KR101699216B1 - 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치 - Google Patents

영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치 Download PDF

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Abstract

제어 장치(10)는 영구 자석식 회전 전동기(11)로 공급되는 상전류 Iu, Iv, Iw를 dq 좌표축상에서의 d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq로 변환하고, 토크 지령 T, d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq에 기초하여, 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계의 크기가, 영구 자석(5)의 보자력 이하가 되도록, 회전자 위치에 따라서, d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq 중 적어도 한쪽의 값을 변화시키는 전류 지령(d축 전류 지령 Id*, q축 전류 지령 Iq*)을 연산한다.

Description

영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치{PERMANENT MAGNET ROTATING ELECTRIC MACHINE CONTROL DEVICE}
본 발명은 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치에 관한 것이다.
근래, 산업 기기 등의 교류 전동기의 응용 분야에 있어서, 영구 자석식 회전 전동기를 인버터로 구동 제어하는 방식의 사례가 증가하고 있다. 영구 자석식 회전 전동기를 구동 제어하는 수법에서는, 예를 들면, 영구 자석식 회전 전동기로의 입력 전류인 U상(phase) 전류, V상 전류, 및 W상 전류(상전류 Iu, Iv, Iw)가, 위상각(phase angle)을 기준으로 하여, 계자(界磁)의 자속축과 동 위상의 d축 전류와, 계자의 자속축과 직교하는 q축 전류로 변환된다.
영구 자석의 감자(減磁)를 억제하는 방법으로서, 예를 들면 하기 특허 문헌 1에는, 회전자의 위치에 기초하여 q축 전류 지령의 크기를 변화시킴으로써, 감자 판별 처리에 있어서의 감자 작용을 억제하는 방법이 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2005－151714호 공보
그렇지만, 상기 특허 문헌 1로 대표되는 종래 기술에서는, 이하와 같은 과제가 있었다. 영구 자석식 회전 전동기를 일정 속도, 또한 일정 토크로 운전하는 경우, q축 전류 지령치를 일정하게 함으로써, 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw는 dq축 전류 지령에 따라서 dq축 좌표계로부터 삼상 교류 좌표계로 변환되어, 정현파(正弦波) 모양이 된다. 토크 맥동(torque pulsation)을 억제한다는 점에서는, 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw는 정현파인 것이 바람직하지만, 영구 자석식 회전 전동기에서는, 영구 자석의 원주 방향 단부(영구 자석 단부)에 역자계가 크게 작용하기 쉬운 회전자 위치가 인지되어, 감자가 발생하는 문제가 일어난다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 토크 맥동을 억제하면서 영구 자석의 감자 내력(耐力)을 향상시키는 것이 가능한 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 영구 자석식 회전 전동기로 공급되는 상전류를 dq 좌표축상에서의 d축 전류 및 q축 전류로 변환하고, 토크 지령, 상기 d축 전류, 및 상기 q축 전류에 기초하여, 영구 자석식 회전 전동기의 회전자에 마련된 영구 자석의 원주 방향 단부에 작용하는 역(逆)자계의 크기가, 상기 영구 자석의 보자력(保磁力, magnetic coercive force) 이하가 되도록, 상기 회전자의 회전자 위치에 따라서, 상기 d축 전류 및 상기 q축 전류 중 적어도 한쪽의 값을 변화시키는 전류 지령을 연산하는 것을 특징으로 한다.
이 발명에 의하면, 토크 맥동을 억제하면서 영구 자석의 감자 내력을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1 내지 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1 내지 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시되는 영구 자석의 단면 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 영구 자석 단부에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다.
도 6은 종래 기술로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시되는 전류로 구동되는 영구 자석 단부에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 영구 자석 단부에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 영구 자석 단부에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다.
이하에, 본 발명에 따른 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시 형태 1.
도 1은 본 발명의 실시 형태 1 내지 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 제어 장치(10)의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 실시 형태 1 내지 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시되는 영구 자석(5)의 단면 확대도이다. 도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 제어 장치(10)로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다. 이하의 설명에서는, 특히 언급하지 않는 한, 본 실시 형태에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)를 간단하게 「전동기(11)」라고 칭한다.
도 1에 도시되는 제어 장치(10)는, 주된 구성으로서, 삼상(三相)/dq 변환부(13), PWM 제어부(14), 및 전류 지령 연산부(15)를 가지고 구성되어 있고, 토크 지령 T에 전동기(11)의 토크가 일치하도록 전력 변환기(12)를 제어한다.
