 모터의 전류값에 의거하여 산출하는 전류 산출 수단과, 상기 교류 모터를 구동하는 인버터에의 전압 지령에 대응하는 dc축 전압 지령 및 qc축 전압 지령을 산출하는 전압 지령 산출 수단과, 확장 유기 전압의 개념에 의거하여, 상기 교류 모터의 실축과 제어축의 축 오차를 추정하는 축 오차 추정 수단과, 상기 축 오차 추정 수단에 의해 추정되는 상기 축 오차를 없애도록 보정 전류 지령을 산출하고, 상기 교류 모터의 맥동 토크를 억제하는 맥동 토크 억제 제어 수단과, 상기 교류 모터의 dc축 전류, qc축 전류, dc축 전압 지령, 및 qc축 전압 지령 중 적어도 하나의 위상값 및/또는 진폭값을 보정하는 보정 처리 수단을 구비하고, 상기 축 오차 추정 수단은, 상기 보정 처리 수단에 의해 보정된 상기 적어도 하나를 포함하는 dc축 전류, qc축 전류, dc축 전압 지령, 및 qc축 전압 지령에 의거하여 상기 축 오차를 추정하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a motor control apparatus according to the present invention includes: current calculating means for calculating a dc axis current and a qc axis current of an AC motor based on a current value of the AC motor detected by a current detecting means; Voltage command calculating means for calculating a qc-axis voltage command and a dc-axis voltage command corresponding to a voltage command to the inverter for driving the alternating-current motor, based on the concept of the extended electromotive voltage, A pulse torque suppressing control means for calculating a correction current command to eliminate the shaft error estimated by the axial error estimating means and suppressing a pulsation torque of the AC motor; A correction process for correcting at least one phase value and / or amplitude value of the dc axis current of the alternating current motor, the qc axis current, the dc axis voltage command, and the qc axis voltage command Wherein the axis error estimating means estimates the axis error based on the dc axis current, the qc axis current, the dc axis voltage command, and the qc axis voltage command including the at least one corrected by the correction processing means Is estimated.

또, 상세에 대해서는, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 있어서 설명한다.Details of the invention will be described in detail.

본 발명에 의하면, 교류 모터의 맥동 토크를 적절히 억제하는 모터 제어 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a motor control apparatus that appropriately suppresses the pulsating torque of an AC motor.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 제어 장치를 포함하는 구성도.
도 2는 dc축 전압 지령에 관한 보정 기능 구비 신호 재현 처리부의 구성도.
도 3은 전압 지령 연산기로부터 출력되는 dc축 전압 지령 Vdc*와, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부에서 출력되는 dc축 보정 전압 지령 Vdc*f를 나타낸 파형도.
도 4는 dc축 전류에 관한 보정 기능 구비 신호 재현 처리부의 구성도.
1 is a configuration diagram including a motor control device according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a configuration diagram of a signal reproduction processor with a correction function relating to the dc-axis voltage command. Fig.
3 is a waveform diagram showing the dc-axis voltage command Vdc * output from the voltage command calculator and the dc-axis correction voltage command Vdc * f output from the correction-function-provided signal reproduction processor.
4 is a configuration diagram of a signal reproduction processor with a correction function relating to the dc-axis current;

본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시형태라고 함)에 대해서, 적절히 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

《실시형태》&Quot; Embodiments &

<모터 제어 장치의 구성><Configuration of Motor Control Device>

도 1은, 본 실시형태에 따른 모터 제어 장치를 포함하는 구성도이다. 도 1에 나타낸 모터 제어 시스템(S)은, 인버터(1)의 출력 전압을 제어함으로써 교류 모터(5)의 회전자(도시 생략)를 회전시켜, 압축기(6)(예를 들면, 로터리 압축기)를 구동하는 시스템이다. 모터 제어 시스템(S)은, 인버터(1)와, 전류 센서(2)와, 모터 제어 장치(3)를 구비하고 있다.1 is a configuration diagram including a motor control device according to the present embodiment. The motor control system S shown in Fig. 1 rotates the rotor (not shown) of the alternating-current motor 5 by controlling the output voltage of the inverter 1 and drives the compressor 6 (for example, a rotary compressor) . The motor control system S includes an inverter 1, a current sensor 2, and a motor control device 3. [

인버터(1)는, 직류 전원(4)으로부터 입력되는 직류 전압 V0를 삼상 교류 전압으로 변환하고, 교류 모터(5)에 출력하는 전력 변환기이다. 여기에서, 직류 전원(4)은, 교류 전원(41)으로부터 입력되는 교류 전력을, 정류 회로(42) 및 평활 콘덴서(43)에 의해 직류 전력으로 변환한 것이다.The inverter 1 is a power converter for converting a DC voltage V0 input from the DC power supply 4 into a three-phase AC voltage and outputting it to the AC motor 5. [ The DC power supply 4 converts AC power inputted from the AC power supply 41 into DC power by the rectifying circuit 42 and the smoothing capacitor 43.

인버터(1)는, 복수의 스위칭 소자(도시 생략)를 갖고, PWM 신호 발생기(318)로부터 입력되는 PWM 신호에 따라 스위칭 소자의 ON/OFF를 전환함으로써, 직류 전압 V0를 삼상 교류 전압으로 변환한다. 이와 같이, 삼상 교류 전압을 인가함으로써 교류 모터(5)에서 회전 자계를 발생시켜, 상기한 회전자(도시 생략)를 회전시킨다. 또, 교류 모터(5)로서, 예를 들면, 돌극성을 갖는 영구 자석 동기 모터(Permanent Magnet Synchronous Motor : PMSM)를 사용할 수 있다.The inverter 1 has a plurality of switching elements (not shown) and converts the DC voltage V0 into a three-phase AC voltage by switching ON / OFF of the switching element in accordance with the PWM signal input from the PWM signal generator 318 . As described above, by applying the three-phase AC voltage, a rotating magnetic field is generated in the AC motor 5, and the above-described rotor (not shown) is rotated. As the alternating-current motor 5, for example, a Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) having a salient polarity can be used.

전류 센서(2)(전류 검출 수단)는, 인버터(1)의 모선 P에 직렬 접속되어, 모선 P를 통류하는 전류값 Ist를 검출하여 모터 제어 장치(3)에 출력한다.The current sensor 2 (current detecting means) is connected in series to the bus bar P of the inverter 1, detects a current value Ist flowing through the bus bar P, and outputs it to the motor control device 3.

