TW201315136A - 馬達控制裝置 - Google Patents

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Kazumasa Ito
Tetsuya Tanabe
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

本發明係預先準備補正波資訊於記憶部,並監視限制產生脈動於馬達的產生轉矩之驅動狀態的狀態量(轉矩指令、馬達速度),自記憶部選擇因應於該狀態量的正負之補正波資訊,並根據該選擇之補正波資訊,對週期性的轉矩脈動(轉矩漣波、齒槽效應轉矩)產生正弦波狀的補正波,且取代為驅動控制馬達而自上位裝置所輸入之轉矩指令,根據將該轉矩指令和前述產生之補正波予以合成之補正轉矩指令,而驅動控制馬達。

Description

馬達控制裝置
本發明係關於馬達控制裝置,特別是關於驅動控制利用永久磁鐵的馬達之馬達控制裝置。
馬達雖係依存於定子和轉子的相對角度而產生轉矩,但利用永久磁鐵的馬達所產生之轉矩係具有諧波成分而進行脈動。該轉矩的脈動可區分為如下之2種。其中之一係振幅為因應於產生轉矩的大小而變化之稱為轉矩漣波(torque ripple)者。另一係振幅並未因應於產生轉矩的大小而顯示固定值之稱為齒槽效應轉矩(cogging torque)者。由於如此之轉矩的脈動亦成為馬達的速度不均或位置偏差之要因,故習知技術中,即已進行控制性地減低該轉矩脈動之各種嘗試(例如,專利文獻1至3等)。
例如,專利文獻1係揭示了將轉矩的脈動區分為並未因應於馬達的產生轉矩之固定振幅型之齒槽效應轉矩、以及比例於產生轉矩之可變振幅型之轉矩漣波,並預測反映於實際的轉矩之時刻的馬達角度而進行補正轉矩漣波的預測控制之技術。此外,揭示了齒槽效應轉矩、以及轉矩漣波之各個補正資料係作為對應於馬達之1旋轉分的角度(0度≦θn<360度:n=1、2、…、N)之N個資料而記憶於記憶裝置之技術。
此外,例如專利文獻2係按各頻率將轉矩漣波的補正波選擇作為振幅和位相的資料,並藉由製作、合成m個之正弦波信號而取得轉矩漣波的補正波。此外,揭示主張於轉矩漣波係存在著非為馬達的電角度頻率的整數倍者之點,用以使依存於馬達的機械位置之轉矩漣波消失之轉矩漣波補正方法。
此外,例如專利文獻3係揭示因應於輸出轉矩的正負而選擇用以補正轉矩漣波之6次諧波成分的位相或振幅的參數,並使用根據此項之補正波而驅動控制馬達之技術。
先前技術文獻: 專利文獻:
專利文獻1:日本特開平11-299277號公報
專利文獻2:日本特開2005-80482號公報
專利文獻3:日本特開2010-239681號公報
但,上述專利文獻1所記載之技術係將齒槽效應轉矩、以及轉矩漣波之補正資料作為對應於馬達之1旋轉分的角度(0度≦θn<360度:n=1、2、…、N)之N個資料而記憶於記憶裝置。因此,為了進行精度佳之轉矩漣波補正,會有控制裝置等所必需之記憶裝置的容量變大之問題。
此外,上述專利文獻2所記載之技術中,雖主張轉矩漣波係存在著非為馬達的電角度頻率的整數倍者之點,但,並未揭示或暗示有關於該角頻率的選擇之具體方法,故為了獲得良好的轉矩漣波補正功效需要更進一步的技術開發。
此外,上述專利文獻3所記載之技術中,雖揭示根據轉矩的正負而使轉矩漣波的補正波之振幅和位相產生變化之技術,但並未揭示或暗示有關於齒槽效應轉矩之補正方法,此外,對於角頻率亦僅敘述有關於電性6次諧波,為了進行更佳之轉矩漣波補正需要更進一步的技術開發。