교류 회전기인 전동기(11)는 전력 변환기(12)에 접속되고, 전력 변환기(12)는 제어 장치(10)에 제어됨으로써 직류 전력을 임의의 주파수의 교류 전력으로 변환하여, 전동기(11)로 공급한다. 전력 변환기(12)와 전동기(11)를 접속하는 3개의 결선(結線)에는, CT(전류 변성기) 등의 전류 검출부(17a, 17b, 17c)가 배치된다. 전류 검출부(17a, 17b, 17c)에서는, 전동기(11)에 발생하는 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw가 검출되고, 검출된 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw는 삼상/dq 변환부(13)에 주어진다.
삼상/dq 변환부(13)는 전류 검출부(17a, 17b, 17c)로부터 얻어진 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw를, dq 좌표축상에서의 d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq로 변환하여, 전류 지령 연산부(15)로 출력한다.
전류 지령 연산부(15)에는, 예를 들면 도시하지 않은 외부의 제어 장치로부터 출력된 토크 지령 T가 입력되고, 전류 지령 연산부(15)는 d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq를 이용하여 전동기(11)의 로터 각도(rotor angle)(회전자 위치)를 검출한다. 또 전류 지령 연산부(15)는 회전자 위치, 토크 지령 T, d축 전류 Id, 및 q축 전류 Iq에 기초하여, q축 전류 지령 Iq* 및 d축 전류 지령 Id*를 연산한다.
PWM 제어부(14)는 q축 전류 지령 Iq* 및 d축 전류 지령 Id*에 기초하여, 게이트 구동 신호인 삼상 전압 지령 Vu, Vv, Vw를 연산하여 전력 변환기(12)로 출력한다.
도 2에 도시되는 전동기(11)는 고정자 철심(1)과 회전자(6)로 구성되어 있다. 고정자(3)는 환상(環狀)으로 형성된 고정자 철심(1)과, 외부 전력이 공급되는 고정자 권선(2)으로 구성되어 있다. 고정자 철심(1)의 내주(內周)측에는, 원주 방향으로 등간격으로 배치된 복수의 티스(1a)가 형성되고, 인접하는 각 티스(1a)의 사이에는 슬롯(9)이 형성된다. 회전자(6)는 고정자 철심(1)의 내경측의 간극(8)을 통해서 배치되고, 회전자(6)의 중심에는 회전자축(7)이 마련되어 있다. 회전자 철심(4)의 외경 측면에는, 서로 다른 극성의 영구 자석(5)이 원주 방향으로 교호로 배치되어 있다. 또한 도시예의 전동기(11)는, 일례로서, 8극 12슬롯으로 되어 있지만, 자극의 수 및 슬롯(9)의 수는, 그 외의 조합으로 되어 있어도 좋다.
도 3에는 도 2에 도시되는 영구 자석(5)을 확대한 것이다. 도시예와 같은 영구 자석(5)은, 단면 사다리꼴 형상 혹은 단면 D형상으로 형성되어 있다. 이러한 형상적인 요인에 의해, 영구 자석(5)은 원주 방향 중앙부(5a)보다도 원주 방향 단부(영구 자석 단부(5b))일수록 역자계로 감자되기 쉽다.
본 실시 형태의 제어 장치(10)의 전류 지령 연산부(15)는, 전동기(11)를 일정 속도, 또한 일정 토크로 운전하는 경우, 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계의 크기가, 영구 자석(5)의 보자력 이하가 되도록, 회전자 위치에 따라 q축 전류 지령 Iq*의 값을 변화시키도록 구성되어 있다.
도 4 및 도 5를 이용하여 본 실시 형태의 제어 장치(10)의 동작을 설명한다. 도 4 (a)에는, 회전자(6)의 회전 위치를 나타내는 전기각과, dq축 전류 지령치(d축 전류 지령 Id* 및 q축 전류 지령 Iq*의 값)의 관계가 도시되어 있다. 도시예와 같이, q축 전류 지령 Iq*의 값이 회전자 위치에 따라 변화하고 있지만, d축 전류 지령 Id*의 값은 제로로 되어 있다. 도 4 (b)에는, 도 4 (a)의 dq축 전류 지령치에 따라서 dq축 좌표계에서 삼상 교류 좌표계로 변환된 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw가 도시되어 있다.