모터 제어 장치(3)는, 전류 센서(2)에 의해 검출되는 전류값 Ist 등에 의거하여 PWM 신호를 생성하고, 당해 PWM 신호를 인버터(1)에 출력하는 장치이다. 모터 제어 장치(3)는, 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(Microcomputer : 도시 생략)이며, ROM(Read Only Memory)에 기억된 프로그램을 판독해서 RAM(Random Access Memory)에 전개하고, CPU(Central Processing Unit)가 각종 처리를 실행한다.The motor control device 3 is a device for generating a PWM signal based on the current value Ist detected by the current sensor 2 and outputting the PWM signal to the inverter 1. [ The motor control device 3 is a microcomputer (not shown), for example, reads a program stored in a ROM (Read Only Memory) and develops it in a RAM (Random Access Memory) Performs various processes.

이하의 기재에 있어서 d축이란, 교류 모터(5)의 자속 방향에 대응하는 축이다. q축은, d축과 직교하는 축이다. 위치 센서리스 제어를 행할 경우, 추정되는 d축으로서의 dc축, 및, 추정되는 q축으로서의 qc축상에서 전류 제어를 행한다. 또, d축 및 q축을 「실축」이라고 기재하고, dc축 및 qc축을 「제어축」이라고 기재하는 경우가 있는 것으로 한다.In the following description, the d-axis is an axis corresponding to the magnetic flux direction of the alternating-current motor 5. The q-axis is an axis orthogonal to the d-axis. When the position sensorless control is performed, current control is performed on the estimated dc axis as the estimated d-axis and the qc axis as the estimated q-axis. It is assumed that the d axis and the q axis are referred to as &quot; dead axis &quot; and the dc axis and the qc axis are referred to as &quot; control axis &quot;.

모터 제어 장치(3)는, 주로, 전류 재현 처리부(301)와, 3상/2축 변환기(302)와, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)와, 축 오차 추정기(305)와, 맥동 토크 억제 제어기(306)와, 전압 지령 연산기(315)와, 2축/3상 변환기(317)와, PWM 신호 발생기(318)를 구비하고 있다.The motor control apparatus 3 mainly includes a current reproduction processing section 301, a three-phase / two-axis converter 302, a signal processing reproduction processing section 303 and a correction function processing section 303, an axis error estimator 305, A pulsating torque suppression controller 306, a voltage command computing unit 315, a two-axis / three-phase converter 317, and a PWM signal generator 318. [

전류 재현 처리부(301)(전류 산출 수단)는, 상기한 전류값 Ist를 사용하여 교류 모터(5)에 흐르는 3상 교류 전류 Iuc, Ivc, Iwc를 재현하고, 3상/2축 변환기(302)에 출력한다.The current reproduction processing section 301 (current calculating means) reproduces the three-phase alternating currents Iuc, Ivc and Iwc flowing in the alternating-current motor 5 using the current value Ist described above, .

3상/2축 변환기(302)(전류 산출 수단)는, 재현된 3상 교류 전류 Iuc, Ivc, Iwc와, 적분기(310)로부터 입력되는 위상 추정값 θdc에 의거하여, 제어계의 dc축 전류 Idc 및 qc축 전류 Iqc를 산출한다. 3상/2축 변환기(302)는, 산출한 dc축 전류 Idc를 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(304)에 출력하고, qc축 전류 Iqc를 축 오차 추정기(305)에 출력한다.The three-phase / two-axis converter 302 (current calculating means) calculates the dc axis current Idc and the dc axis current Idc of the control system based on the reproduced three-phase alternating currents Iuc, Ivc and Iwc and the phase estimated value? Dc input from the integrator 310, the qc axis current Iqc is calculated. The three-phase / two-axis converter 302 outputs the calculated dc-axis current Idc to the correction function-equipped signal reproduction processor 304, and outputs the qc-axis current Iqc to the axis error estimator 305. [

보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303)(보정 처리 수단)는, 전압 지령 연산기(315)로부터 입력되는 dc축 전압 지령 Vdc*에 관하여 위상값 및 진폭값을 보정하고, dc축 보정 전압 지령 Vdc*f를 아날로그 신호로서 재현한다.The correction function-equipped signal reproduction processor 303 (correction processing means) corrects the phase value and the amplitude value with respect to the dc-axis voltage command Vdc * input from the voltage command calculator 315 and outputs the dc-axis correction voltage command Vdc * f As an analog signal.

보정 기능 구비 신호 재현 처리부(304)(보정 처리 수단)는, 3상/2축 변환기(302)로부터 입력되는 dc축 전류 Idc에 관하여 위상값 및 진폭값을 보정하고, dc축 보정 전류 Idcf를 아날로그 신호로서 재현한다.The correction function-equipped signal reproducing processor 304 (correction processing means) corrects the phase value and the amplitude value with respect to the dc-axis current Idc input from the 3-phase / 2-axis converter 302 and outputs the dc- Signal.

dc축 전압 지령 Vdc* 및 dc축 전류 Idc에 관한 위상 보정 처리에 대해서는 후기한다.The phase correction processing relating to the dc-axis voltage command Vdc * and the dc-axis current Idc will be described later.

보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)는 각각, 재현한 dc축 보정 전압 지령 Vdc*f 및 dc축 보정 전류 Idcf를 축 오차 추정기(305)에 출력한다.The correction-function-provided signal reproduction processing units 303 and 304 output the reproduced dc-axis correction voltage command Vdc * f and the dc-axis correction current Idcf to the shaft error estimator 305, respectively.

또, 도 1에서는, dc축 보정 전압 지령 Vdc*f의 신호선과, qc축 전압 지령 Vqc*의 신호선을 중도에 동일한 신호선으로서 기재하고 있지만, 실제로는 각각 다른 신호로서 축 오차 추정기(305)에 출력된다(Idcf, Iqc도 동일함).In Fig. 1, the signal line of the dc-axis correction voltage command Vdc * f and the signal line of the qc-axis voltage command Vqc * are described as the same signal line in the middle, but actually they are outputted as the different signals to the shaft error estimator 305 (Idcf and Iqc are also the same).

축 오차 추정기(305)(축 오차 추정 수단)는, 교류 모터(5)의 실축과 제어축의 축 오차 Δθc를, dc축 보정 전압 지령 Vdc*f와, qc축 전압 지령 Vqc*와, dc축 보정 전류 Idcf와, qc축 전류 Iqc와, 전기각주파수 ωlc에 의거하여 추정된다. 또, 당해 추정 처리의 상세에 대해서는 후기한다. 축 오차 추정기(305)는, 추정된 축 오차 Δθc를 맥동 토크 억제 제어기(306) 및 부호 반전기(307)에 출력한다.The axial error estimator 305 (axial error estimating means) calculates the axial error ?? c between the real axis of the alternating-current motor 5 and the control axis based on the dc axis correction voltage command Vdc * f, the qc axis voltage command Vqc * The current Idcf, the qc axis current Iqc, and the electric angular frequency? Lc. Details of the estimation processing will be described later. The axial error estimator 305 outputs the estimated axial error ?? c to the pulsating torque suppression controller 306 and the sign inverter 307.