本發明係有鑑於上述課題而研創者,其目的在於取得一馬達控制裝置,係藉簡單的構成,而因應於限定使產生脈動於馬達的產生轉矩之驅動狀態的狀態量之正負而能適當地進行將2種之轉矩脈動予以減少之補正。
為了解決上述之課題,並達成目的,本發明係於根據輸入的轉矩指令而驅動控制馬達之馬達控制裝置中,具備:正負判定部,係判定限定使產生脈動於前述馬達的產生轉矩之驅動狀態的狀態量為正極性或負極性之正負;補正波資訊選擇部,係自儲存補正波資訊之記憶部,選擇因應於前述正負判定部的判定結果所示之正負的補正波資訊;以及補正波產生部,係根據前述所選擇之補正波資訊,對週期性的轉矩脈動產生正弦波狀的補正波,根據將該轉矩指令和前述所產生之補正波予以合成之補正轉矩指令,以取代前述輸入之轉矩指令而驅動控制前述馬達。
根據本發明,則由於係預先準備補正波資訊於記憶部,並監視限定使產生脈動於馬達的產生轉矩之驅動狀態的狀態量(轉矩指令、馬達速度),自記憶部選擇因應於該狀態量為正極性或負極性之補正波資訊,並根據該選擇之補正波資訊,對週期性的轉矩脈動(轉矩漣波、齒槽效應轉矩)產生正弦波狀的補正波,根據將該轉矩指令和前述產生之補正波予以合成之補正轉矩指令,以取代為驅動控制馬達而自上位裝置所輸入之轉矩指令而驅動控制馬達,故能達成進行適當地減少轉矩的2種的脈動(轉矩漣波、齒槽效應轉矩)之補正的功效。
以下,根據圖式詳細說明本發明之馬達控制裝置的實施例。又,本發明係不受該實施例所限定。
[實施例1]
第1圖係表示含有本發明之實施例1的馬達控制裝置之馬達驅動系統的構成例之方塊圖。第2圖係表示第1圖所示之本發明之實施例1的馬達控制裝置之構成的方塊圖。第3圖係表示第2圖所示之轉矩控制部之構成例的方塊圖。本實施例1係說明有關於在產生轉矩的脈動之中,減低轉矩漣波的補正方式。
首先,簡單說明所使用之系統的概要。
在第1圖中,馬達1係利用永久磁鐵之馬達,並以轉矩脈動而言產生轉矩漣波、以及齒槽效應轉矩。該馬達1係安裝有位置感測器2。反相器電路(inverter circuit)3係具備由複數個切換元件(一般係使用IGBT或MOSFET)構成之3相的橋接電路。電容器4係以眾所皆知的方法蓄積成為馬達1的動力源之直流電力的直流電源。連接反相器電路3和馬達1之電源電纜係配置有電流感測器5。
反相器電路3之3相的橋接電路係形成配置於屬於直流電源之電容器4的正極端和負極端之間。具體而言,3相的橋接電路係2個切換元件成對而串聯連接於電容器4的正極端和負極端之間,且該3個串聯連接電路係以並聯連接之形式而形成。
反相器電路3係於自實施例1的馬達控制裝置6a輸入使構成3相的橋接電路之複數個切換元件導通/不導通之驅動信號pu、nu、pv、nv、pw、nw時,根據複數個切換元件之切換動作,使蓄積於電容器4的直流電力變換成任意的頻率及電壓之3相交流電力,並供應於馬達1。據此,即可旋轉驅動該馬達1,且產生預定的轉矩於馬達1。
此時之馬達位置Theta係藉由位置感測器2而進行檢測,並作為回授信號而輸入於實施例1的馬達控制裝置6a。此外,此時的流通於馬達1之3相的馬達電流係藉由電流感測器5而進行檢測,且使用A/D轉換器7予以數位化而形成3相的數位馬達電流Iu、Iv、Iw,並作為回授信號而輸入於實施例1的馬達控制裝置6a。
實施例1的馬達控制裝置6a係根據上位裝置8所輸出之轉矩指令Tref、以及屬於回授信號的馬達位置Theta和3相的數位馬達電流Iu、Iv、Iw,如習知技術而演算產生傳至反相器電路3之驅動信號pu、nu、pv、nv、pw、nw。