도 4 (a)에 도시되는 것처럼, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치(도 5의 부호 A로 도시되는 산부(山部))에서는, q축 전류 지령 Iq*의 값이 억제되고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치(도 5의 부호 B로 나타나는 골부(谷部))에서는, q축 전류 지령 Iq*의 값이 높아져, 예를 들면 최대치가 된다.
도 6은 종래 기술로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다. 도 7은 도 6에 도시되는 전류로 구동되는 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다. 상기 특허 문헌 1로 대표되는 종래 기술에서는, 전동기(11)를 일정 속도, 또한 일정 토크로 운전하는 경우, 도 6 (a)에 도시되는 것처럼, 회전자 위치와 관계없이, q축 전류 지령 Iq*의 값이 일정하게 제어된다. 도 6 (b)에는, 도 6 (a)의 dq축 전류 지령치에 따라서 dq축 좌표계에서 삼상 교류 좌표계로 변환된 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw가 도시되어 있다.
이와 같이 q축 전류 지령 Iq*의 값을 일정하게 함으로써, 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw는 정현파 모양이 된다. 토크 맥동을 억제한다는 점에서는, 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw가 정현파인 것이 바람직하다. 그런데, 이와 같이 제어했을 경우, 영구 자석 단부(5b)에는 역자계가 크게 작용하여, 감자가 발생한다.
이러한 문제를 해소하기 위해서, 본 실시 형태에 따른 제어 장치(10)는 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계의 크기가, 영구 자석(5)의 보자력 이하가 되도록, 회전자 위치에 따라 q축 전류 지령 Iq*를 변화시키도록 구성되어 있다. 이것에 의해, 영구 자석 단부(5b)의 감자가 회피된다. 또, 특정의 회전자 위치에서만 q축 전류 지령 Iq*의 값이 억제되기 때문에, 토크 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.
또한, 도 1에 도시되는 전류 지령 연산부(15)는 d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq를 이용하여 전동기(11)의 로터 각도(회전자 위치)를 검출하도록 구성되어 있지만, 회전자 위치의 검출 방법은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 전동기(11)에 회전각 센서 등의 위치 검출 수단을 마련하여, 위치 검출 수단으로부터 출력되는 위치 신호에 기초하여 회전자 위치를 검출해도 된다. 또, 본 실시 형태에서는 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw를 검출하는 수단으로서 전류 검출부(17a, 17b, 17c)를 이용하고 있지만, 다른 공지의 수법을 이용하여 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw를 검출해도 된다. Iu＋Iv＋Iw=0인 관계가 성립하므로, 예를 들면 U상과 V상의 2개 결선에만 CT를 배치하면, W상의 상전류 Iw는 U상, V상의 검출 전류로부터 구할 수도 있다. 따라서 3개의 전류 검출부(17a, 17b, 17c) 중의 어느 1개를 생략해도 된다.
이상에 설명한 것처럼 본 실시 형태에 따른 제어 장치(10)는, 영구 자석 단부(5b)에 영구 자석(5)의 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치(부호 A의 위치)에서는, 영구 자석 단부(5b)에 영구 자석(5)의 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 회전자 위치(부호 B의 위치)에서 흐르는 q축 전류 Iq의 값보다도 작은 q축 전류 Iq를 통류(通流)시키도록, q축 전류 Iq의 q축 전류 지령 Iq*를 연산하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 특정의 회전자 위치에서 q축 전류 Iq가 억제되기 때문에, 토크 맥동을 억제하면서 영구 자석 단부(5b)의 감자가 회피됨과 아울러, 토크 저하를 최소한으로 억제할 수 있다.
실시 형태 2.
도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 제어 장치(10)로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다. 도 9는 본 발명의 실시 형태 2에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다.
본 실시 형태의 제어 장치(10)는 전동기(11)를 일정 속도, 또한 일정 토크로 운전하는 경우, 영구 자석 단부(5b)에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치(부호 A의 위치)에서는, 이 영구 자석 단부(5b)에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 회전자 위치(부호 B의 위치)에서 흐르는 d축 전류 Id의 값보다도 큰 d축 전류 Id를 통류시키도록, d축 전류 Id의 d축 전류 지령 Id*를 연산하도록 구성되어 있다. 이하, 실시 형태 1과 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고 그 설명을 생략하며, 여기에서는 다른 부분에 대해서만 기술한다.