맥동 토크 억제 제어기(306)(맥동 토크 억제 제어 수단)는, 축 오차 추정기(305)로부터 입력되는 축 오차 Δθc에 의거하여 맥동 토크 억제 전류 IqSIN*을 산출하고, 가산기(313)에 출력한다. 맥동 토크 억제 전류 IqSIN*은, 교류 모터(5)에 걸리는 부하 토크의 변동(즉, 맥동 토크)을 없애도록, 가산기(313)에 의해 q축 전류 지령 Iqb에 가산된다.The pulsation torque suppression controller 306 (the pulsation torque suppression control means) calculates the pulsating torque suppression current IqSIN * based on the shaft error ?? c inputted from the shaft error estimator 305 and outputs it to the adder 313. The pulsating torque suppression current IqSIN * is added to the q-axis current command Iqb by the adder 313 so as to eliminate the fluctuation of the load torque (that is, the pulsation torque) applied to the AC motor 5. [

부호 반전기(307)는, 축 오차 추정기(305)로부터 입력되는 축 오차 Δθc의 부호를 반전시켜(즉, 축 오차 지령값인 제로로부터 축 오차 Δθc를 감산하여), PLL 회로(308)에 출력한다.The sign inverter 307 inverts the sign of the shaft error ?? c input from the shaft error estimator 305 (i.e., subtracts the shaft error ?? c from zero, which is the shaft error command value), and outputs it to the PLL circuit 308 do.

PLL(Phase Locked Loop) 회로(308)는, 부호 반전기(307)로부터 입력되는 값(-Δθc)을 사용하여 PI(Proportional Integral) 제어를 실행하고, 교류 모터(5)의 각주파수 보정값 Δωl을 산출하여 가산기(309)에 출력한다.The phase locked loop (PLL) circuit 308 performs PI (Proportional Integral) control using a value (-Δθc) input from the sign inverter 307 and outputs a frequency correction value Δωl And outputs it to the adder 309. [

가산기(309)는, 각주파수 지령 연산기(314)로부터 입력되는 전기각주파수 지령 ωl*과, PLL 회로(308)로부터 입력되는 각주파수 보정값 Δωl을 가산하고, 전기각주파수 ωlc로서 적분기(310)에 출력한다.The adder 309 adds the electric angle frequency command? L * input from the frequency command calculator 314 and each frequency correction value ?? l inputted from the PLL circuit 308 and outputs the electric angle frequency? Lc to the integrator 310, .

적분기(310)는, 가산기(309)로부터 입력되는 전기각주파수 ωlc를 적분하여 위상 추정값 θdc를 산출하고, 3상/2축 변환기(302) 및 2축/3상 변환기(317)에 출력한다.The integrator 310 integrates the electric angular frequency ωlc input from the adder 309 to calculate a phase estimated value θdc and outputs it to the 3-phase / 2-axis converter 302 and the 2-axis / 3-phase converter 317.

d축 전류 지령 발생기(311)는, 미리 설정된 프로그램에 따라 평균 토크에 대응하는 d축 전류 지령 Id*를 산출하고, 전압 지령 연산기(315)에 출력한다.The d-axis current command generator 311 calculates the d-axis current command Id * corresponding to the average torque in accordance with the preset program and outputs it to the voltage command calculator 315. [

q축 전류 지령 발생기(312)는, 3상/2축 변환기(302)로부터 입력되는 qc축 전류 Iqc에 의거하여, 평균 토크에 대응하는 q축 전류 지령 Iqb를 산출하고, 가산기(313)에 출력한다.The q-axis current command generator 312 calculates the q-axis current command Iqb corresponding to the average torque on the basis of the qc-axis current Iqc input from the 3-phase / 2-axis converter 302 and outputs it to the adder 313 do.

가산기(313)는, 맥동 토크 억제 제어기(306)로부터 입력되는 맥동 토크 억제 전류 IqSIN*을, 상기한 q축 전류 지령 Iqb에 가산함으로써 새로운 q축 전류 지령 Iq*를 산출하고, 전압 지령 연산기(315)에 출력한다.The adder 313 calculates a new q-axis current command Iq * by adding the pulsating torque suppression current IqSIN * input from the pulsation torque suppression controller 306 to the q-axis current command Iqb, .

각주파수 지령 연산기(314)는, 각주파수 지령 발생기(316)(각주파수 지령 생성 수단)로부터 입력되는 각주파수 지령 ωr*에 극대수(極對數)(P/2)를 승산하고, 전기각주파수 지령 ωl*로서 가산기(309) 및 전압 지령 연산기(315)에 출력한다.Each frequency command calculator 314 multiplies each frequency command? R * input from each frequency command generator 316 (each of the frequency command generating means) by the maximum number P / 2, To the adder 309 and the voltage command calculator 315 as the command? *.

전압 지령 연산기(315)(전압 지령 산출 수단)는, 상기한 d축 전류 지령 Id*와, q축 전류 지령 Iq*와, 전기각주파수 지령 ωl*에 의거하여 dc축 전압 지령 Vdc* 및, qc축 전압 지령 Vqc*를 산출한다. 또, dc축 전압 지령 Vdc* 및 qc축 전압 지령 Vqc*는, 교류 모터(5)를 구동하는 인버터(1)에의 3상 전압 지령 Vu*, Vv*, Vw*에 대응하고 있다.The voltage command calculator 315 (voltage command calculation means) calculates the dc axis voltage commands Vdc * and qc (q) based on the d-axis current command Id *, the q-axis current command Iq * Axis voltage command Vqc *. The dc-axis voltage command Vdc * and the qc-axis voltage command Vqc * correspond to the three-phase voltage commands Vu *, Vv * and Vw * to the inverter 1 for driving the alternating-current motor 5.