此時,該實施例1的馬達控制裝置6a係將上位裝置8所輸出之轉矩指令Tref作為限定產生2種轉矩脈動之中之1種(轉矩漣波)之驅動狀態的狀態量而取入,並根據該指令和馬達位置Theta,進行減低週期性地產生的轉矩漣波之控制,並將該控制結果反映於供應於反相器電路3之驅動信號pu、nu、pv、nv、pw、nw之演算產生。
以下,具體說明有關於該實施例1的相關部分。如第2圖所示,馬達控制裝置6a係具備轉矩控制部10a、電流控制部11、以及電壓控制部12。
轉矩控制部10a係例如根據後述之第3圖所示的構成,就習知之動作而言,係因應於來自上位裝置8所輸出之轉矩指令Tref而演算供應於電流控制部11的d軸和q軸之電流指令idref、iqref。除了該習知的動作之外,該實施例1係將來自上位裝置8之轉矩指令Tref作為限定產生轉矩漣波的馬達1之驅動狀態的狀態量而取入,並根據該指令和馬達位置Theta,進行用以減低週期性地產生的轉矩漣波之控制,並進行將該轉矩漣波減低控制結果反映於供應於電流控制部11之d軸和q軸之電流指令idref、iqref之動作。具體說明則如後述。
電流控制部11係具備3相2相變換部13、減算器14、15、以及例如PID控制部16、17。又,亦有使用PI控制部以取代PID控制部16、17之情形。
3相2相變換部13係將使用A/D轉換器7予以數位化之3相的數位馬達電流Iu、Iv、Iw變換成馬達位置Theta之d軸電流id、以及q軸電流iq。減算器14係求得轉矩控制部10a所輸出的d軸電流指令idref、以及3相2相變換部13所變換輸出的d軸電流id的差分(d軸電流偏差),並將其輸出於PID控制部16。減算器15係求得轉矩控制部10a所輸出的q軸電流指令iqref、以及3相2相變換部13所變換輸出的q軸電流iq的差分(q軸電流偏差),並將其輸出於PID控制部17。PID控制部16、17係進行PID控制,以使減算器14、15所輸出的d軸和q軸的各電流偏差變小,並設定供應於電壓控制部12的d軸電壓指令Vdref、以及q軸電壓指令Vqref。
電壓控制部12係具備2相3相變換部18、以及PWM控制部19。
2相3相變換部18係將電流控制部11所輸出的d軸電壓指令Vdref、以及q軸電壓指令Vqref變換成馬達位置Theta之3相的電壓指令Vudref、Vvdref、以及Vwdref。PWM控制部19係自2相3相變換部18所變換輸出之3相的電壓指令Vudref、Vvdref、以及Vwdref而產生屬於PWM信號之驅動信號pu、nu、pv、nv、pw、nw,並輸出於反相器電路3。
轉矩控制部10a係例如第3圖所示,形成追加有補正波演算部20、以及轉矩指令合成部21於電流指令產生部22的輸入段之構成。補正波演算部20係具備補正波資訊選擇部24、轉矩指令正負判定部25、以及轉矩漣波補正波產生部26。補正波資訊選擇部24係具備儲存正用補正波資訊之記憶部28、儲存負用補正波資訊之記憶部29、以及選擇電路30。
上位裝置8所輸出之轉矩指令Tref係於輸入於轉矩指令合成部21的同時,亦作為限定馬達1之驅動狀態的狀態量而輸入於轉矩指令正負判定部25、以及轉矩漣波補正波產生部26。轉矩漣波補正波產生部26係輸入選擇電路30的輸出(補正波資訊)、以及馬達位置Theta。
轉矩指令正負判定部25係判定自上位裝置8所輸入之轉矩指令Tref為正極性或負極性的正負,並將其判定結果輸出於選擇電路30。選擇電路30係根據轉矩指令正負判定部25的判定結果而選擇儲存於記憶部28、以及記憶部29中之任意一方的補正波資訊,並輸出於轉矩漣波補正波產生部26。