도 8 및 도 9를 이용하여 본 실시 형태의 제어 장치(10)의 동작을 설명한다. 도 8 (a)에는 회전자(6)의 회전 위치를 나타내는 전기각과, dq축 전류 지령치의 관계가 도시되어 있다. q축 전류 지령 Iq*의 값은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치(도 9의 부호 A로 도시되는 산부)에서는 억제되고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치(도 9의 부호 B로 나타나는 골부)에서는 높아져, 예를 들면 최대치가 된다. 한편, d축 전류 지령 Id*의 값은 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치에서는 높아지고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치에서는 억제된다. 이와 같이 강한 계자 d축 전류를 통전(通電)시킴으로써, 감자 내력을 향상시킬 수 있다.
도 8 (b)에는, 도 8 (a)의 dq축 전류 지령치에 따라서 dq축 좌표계에서 삼상 교류 좌표계로 변환된 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw가 도시되어 있다.
이와 같이 실시 형태 2에 따른 제어 장치(10)는, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치에서는, q축 전류 지령 Iq*의 값을 저하시킴과 아울러 d축 전류 지령 Id*의 값을 높이고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치에서는, q축 전류 지령 Iq*의 값을 높임과 아울러 d축 전류 지령 Id*의 값을 저하시키도록 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 전력 변환기(12)로부터 출력되는 최대 전류를, 실시 형태 1과 같은 레벨로 억제하면서, 감자 내력을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.
실시 형태 3.
도 10은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 제어 장치(10)로 제어되는 전류 파형을 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 영구 자석식 회전 전동기(11)의 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계를 나타내는 도면이다.
실시 형태 3에 따른 제어 장치(10)는, 회전자 위치에 관계없이 q축 전류 Iq의 값을 일정하게 하도록, q축 전류 Iq의 q축 전류 지령 Iq*를 연산함과 아울러, 영구 자석 단부(5b)에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치(부호 A의 위치)에서는, 영구 자석 단부(5b)에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 회전자 위치(부호 B의 위치)에서 흐르는 d축 전류 Id의 값보다도 큰 d축 전류 Id를 통류시키도록, d축 전류 Id의 d축 전류 지령 Id*를 연산하도록 구성되어 있다. 이하, 실시 형태 1과 동일 부분에는 동일 부호를 부여하고, 그 설명을 생략 하며, 여기에서는 다른 부분에 대해서만 기술한다.
도 10 및 도 11을 이용하여 본 실시 형태의 제어 장치(10)의 동작을 설명한다. 도 10 (a)에는 회전자(6)의 회전 위치를 나타내는 전기각과, dq축 전류 지령치의 관계가 도시되어 있다. q축 전류 지령 Iq*의 값은, 회전자 위치에 관계없이 일정 레벨이다. 한편, d축 전류 지령 Id*의 값은 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치에서는 높아지고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치에서는 억제된다.
도 10 (b)에는, 도 10 (a)의 dq축 전류 지령치에 따라서 dq축 좌표계에서 삼상 교류 좌표계로 변환된 각 상의 상전류 Iu, Iv, Iw가 도시되어 있다.
이와 같이 실시 형태 3에 따른 제어 장치(10)는, 회전자(6)의 회전자 위치에 관계없이 q축 전류 지령 Iq*의 값을 일정 레벨로 고정하고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치에서는, d축 전류 지령 Id*의 값을 높이고, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치에서는, d축 전류 지령 Id*의 값을 저하시키도록 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치에서는, 강한 계자 d축 전류 Id가 흐르기 때문에, 감자 내력을 향상시킬 수 있다. 또, q축 전류 지령 Iq*는 회전자 위치에 관계없이 일정하기 때문에, 토크 맥동이 작아지고, d축 전류 Id는 특정의 회전자 위치에서만 통전되기 때문에, 동손(銅損)의 저감이 가능해진다.
이상에 설명한 것처럼 실시 형태 1 내지 3에 따른 제어 장치(10)는, 전동기(11)로 공급되는 상전류를 dq 좌표축상에서의 d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq로 변환하고, 토크 지령 T, d축 전류 Id, 및 q축 전류 Iq에 기초하여, 영구 자석 단부(5b)에 작용하는 역자계의 크기가, 영구 자석(5)의 보자력 이하가 되도록, 회전자 위치에 따라서, d축 전류 Id 및 q축 전류 Iq 중 적어도 한쪽의 값을 변화시키는 전류 지령(d축 전류 지령 Id*, q축 전류 지령 Iq*)을 연산하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 특정의 회전자 위치에서 q축 전류 Iq가 억제되기 때문에, 토크 맥동을 억제하면서 영구 자석(5)의 감자 내력을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 형태 1 내지 3에 따른 제어 장치(10)는 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하지 않는 회전자 위치에서는, q축 전류 Iq에 전원 주파수의 6배 성분을 중첩시키도록 구성해도 좋다.