전압 지령 연산기(315)는, 산출한 dc축 전압 지령 Vdc* 및 qc축 전압 지령 Vqc*를, 2축/3상 변환기(317)에 출력한다. 또한, 전압 지령 연산기(315)는, dc축 전압 지령 Vdc*를 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303)에 출력하고, qc축 전압 지령 Vqc*를 축 오차 추정기(305)에 출력한다.The voltage command calculator 315 outputs the calculated dc-axis voltage command Vdc * and the calculated qc-axis voltage command Vqc * to the 2-axis / 3-phase converter 317. The voltage command calculator 315 also outputs the dc-axis voltage command Vdc * to the correction function-equipped signal reproduction processor 303 and outputs the qc-axis voltage command Vqc * to the axial error estimator 305. [

2축/3상 변환기(317)는, 전압 지령 연산기(315)로부터 입력되는 dc축 전압 지령 Vdc* 및 qc축 전압 지령 Vqc*와, 적분기(310)로부터 입력되는 위상 추정값 θdc에 의거하여 3상 전압 지령 Vu*, Vv*, Vw*를 산출하고, PWM 신호 발생기(318)에 출력한다.Based on the dc-axis voltage command Vdc * and the qc-axis voltage command Vqc * input from the voltage command calculator 315 and the phase estimation value? Dc input from the integrator 310, the two-axis / three- Calculates the voltage commands Vu *, Vv * and Vw *, and outputs them to the PWM signal generator 318. [

PWM(Pulse Width Modulation) 신호 발생기(318)는, 2축/3상 변환기(317)로부터 입력되는 3상 전압 지령 Vu*, Vv*, Vw*에 따라 PWM 신호를 생성하고, 인버터(1)의 스위칭 소자에 출력한다.The PWM (Pulse Width Modulation) signal generator 318 generates a PWM signal in accordance with the three-phase voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * input from the two-axis / three-phase converter 317, And outputs it to the switching element.

(축 오차 Δθc에 대하여)(With respect to the axial error ?? c)

교류 모터(5)의 부하 토크는, 압축 공정에 동기하여 맥동한다. 이러한 토크 맥동의 영향으로, 축 오차 추정기(305)에 의해 추정되는 축 오차 Δθc의 크기는, 교류 모터(5)의 회전자(도시 생략)의 기계각에 따라 주기적으로 변동한다.The load torque of the AC motor 5 pulsates in synchronization with the compression process. The magnitude of the axial error ?? c estimated by the axial error estimator 305 fluctuates periodically according to the mechanical angle of the rotor (not shown) of the AC motor 5 due to the influence of such torque pulsation.

도 1에 나타낸 축 오차 추정기(305)는, 확장 유기 전압의 개념에 의거하는 산출식(후기하는 수식1, 2)을 사용하여, 축 오차 Δθc를 소정 시간마다 산출한다.The axial error estimator 305 shown in Fig. 1 calculates the axial error [Delta] [theta] c at predetermined time intervals by using an expression (Expressions 1 and 2 described later) based on the concept of the extended induced voltage.

여기에서, 「확장 유기 전압」이란, 회전자의 위치와 전류값에 의존하는 돌극기 특유의 항을, 영구 자석 자속이나 릴럭턴스 자속 등에 의해 유기되는 전압을 나타내는 항으로서 정리한 것을 의미하고 있다.Here, the term &quot; extended induced voltage &quot; means that the term specific to the rotor pole, which depends on the position and current value of the rotor, is organized as a term indicating the voltage induced by the permanent magnet flux or the reluctance flux.

확장 유기 전압은 회전자와 동기하도록 회전하는 벡터로서 나타나기 때문에, 확장 유기 전압의 위상 정보에 의거하여 회전자(도시 생략)의 위치를 구할 수 있다.Since the extended organic voltage appears as a vector rotating in synchronism with the rotor, the position of the rotor (not shown) can be obtained based on the phase information of the extended organic voltage.

예를 들면, 축 오차 추정기(305)에 있어서의 축 오차 Δθc의 연산으로서, 이하에 나타낸 (수식1)을 사용할 수 있다. 또, (수식1)에 있어서 r : 교류 모터(5)의 저항값, s : 미분 연산자, Ld : d축 인덕턴스, Lq : q축 인덕턴스, ωlc : 교류 모터(5)의 전기각주파수이다. 또, (수식1)에서는, 첨자(dc, qc 등)을 아래첨자 문자로 나타냈다(후기하는 (수식2)도 동일함). (수식1)에 대해서는, 상기한 특허문헌 2와 같은 방법으로 도출할 수 있기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.For example, the following formula (1) can be used as the calculation of the axial error ?? c in the axial error estimator 305. In Equation 1, r is the resistance of the AC motor 5, s is the differential operator, Ld is the d-axis inductance, Lq is the q-axis inductance, and lc is the electrical angular frequency of the AC motor 5. In (Equation 1), the suffixes (dc, qc, etc.) are represented by subscripts (the same holds true in the latter equation (Equation 2)). (Formula 1) can be derived by the same method as in the above-described Patent Document 2, and therefore detailed description thereof will be omitted.

[수 1][Number 1]

Figure 112013069840218-pat00001
Figure 112013069840218-pat00001

그런데, 맥동 토크 억제 제어 중에는 q축 전류 지령 Iq*를 의도적으로 변화시킨다. 이에 따라 d축 인덕턴스 L의 미분항 sLd도 아날로그적으로 항상 변화하기 때문에, (수식1)을 사용하여 축 오차 Δθc를 정확하게 산출하는 것은 곤란하다.Incidentally, during the pulsating torque suppression control, the q-axis current command Iq * is intentionally changed. Accordingly, since the differential term sLd of the d-axis inductance L always changes in an analog manner, it is difficult to accurately calculate the axis error ?? c using (Eq. 1).

본 실시형태에서는 (수식1)에서 미분항을 생략하고, 이하에 나타낸 (수식2)를 사용하여 축 오차 Δθc를 산출하는 것으로 했다.In the present embodiment, the differential term is omitted in (Equation 1), and the shaft error ?? c is calculated by using (Equation 2) shown below.

[수 2][Number 2]

Figure 112013069840218-pat00002
Figure 112013069840218-pat00002

이하에서 나타낸 보정 처리를 행하지 않고 (수식2)를 그대로 사용하면, 미분항을 생략한 영향으로 축 오차 Δθc의 연산 결과에 오차가 생길 가능성이 있다.If the following correction process is not performed and the equation (2) is used as it is, there is a possibility that an error occurs in the calculation result of the axial error ?? c due to the omission of the differential term.

따라서, 본 실시형태에서는, (수식2)를 사용하여 축 오차 Δθc를 저감하도록, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)에서 dc축 전압 지령 Vdc* 및 dc축 전류 Idc의 위상 및 진폭을 보정하는 것으로 했다. 이에 의해, 축 오차 Δθc를 간이하고 또한 고속으로 산출하면서 축 오차 Δθc 자체의 오차를 저감하고, 맥동 토크를 효과적으로 억제할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, the phase and amplitude of the dc-axis voltage command Vdc * and the dc-axis current Idc are corrected (corrected) by the correction function-equipped signal reproduction processing units 303 and 304 so as to reduce the shaft error ?? . Thereby, it is possible to reduce the error of the shaft error ?? c itself and effectively suppress the pulsation torque while calculating the shaft error ?? c at a high speed and at a high speed.