轉矩漣波補正波產生部26係根據自上位裝置8所輸入之轉矩指令Tref(亦即馬達1的狀態量)、以及選擇電路30所選擇之補正波資訊而產生馬達位置Theta之正弦波狀的轉矩漣波補正波Ttr,並輸出於轉矩指令合成部21。轉矩漣波補正波Ttr的振幅係依存於根據轉矩指令Tref所產生之轉矩的振幅。
轉矩指令合成部21係將自上位裝置8所輸入之轉矩指令Tref、以及轉矩漣波補正波產生部26所產生之轉矩漣波補正波Ttr予以合成而產生補正轉矩指令Tref 2。
電流指令產生部22係根據轉矩指令合成部21所產生之補正轉矩指令Tref 2而產生d軸電流指令idref、以及q軸電流指令iqref,並輸出於電流控制部11。據此,即能藉由電流控制部11、以及電壓控制部12的協同運作作業,而實施減少馬達1的產生轉矩之轉矩漣波的補正動作。
於此,說明有關儲存於記憶部28、29的補正波資訊。使用於轉矩漣波補正波Ttr的產生之補正波資訊係由諧波次數資訊、諧波(補正波)的振幅之對轉矩指令Tref的比率(振幅比率)、以及諧波(補正波)的位相(偏移位相)所構成。記憶部28、29係儲存有諧波次數資訊、以及振幅比率和位相(偏移位相)相對於諧波次數資訊的相關關係。
首先,參照第4圖至第6圖而具體地說明有關於當馬達1產生轉矩時,根據該產生的轉矩為正極性或負極性而轉矩脈動(亦即轉矩漣波)的諧波次數成分為不同之點。又,第4圖係表示正轉矩和負轉矩的產生時之轉矩脈動波形之圖。第5圖係表示次數分解第4圖所示之轉矩脈動波形的結果之振幅之圖。第6圖係表示次數分解第4圖所示之轉矩脈動波形的結果之位相偏移之圖。
第4圖(a)係表示正轉矩產生時之轉矩脈動波形,第4圖(b)係表示負轉矩產生時之轉矩脈動波形。第4圖(a)及(b)係表示實驗性地以轉矩儀表而取得以相同旋轉方向使馬達1旋轉,並施加固定負荷而產生轉矩時之轉矩脈動波形之結果。在實驗中,轉矩之時間平均值的絕對值係設成相同。第4圖之(a)和(b)其轉矩脈動波形為明顯地不同。
在第5圖中,第5圖(a)所示之正轉矩產生時雖產生8次和48次,但第5圖(b)所示之負轉矩產生時則幾乎不會產生8次和48次。由此,可知補正正轉矩產生時之轉矩脈動時,雖以產生8次和48次的補正波為佳,但補正負轉矩產生時之轉矩脈動時,為了演算時間的效率化,則以不產生8次和48次的補正波為佳。結果,即能減低儲存屬於補正波資訊的諧波次數資訊之記憶部的容量。
因此,本實施例1的馬達控制裝置6a係作成當馬達1產生轉矩時,根據該產生轉矩為正極性或負極性,而著眼於轉矩脈動(亦即轉矩漣波)的諧波次數成分為不同之點而分別準備正用之記憶部28、以及負用之記憶部29,記憶部28係儲存以正用諧波次數資訊為主的正用補正波資訊,記憶部29係儲存以負用諧波次數資訊為主的負用補正波資訊,因應於屬於馬達的狀態量之轉矩指令Tref的正負而能選擇對應的諧波次數資訊,並根據該選擇的諧波次數資訊和馬達位置Theta而產生轉矩漣波補正波之構成。
此時,馬達1的旋轉機械頻率係依存於旋轉速度,且由於藉由以反相器電路3進行頻率變換的交流電力而驅動之馬達1係能以各種旋轉速度旋轉,故作為儲存於記憶部28、29之諧波次數資訊係以將馬達1的旋轉機械頻率設為1次,且儲存由其倍數n(n為自然數)組成的複數的諧波次數為佳。如此處理,例如,於以50Hz旋轉之馬達1的轉矩,進行補正以100Hz振動的成分時,由於可設定「n=2」,故能進行適當的補正。