또, 실시 형태 1 내지 3에 따른 제어 장치(10)는 영구 자석 단부(5b)에 큰 역자계가 작용하는 회전자 위치에서는, d축 전류 Id에 전원 주파수의 6배 성분을 중첩시키도록 구성해도 좋다. 이 구성에 의해, 효율 좋게 감자를 회피할 수 있다.
또, 실시 형태 1 내지 3은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이며, 또 다른 공지 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 일부를 생략하는 등 변경하여 구성하는 것도 가능한 것은 물론이다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명은 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치에 적용 가능하고, 특히, 토크 맥동을 억제하면서 영구 자석의 감자 내력을 향상시킬 수 있는 발명으로서 유용하다.
1: 고정자 철심, 1a: 티스,
2: 고정자 권선, 3: 고정자,
4: 회전자 철심, 5: 영구 자석,
5a: 원주 방향 중앙부, 5b: 영구 자석 단부,
6: 회전자, 7: 회전자축,
8: 간극, 9: 슬롯,
10: 제어 장치, 11: 영구 자석식 회전 전동기,
12: 전력 변환기, 13: 삼상/dq 변환부
14: PWM 제어부, 15: 전류 지령 연산부,
17a, 17b, 17c: 전류 검출부.

Claims (6)

  1. 영구 자석식 회전 전동기로 공급되는 상전류를 dq 좌표축상에서의 d축 전류 및 q축 전류로 변환하고, 토크 지령, 상기 d축 전류, 및 상기 q축 전류에 기초하여, 영구 자석식 회전 전동기의 회전자에 마련된 영구 자석의 원주 방향 단부에 작용하는 역(逆)자계의 크기가, 상기 영구 자석의 보자력 이하가 되도록, 상기 회전자의 회전자 위치에 따라서, 상기 영구 자석의 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서는, 이 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서 흐르는 q축 전류의 값보다도 작은 q축 전류를 통류(通流)시키도록, q축 전류의 전류 지령을 연산하는 것을 특징으로 하는 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치.
  2. 영구 자석식 회전 전동기로 공급되는 상전류를 dq 좌표축상에서의 d축 전류 및 q축 전류로 변환하고, 토크 지령, 상기 d축 전류, 및 상기 q축 전류에 기초하여, 영구 자석식 회전 전동기의 회전자에 마련된 영구 자석의 원주 방향 단부에 작용하는 역자계의 크기가, 상기 영구 자석의 보자력 이하가 되도록, 상기 회전자의 회전자 위치에 따라서, 상기 영구 자석의 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서는, 이 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서 흐르는 q축 전류의 값보다도 작은 q축 전류를 통류시키도록, q축 전류의 전류 지령을 연산하고, 상기 영구 자석의 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서는, 이 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서 흐르는 d축 전류의 값보다도 큰 d축 전류를 통류시키도록, d축 전류의 전류 지령을 연산하는 것을 특징으로 하는 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치.
  3. 영구 자석식 회전 전동기로 공급되는 상전류를 dq 좌표축상에서의 d축 전류 및 q축 전류로 변환하고, 토크 지령, 상기 d축 전류, 및 상기 q축 전류에 기초하여, 영구 자석식 회전 전동기의 회전자에 마련된 영구 자석의 원주 방향 단부에 작용하는 역자계의 크기가, 상기 영구 자석의 보자력 이하가 되도록, 상기 회전자의 회전자 위치에 따라서, 상기 회전자 위치에 관계없이 q축 전류의 값을 일정하게 하도록, q축 전류의 전류 지령을 연산함과 아울러,
    상기 영구 자석의 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서는, 이 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서 흐르는 d축 전류의 값보다도 큰 d축 전류를 통류시키도록, d축 전류의 전류 지령을 연산하는 것을 특징으로 하는 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영구 자석의 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 작은 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서는, 상기 q축 전류에 전원 주파수의 6배 성분을 중첩시키는 것을 특징으로 하는 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영구 자석의 원주 방향 단부에 상기 보자력보다도 큰 역자계가 작용하는 상기 회전자 위치에서는, 상기 d축 전류에 전원 주파수의 6배 성분을 중첩시키는 것을 특징으로 하는 영구 자석식 회전 전동기의 제어 장치.
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