(보정 기능 구비 신호 재현 처리부)(Signal reproduction processor with correction function)

도 2는, dc축 전압 지령에 관한 보정 기능 구비 신호 재현 처리부의 구성도이다.Fig. 2 is a configuration diagram of a signal-reproduction processing section provided with a correction function relating to the dc-axis voltage command.

보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303)는, 주로, 푸리에 순변환기(303a)와, 1차 지연 필터(303b, 303c, 303d)와, 푸리에 역변환기(303f)를 갖고 있다.The correction-function-provided signal reproduction processing section 303 mainly has a Fourier transformer 303a, first order delay filters 303b, 303c, and 303d, and a Fourier inverse transformer 303f.

푸리에 순변환기(303a)는, 전류 센서(2)에 의해 검출된 시점에서의 회전자(도시 생략)의 기계각 위상값 θr을 사용하여 산출되는 sinθr, cosθr과, 전압 지령 연산기(315)로부터 입력되는 dc축 전압 지령 Vdc*를 각각 승산하고, 1차 지연 필터(a2)에 출력한다.The Fourier inverse transformer 303a calculates sin θr and cosθr calculated using the machine angular phase value θr of the rotor (not shown) at the time point detected by the current sensor 2 and the sin θr and cosθr calculated from the voltage command calculator 315 And the dc-axis voltage command Vdc * to be output to the first-order delay filter a2.

부가하면, 상기한 기계각 위상값 θr은, 적분기(310)(도 1 참조)에 의해 산출되는 위상 추정값 θdc를 교류 모터(5)의 기계각으로 변환한 값이다. 또한, 전기각주파수 ωlc를 적분함으로써 위상 추정값 θdc를 산출하고, 이 위상 추정값 θdc를 사용하여 회전자의 기계각 위상값 θr을 산출하는 「기계각 위상값 산출 수단」은, 적분기(310)와, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)를 포함하여 구성된다.In addition, the mechanical angular phase value? R is a value obtained by converting the phase estimated value? Dc calculated by the integrator 310 (see FIG. 1) into the mechanical angle of the AC motor 5. The "mechanical angular phase value calculating means" for calculating the phase estimated value? Dc by integrating the electric angular frequency? C and calculating the mechanical angular phase value? R of the rotor by using the estimated phase value? Dc includes an integrator 310, And a correction function-equipped signal reproduction processor (303, 304).

1차 지연 필터(303b, 303c)는 각각, 푸리에 순변환기(303a)로부터 입력되는 신호로부터 고조파 성분을 제거하고, dc축 전압 지령 Vdc*의 변동 성분을 추출한다. 상기한 변동 성분이란, dc축 전압 지령 Vdc*의 시간적인 평균값과, 정현파상으로 변동하는 dc축 전압 지령값 Vdc*의 차분을 의미하고 있다.The first-order delay filters 303b and 303c respectively remove the harmonic components from the signals input from the Fourier transformers 303a and extract the fluctuation components of the dc-axis voltage command Vdc *. The above-described fluctuation component means the difference between the time average value of the dc-axis voltage command Vdc * and the dc-axis voltage command value Vdc * fluctuating on the sinusoidal wave.

1차 지연 필터(303b, 303c)는, 이 변동 성분의 sin측 스칼라값 Vldcsin* 및 cos측 스칼라값 Vldccos*을 푸리에 역변환기(303f)에 출력한다. 또, 1차 지연 필터(303b, 303c)의 시정수 T1은, 고조파 성분을 제거하면서 변동 성분을 추출 가능한 값으로 하여 미리 설정되어 있다.The first order delay filters 303b and 303c output the sin side scalar value Vldc sin * and the cos side scalar value Vldc cos * of this fluctuation component to the Fourier inverse transformer 303f. The time constants T 1 of the first-order delay filters 303b and 303c are set in advance so that the variation component can be extracted while removing the harmonic components.

1차 지연 필터(303d)는, 전압 지령 연산기(315)로부터 입력되는 dc축 전압 지령 Vdc*의 소정 시간 내에서의 평균값을 구하도록 필터 처리를 실행하고, 평균 전압 지령 Vdc_Base*로서 가산기(303h)에 출력한다. 또, 1차 지연 필터(303f)의 시정수 T2는, dc축 전압 지령 Vdc*의 평균값을 산출 가능한 값으로 하여 미리 설정되어 있다.The first-order delay filter 303d performs filter processing so as to obtain an average value of the dc-axis voltage command Vdc * input from the voltage command calculator 315 within a predetermined time, and outputs the average voltage command Vdc_Base * . The time constant T 2 of the first-order delay filter 303f is set in advance so that the average value of the dc-axis voltage command Vdc * can be calculated.

가산기(303e)는, 전류 센서(2)에 의해 검출된 시점에서의 회전자(도시 생략)의 기계각 위상값 θr과, 위상 보정값 Δθcom을 가산하고, 푸리에 역변환기(303f)에 출력한다. 또, 위상 보정값 Δθcom은, 축 오차 Δθc의 연산 처리에서 (수식2)를 사용함에 따른 오차를 저감하도록 사전의 실험에 의거하여 미리 설정되어 있다.The adder 303e adds the machine angular phase value? R of the rotor (not shown) at the time point detected by the current sensor 2 and the phase correction value ?? com, and outputs it to the Fourier inverse transformer 303f. The phase correction value ?? com is set in advance based on an experiment to reduce an error caused by the use of (Expression 2) in the calculation processing of the axial error ?? c.

위상값(θr+Δθcom)에 대응하는 dc축 보정 전압 지령 Vdc*를 축 오차 Δθc의 추정에 사용함으로써, 미분항이 생략된 (수식2)를 사용함에 따른 오차를 저감할 수 있다.By using the dc-axis correction voltage command Vdc * corresponding to the phase value (? R +? Com) for the estimation of the axial error ??

또한, 교류 모터(5)의 회전 속도가 클수록, (수식2)를 사용함에 따른 오차가 작아지는 것이 판명되었다. 따라서, 교류 모터(5)의 회전 속도가 상승함에 따라서, 위상 보정값 Δθcom을 작게 하는(즉, 회전 속도와 음(負)의 상관을 갖게 하는) 것이 바람직하다. 이에 의해, 교류 모터(5)의 회전 속도에 따라, 상기한 오차를 작게 하도록 위상 보정값 Δθcom을 조정할 수 있다.It has also been found that the larger the rotational speed of the alternating-current motor 5, the smaller the error caused by the use of (Equation 2). Therefore, it is preferable that the phase correction value [Delta] [theta] com is made smaller (i.e., has a negative correlation with the rotational speed) as the rotational speed of the alternating-current motor 5 increases. Thus, the phase correction value [Delta] [theta] com can be adjusted so as to reduce the error according to the rotational speed of the AC motor 5. [

또, 위상 보정값 Δθcom을, 미리 설정된 고정값으로 해도 된다.Also, the phase correction value ?? com may be a preset fixed value.