此外,於習知技術中,雖亦有將電性頻率設為1次的想法,但由於該想法會因為包含於馬達1的永久磁鐵的不一致,或其他的工作誤差而引起之難以對應於電角度頻率的小數倍的次數,故以設定將旋轉機械頻率設為1次的諧波次數為佳。
此外,作為儲存於記憶部28、29之補正波資訊,除了諧波次數資訊之外,以對轉矩指令Tref轉矩漣波補正波產生部26所產生的轉矩漣波補正波(亦即諧波成分)的振幅比率An、以及位相偏移量θn亦和諧波次數n建立關聯而儲存為佳。如第5圖所示,24次的振幅在正轉矩時(a)和負轉矩時(b)為大不相同,相較於單純地僅切換次數n,則振幅比率An亦同時切換的作法推測其減低轉矩脈動(轉矩漣波)的功效較大。此外,關於位相偏移量θn亦相同。
在第6圖中,可知位相偏移量θn於正轉矩時(a)和負轉矩時(b)並不相同。例如,24次的諧波的位相偏移量θn於正轉矩產生時(a)之情形時為-150°,於負轉矩產生時(b)之情形時為+135°,而並不相同。因此,位相偏移量θn和諧波次數n亦以同時切換為佳。
使用上述的倍數(諧波次數)n、諧波(轉矩漣波補正波Ttr)的振幅比率An、以及位相偏移量θn而將轉矩漣波補正波產生部26所產生的正弦波狀之轉矩漣波補正波Ttr以數學式表示時,則形成如式(1)。
[數學式1]
又,後述之第11圖的(a)及(b)係表示記憶部28、29之記憶內容之一例。於其係顯示對次數,振幅比率和位相偏移量為相關聯而儲存之情形。
如上述,根據本實施例1,則由於作為減少補正2種轉矩脈動之一的轉矩漣波之構成,係作成預先準備補正波資訊於記憶部,並監視屬於限定產生轉矩漣波的馬達之驅動狀態的狀態量之自上位裝置所輸入之轉矩指令,判定取入之轉矩指令為正極性或負極性,自記憶部選擇因應於該正負之補正波資訊,並根據該選擇之補正波資訊,對週期性的轉矩脈動(轉矩漣波)產生正弦波狀的補正波,且根據將該轉矩指令和前述產生之補正波予以合成之補正轉矩指令,以取代自上位裝置所輸入之轉矩指令而產生供應於電流控制部的d軸和q軸的電流指令之構成,故能進行適當地減少轉矩的脈動(轉矩漣波)之補正。
此時,儲存於記憶部的補正波資訊雖係由諧波次數資訊、及對應於諧波次數資訊的振幅比率和位相所組成,但由於諧波次數資訊係因轉矩指令為正極性或負極性而不同,故記憶部係因應於轉矩指令的正負而僅保持所必需之諧波次數資訊即可。因此,對應於諧波次數資訊而應保存之振幅比率或位相等之資訊只要很少即可,且能使記憶部的容量變小。
[實施例2]
第7圖係表示本發明之實施例2的馬達控制裝置之構成的方塊圖。第8圖係表示第7圖所示之轉矩控制部之構成例的方塊圖。本實施例2係說明有關在產生轉矩的脈動之中,減少齒槽效應轉矩漣波的補正方式。由於馬達驅動系統的構成要素和第1圖相同,故省略其圖示,而表示第7圖(馬達控制裝置)、以及第8圖(轉矩控制部)。
在第7圖中,本實施例2的馬達控制裝置6b係在第2圖(實施例1)所示之馬達控制裝置6a中,設置轉矩控制部10b以取代轉矩控制部10a。另外之構成則和第2圖相同。
轉矩控制部10b係自上位裝置8輸入轉矩指令Tref之外,亦輸入限定產生2種轉矩脈動之中的另外1個(齒槽效應轉矩)之驅動狀態的屬於馬達1的狀態量之馬達速度。馬達速度係根據檢測出之馬達位置Theta而求得。
此外,如第8圖所示,轉矩控制部10b係在第3圖(實施例1)所示之轉矩控制部10a中,設置補正波演算部34以取代補正波演算部20。補正波演算部34係具備取代補正波演算部20之補正波資訊選擇部24的補正波資訊選擇部35、取代轉矩指令正負判定部25之馬達速度正負判定部36、以及取代轉矩漣波補正波產生部26之齒槽效應轉矩補正波產生部37。補正波資訊選擇部35係具備儲存正用補正波資訊之記憶部38、儲存負用補正波資訊之記憶部39、以及選擇電路40。儲存於記憶部38、39的補正波資訊係由齒槽效應轉矩補正用之諧波次數、補正波的振幅和位相所組成。