푸리에 역변환기(303f)는, 1차 지연 필터(303b)로부터 입력되는 sin측 스칼라값 Vldcsin*과, 1차 지연 필터(303c)로부터 입력되는 cos측 스칼라값 Vldccos*과, 가산기(303e)로부터 입력되는 위상값(θr+Δθcom)에 의거하여 푸리에 역변환을 행한다.Fourier inverse converter (303f), the first-order lag filter sin side input from (303b) scalar Vldc sin * and a primary delay filter cos side input from (303c) the scalar value Vldc cos * and an adder (303e) (R + [Delta] [theta] com) inputted from the Fourier transformer.

즉, 푸리에 역변환기(303f)는, sin측 스칼라값 Vldcsin* 및 cos측 스칼라값 Vldccos*으로 특정되는 벡터의 위상을, 위상 보정값 Δθcom분 시프트 시키도록 푸리에 역변환을 행하고, 그 결과를 비례 연산기(303g)에 출력한다.That is, the Fourier inverse transformer 303f performs inverse Fourier transform so that the phase of the vector specified by the sin side scalar value Vldc sin * and the cos side scalar value Vldc cos * is shifted by the phase correction value ?? com, And outputs it to the computing unit 303g.

비례 연산기(303g)는, 푸리에 역변환기(303f)로부터 입력되는 값(회전자의 기계각 위상값 θr을 위상 보정값 Δθcom분만큼 시프트시킨 정현파에 대응함)에 소정의 비례 게인 Kp를 승산하고, 가산기(303h)에 출력한다.The proportional operator 303g multiplies the value input from the Fourier inverse transformer 303f (corresponding to a sinusoidal wave obtained by shifting the mechanical phase angle value? R of the rotor by the phase correction value ?? com) by a predetermined proportional gain Kp, (303h).

비례 게인 Kp의 크기는, (수식2)를 사용했을 경우의 오차를 저감 가능한 값으로 하여, 사전의 실험에 의거하여 미리 설정되어 있다.The magnitude of the proportional gain Kp is previously set based on experiments in the prior art, with the error in the case of using (Equation 2) being a value that can be reduced.

가산기(303h)는, 1차 지연 필터(303d)로부터 입력되는 평균 전압 지령 Vdc_Base*에, 비례 연산기(303g)로부터 입력되는 변동분을 가산하고, dc축 보정 전압 지령 Vdc*f로서 축 오차 추정기(305)(도 1 참조)에 출력한다.The adder 303h adds the variation input from the proportional operator 303g to the average voltage command Vdc_Base * input from the first-order delay filter 303d and outputs the dc-axis correction voltage command Vdc * f to the axis error estimator 305 (See Fig. 1).

도 3은, 전압 지령 연산기로부터 출력되는 dc축 전압 지령 Vdc*과, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부에서 출력되는 dc축 보정 전압 지령 Vdc*f를 나타낸 파형도이다.3 is a waveform diagram showing the dc-axis voltage command Vdc * output from the voltage command calculator and the dc-axis correction voltage command Vdc * f output from the correction-function-provided signal reproduction processor.

도 3에 나타낸 바와 같이, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303)에 의해, dc축 전압 지령 Vdc*의 위상이 위상 보정값 Δθcom분만큼 진행되고, dc축 보정 전압 지령 Vdc*f로 변환되어 있다. 또, 도 3에 나타낸 예에서는, 비례 연산기(303g)에서 사용하는 비례 게인 Kp를 ‘1’로 설정하고 있다.3, the phase of the dc-axis voltage command Vdc * is advanced by the phase correction value ?? com by the correction-function-signal-generating processor 303 and is converted into the dc-axis correction voltage command Vdc * f. In the example shown in Fig. 3, the proportional gain Kp used in the proportional operator 303g is set to '1'.

도 4는, dc축 전류에 관한 보정 기능 구비 신호 재현 처리부의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a signal-reproduction-with-correction-function-processing section relating to the dc-axis current.

보정 기능 구비 신호 재현 처리부(304)는, 주로, 푸리에 순변환기(304a)와, 1차 지연 필터(304b, 304c, 304d)와, 푸리에 역변환기(304f)를 갖고 있다.The correction function-equipped signal reproduction processing section 304 mainly has a Fourier transformer 304a, first order delay filters 304b, 304c and 304d, and a Fourier inverse transformer 304f.

또, 도 4에 나타낸 각 구성의 처리 내용은, dc축 전압 지령에 관한 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303)(도 2 참조)의 경우와 같기 때문에, 설명을 생략한다.4 are the same as those in the signal reproduction processor 303 (see Fig. 2) with the correction function relating to the dc-axis voltage command, and therefore the description thereof will be omitted.

<효과><Effect>

본 실시형태에 따른 모터 제어 장치(3)에서는, 전류 센서(2)에 의해 검출된 시점에서의 기계각 위상값 θr을 위상 보정값 Δθcom분만큼 시프트 시키고, 또한 진폭을 적절히 변경하여 dc축 보정 전압 지령 Vdc*f 및, dc축 보정 전류 Idcf를 산출한다.The motor control apparatus 3 according to the present embodiment shifts the machine angular phase value? R at the point of time detected by the current sensor 2 by the phase correction value ?? com and changes the amplitude appropriately, The command Vdc * f, and the dc axis correction current Idcf.

또한, 위상 보정값 Δθcom 및 비례 게인 Kp는, 미분항을 생략한 (수식2)를 사용함으로써 생길 수 있는 오차(즉, 본 실시형태를 사용하지 않을 경우에 생기는 오차)를 저감시키도록, 미리 설정되어 있다.The phase correction value ?? com and the proportional gain Kp are set in advance so as to reduce the error that can be caused by using the equation (2) in which the differential term is omitted (that is, an error caused when the present embodiment is not used) .

이와 같이 미분항을 생략한 (수식2)를 사용함으로써, 축 오차 Δθc를 연산할 때의 모터 제어 장치(3)의 연산 부하를 저감하고, 전류 검출값 Ist를 3상 전압 지령 Vu*, Vv*, Vw*에 반영시킬 때의 응답성을 높일 수 있다.By using the expression (2) in which the differential term is omitted, the calculation load of the motor control device 3 at the time of calculating the axis error ?? c is reduced and the current detection value Ist is converted into the three-phase voltage commands Vu * and Vv * , And Vw * can be increased.

또한, 축 오차 추정기(305)는, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)에 의해 위상·진폭이 보정된 dc축 보정 전압 지령 Vdc*f 및 dc축 보정 전류 지령 Idcf에 의거하여 축 오차 Δθc를 추정된다. 따라서, 미분항을 생략한 (수식2)를 사용함에 따른 오차를 저감하고, 시시각각으로 변화하는 축 오차 Δθc를 정확하게 산출할 수 있다.Based on the dc-axis correction voltage command Vdc * f and the dc-axis correction current command Idcf whose phase and amplitude are corrected by the correction-function-provided signal reproduction processing units 303 and 304, the axial error estimator 305 calculates an axial error & Respectively. Therefore, it is possible to reduce errors due to the use of the equation (2) in which the differential term is omitted, and to accurately calculate the axial error ??

이와 같이, 축 오차 Δθc를 고속이고 또한 정확하게 산출함으로써, 교류 모터(5)에서 생기는 맥동 토크를 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 주기적인 외란에 기인하는 압축기(6)(도 1 참조)의 진동이나 소음을 저감할 수 있다.Thus, by calculating the shaft error ?? c at high speed and accurately, the pulsation torque generated in the AC motor 5 can be effectively suppressed. As a result, vibration and noise of the compressor 6 (see Fig. 1) caused by periodic disturbance can be reduced.

또한, 본 실시형태에 의하면, 상기한 축 오차 Δθc에 의거하여 맥동 토크를 억제하기 때문에, 맥동 토크를 없애기 위하여 요하는 전력을 효율적으로 소비할 수 있다. 따라서, 교류 모터(5)를 고효율로 구동시킬 수 있다.Further, according to the present embodiment, since the pulsation torque is suppressed based on the above-mentioned axial error ?? c, the power required to eliminate the pulsation torque can be efficiently consumed. Therefore, the AC motor 5 can be driven with high efficiency.

《변형예》"Variations"

이상, 본 발명에 따른 모터 제어 장치(3)에 대하여 상기 실시형태에 의해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변경을 행할 수 있다.As described above, the motor control apparatus 3 according to the present invention has been described with reference to the above embodiment, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made.

예를 들면, 상기 실시형태에서는, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)가 dc축 보정 전류 Idcf 및, dc축 보정 전압 지령 Vdc*f를 산출할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, 교류 모터(5)의 dc축 전류, qc축 전류, dc축 전압 지령, 및 qc축 전압 지령 중 적어도 하나에 관하여 위상값 보정 처리 및 진폭값 보정 처리를 실행해도 된다.For example, in the above-described embodiment, the case where the correction-function-provided signal reproduction processing sections 303 and 304 calculate the dc-axis correction current Idcf and the dc-axis correction voltage command Vdc * f is described, . That is, the phase value correcting process and the amplitude value correcting process may be carried out with respect to at least one of the dc axis current, the qc axis current, the dc axis voltage command, and the qc axis voltage command of the AC motor 5.

이 경우에도, 위상 보정값 θcom 및 비례 게인 Gp를 적절히 설정함으로써, 축 오차 Δθc의 연산에 (수식2)를 사용함에 따른 오차를 저감할 수 있다.In this case as well, by appropriately setting the phase correction value [theta] com and the proportional gain Gp, it is possible to reduce the error caused by the use of (Expression 2) in the calculation of the axial error [Delta] [theta] c.

또한, 상기 실시형태에서는, 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(303, 304)가, 위상값 보정 처리 및 진폭값 보정의 양쪽을 실행할 경우에 대하여 설명했지만, 어느 한쪽을 실행해도 된다.In the above-described embodiment, the case where the correction-function-provided signal reproduction processing units 303 and 304 execute both the phase value correction process and the amplitude value correction is described, but either one may be performed.

또한, 상기 실시형태에서는, 위상 보정값 θcom 및 비례 게인 Gp로서, dc축 전류 Idc 및 dc축 전압 지령 Vdc*의 보정 처리에서 동일한 값을 사용할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, dc축 전류 Idc에 관한 보정 처리와, dc축 전압 지령 Vdc*에 관한 보정 처리에서 위상 보정값 θcom 및 비례 게인 Gp를 상이한 값으로 설정해도 된다.In the above embodiment, the same value is used in the correction processing of the dc axis current Idc and the dc axis voltage command Vdc * as the phase correction value? Com and the proportional gain Gp, but the present invention is not limited to this. That is, the phase correction value? Com and the proportional gain Gp may be set to different values in the correction process for the dc-axis current Idc and the correction process for the dc-axis voltage command Vdc *.

또한, 상기 실시형태에서는, 보정 후의 기계각 위상값(θr+Δθcom)을 원래의 기계각 위상값 θr보다 진행시키는(즉, θcom>0) 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, 보정 후의 기계각 위상값(θr+Δθcom)을 원래의 기계각 위상값 θr보다 늦춰도 된다(즉, θcom<0).In the above-described embodiment, the case has been described in which the corrected machine angular phase value (? R +? Com) is advanced to the original machine angular phase value? R (that is,? Com> 0). That is, the corrected machine angular phase value (? R +? Com) after the correction may be made to be slower than the original machine angular phase value? R (that is,? Com <0).

또한, 상기 실시형태에서는, 축 오차 추정기(305)에 의해 축 오차 Δθc를 추정할 때에 (수식2)를 사용할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, 확장 유기 전압에 의거하는 것이면, (수식2) 이외의 식을 사용해도 된다.In the above-described embodiment, the case where the axial error estimator 305 estimates the axial error [Delta] [theta] c (Formula 2) is described, but the present invention is not limited to this. That is, if it is based on the extended organic voltage, an expression other than (Expression 2) may be used.

또한, 상기 실시형태에서는, 압축기(6)로서 로터리 압축기를 사용할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, 압축기(6)로서 레시프로 압축기 등 다른 종류의 압축기를 사용해도 된다.In the above embodiment, the rotary compressor is used as the compressor 6, but the present invention is not limited to this. That is, another type of compressor such as a reciprocating compressor may be used as the compressor 6.

또한, 상기 실시형태에서는, 인버터(1)의 직류측에 접속되는 모선 P의 전류값 Ist 등을 사용하여 축 오차 Δθc를 추정할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 예를 들면, 인버터(1)의 교류측의 전류값 iu, iw를 검출함으로써 축 오차 Δθc를 추정해도 된다.In the above embodiment, the case where the shaft error ?? c is estimated using the current value Ist of the bus line P connected to the dc side of the inverter 1, is not limited to this. For example, the axial error [Delta] [theta] c may be estimated by detecting the current values iu and iw on the AC side of the inverter 1. [

또한, 상기 실시형태에서는, 교류 모터(5)로서 동기 모터를 사용할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, 교류 모터(5)로서 유도 모터를 사용해도, 상기 실시형태와 같은 방법으로 고정밀한 맥동 토크 억제 제어를 실행할 수 있다.In the above embodiment, the case where the synchronous motor is used as the AC motor 5 has been described, but the present invention is not limited thereto. That is, even if an induction motor is used as the alternating-current motor 5, high-precision pulsating torque suppression control can be performed in the same manner as in the above embodiment.

또한, 상기 실시형태에서는, 모터 제어 장치(3)에 의해 구동되는 교류 모터(5)를 압축기(6)에 설치할 경우에 대하여 설명했지만, 이것에 제한되지 않는다. 즉, 위치 센서리스로 교류 모터(5)를 구동시키는 것이면, 모든 기기 및 시스템에 적용할 수 있다.In the above embodiment, the case where the AC motor 5 driven by the motor control device 3 is installed in the compressor 6 has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, if the AC motor 5 is driven by the position sensorless operation, it can be applied to all devices and systems.

S 모터 제어 시스템
1 인버터
2 전류 센서(전류 검출 수단)
3 모터 제어 장치
301 전류 재현 처리부(전류 산출 수단)
302 3상/2축 변환기(전류 산출 수단)
303, 304 보정 기능 구비 신호 재현 처리부(보정 처리 수단, 기계각 위상값 산출 수단)
305 축 오차 추정기(축 오차 추정 수단)
306 맥동 토크 억제 제어기(맥동 토크 억제 제어 수단)
310 적분기(기계각 위상값 산출 수단)
315 전압 지령 연산기(전압 지령 산출 수단)
316 각주파수 지령 발생기(각주파수 지령 생성 수단)
317 2축/3상 변환기
318 PWM 신호 발생기
5 교류 모터
S motor control system
1 inverter
2 Current sensor (current detection means)
3 Motor control unit
301 current reproduction processing section (current calculation means)
302 Three-phase / two-axis converter (current calculating means)
303, and 304 A signal reproduction signal processing section (correction processing means, machine angular phase value calculating means)
305 axis error estimator (axial error estimation means)
306 Pulse torque suppression controller (pulsation torque suppression control means)
310 integrator (mechanical phase value calculating means)
315 Voltage command calculator (voltage command calculation means)
316 Each frequency reference generator (each frequency reference generator)
317 Two-axis / three-phase converter
318 PWM Signal Generator
5 AC motors

Claims (4)

교류 모터의 dc축 전류 및 qc축 전류를, 전류 검출 수단에 의해 검출되는 상기 교류 모터의 전류값에 의거하여 산출하는 전류 산출 수단과,
상기 교류 모터를 구동하는 인버터에의 전압 지령에 대응하는 dc축 전압 지령 및 qc축 전압 지령을 산출하는 전압 지령 산출 수단과,
확장 유기 전압의 개념에 의거하여, 상기 교류 모터의 실축과 제어축의 축 오차를 추정하는 축 오차 추정 수단과,
상기 축 오차 추정 수단에 의해 추정되는 상기 축 오차를 없애도록 보정 전류 지령을 산출하고, 상기 교류 모터의 맥동 토크를 억제하는 맥동 토크 억제 제어 수단과,
상기 교류 모터의 dc축 전류, qc축 전류, dc축 전압 지령, 및 qc축 전압 지령 중 적어도 하나의 위상값 및/또는 진폭값을 보정하는 보정 처리 수단을 구비하고,
상기 축 오차 추정 수단은, 상기 dc축 전류, qc축 전류, dc축 전압 지령, 및 qc축 전압 지령 중 상기 보정 처리 수단에 의해 보정된 적어도 하나의 값과 상기 전류 산출 수단 및 상기 전압 지령 산출 수단으로부터 입력된 값에 의거하여 상기 축 오차를 추정하는 것
을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
Current calculating means for calculating the dc axis current and the qc axis current of the alternating-current motor based on the current value of the alternating-current motor detected by the current detecting means,
Voltage command calculating means for calculating a qc-axis voltage command and a dc-axis voltage command corresponding to a voltage command to the inverter for driving the ac motor,
Axis error estimation means for estimating an axial error between the real axis and the control axis of the AC motor based on the concept of the extended electromotive voltage,
A pulsating torque suppression control means for calculating a correction current command to eliminate the shaft error estimated by the shaft error estimation means and suppressing a pulsation torque of the AC motor;
And correction processing means for correcting at least one phase value and / or amplitude value among the dc axis current, the qc axis current, the dc axis voltage command, and the qc axis voltage command of the alternating current motor,
Wherein the axis error estimation means comprises at least one value corrected by the correction processing means among the dc axis current, the qc axis current, the dc axis voltage command, and the qc axis voltage command and the at least one value corrected by the current calculation means and the voltage command calculation means And estimates the axis error based on the value input from
And the motor control device.
제1항에 있어서,
상기 교류 모터의 전기각주파수를 적분함으로써 위상 추정값을 산출하고, 당해 위상 추정값을 사용하여, 상기 교류 모터의 회전자의 기계각 위상값을 산출하는 기계각 위상값 산출 수단을 구비하고,
상기 보정 처리 수단은,
상기 기계각 위상값 산출 수단에 의해 산출되는 상기 기계각 위상값에 소정의 보정 위상값을 가산함으로써, 상기 적어도 하나의 위상값을 보정하는 것
을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
The method according to claim 1,
And mechanical angular phase calculating means for calculating a phase estimation value by integrating the electric angular frequency of the AC motor and calculating a mechanical angular phase value of the rotor of the AC motor using the phase estimation value,
The correction processing means,
And correcting the at least one phase value by adding a predetermined correction phase value to the machine angular phase value calculated by the machine angular phase value calculating means
And the motor control device.
제1항에 있어서,
상기 보정 처리 수단은,
상기 적어도 하나의 진폭값에 소정의 비례 게인을 승산함으로써, 당해 적어도 하나의 진폭값을 보정하는 것
을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
The method according to claim 1,
The correction processing means,
Multiplying the at least one amplitude value by a predetermined proportional gain to correct the at least one amplitude value
And the motor control device.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 축 오차 추정 수단은,
이하에 나타낸 (수식2)를 사용하여 상기 축 오차를 추정하는 것
을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
[수 2]
Figure 112013069840218-pat00003

단, Vdc* : dc축 전압 지령, Vqc* : qc축 전압 지령, Idc : dc축 전류, Iqc : qc축 전류, r : 교류 모터의 저항값, Lq : q축 인덕턴스, ωlc : 교류 모터의 전기각주파수.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the axis error estimation means comprises:
And estimating the axial error using the following equation (2)
And the motor control device.
[Number 2]
Figure 112013069840218-pat00003

Idc: dc axis current, Iqc: qc axis current, r: resistance value of the AC motor, Lq: q-axis inductance, ωc: electric current of the AC motor Each frequency.
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