齒槽效應轉矩雖並非依存於產生轉矩的大小而以固定的大小產生,但起因於連接於馬達的軸端之滑輪(pulley)或齒輪、滾珠螺桿等機構零件的形狀不一致或向隙(backlash)等傳達系統的構造,而在馬達的正轉時和反轉時可能產生諧波次數的脈動。因此,例如於進行馬達的定位運轉時,當由正轉狀態而使馬達停止時、以及由反轉狀態而使馬達停止時,則為了取得良好的定位特性將會產生所必需之齒槽效應轉矩補正的諧波次數不同之情形。
因此,於本實施例2係設成由檢測之馬達位置Theta而求得並監視馬達1的速度,且以馬達速度正負判定部36判定該馬達速度的正負,再根據其判定結果,藉由選擇電路40而切換是使用正用補正波資訊記憶部38的儲存資訊、或使用負用補正波資訊記憶部39的儲存資訊之構成。
齒槽效應轉矩補正波產生部37係使用儲存於補正波資訊記憶部38、39中之任意一方的補正波資訊而產生馬達位置Theta之正弦波狀的齒槽效應轉矩補正波Tco,並輸出於轉矩指令合成部21。齒槽效應轉矩補正波Tco的振幅並非依存於轉矩指令Tref的振幅而為固定值。
轉矩指令合成部21係將自上位裝置8所輸入之轉矩指令Tref、以及齒槽效應轉矩補正波產生部37所產生之齒槽效應轉矩補正波Tco予以合成而產生補正轉矩指令Tref 2。
電流指令產生部22係根據轉矩指令合成部21所產生之補正轉矩指令Tref 2而產生d軸電流指令idref、以及q軸電流指令iqref,並輸出於電流控制部11。據此,即能藉由電流控制部11、以及電壓控制部12的協同作動作業,而實施減少馬達1的產生轉矩之齒槽效應轉矩的補正動作。
在此,說明有關儲存於記憶部38、39的補正波資訊。使用於齒槽效應轉矩補正波Tco的產生之補正波資訊係由諧波次數資訊、諧波(補正波)的振幅、以及諧波(補正波)的位相所構成。記憶部38、39係將諧波次數資訊、以及相對於其之諧波(補正波)的振幅和諧波(補正波)的位相建立關聯而儲存。
首先,作為諧波次數資訊係以將馬達的旋轉機械頻率設為1次,且儲存其倍數n(n為自然數)的複數個諧波次數為佳。此係因為馬達1的旋轉機械頻率係依存於旋轉速度,且藉由以反相器電路3進行頻率切換之電力所驅動之馬達1係能以各種旋轉速度旋轉之故。如此處理,例如,於以50Hz旋轉之馬達1的轉矩進行補正以100Hz振動的成分時,由於可設定「n=2」,故能進行適當的補正。
此外,於習知技術中,雖亦有將電性頻率設為1次的想法,但由於該想法會因為包含於馬達1的永久磁鐵的不一致,或其他的工作誤差而引起之難以對應於電角度頻率的小數倍的次數,故以設定將旋轉機械頻率設為1次的諧波次數為佳。
此外,記憶部38、39係除了儲存諧波次數n之外,以該次數n的諧波之振幅Bn、以及位相偏移量θn亦和諧波次數n建立關聯而儲存為佳。相對於在實施例1中,對轉矩指令Tref儲存該諧波次數的轉矩脈動成分之振幅比率An,在本實施例2係儲存轉矩脈動的振幅Bn之點為不相同。此係因為齒槽效應轉矩並非依存於產生轉矩之故。
以數學式歸納以上之說明時,齒槽效應轉矩補正波產生部37所產生之齒槽效應轉矩補正波Tco係使用上述的倍數(諧波次數)n、諧波(齒槽效應轉矩補正波Tco)的振幅Bn、以及位相偏移量θn而以式(2)予以表示。
[數學式2]
又,後述之第11圖的(c)及(d)係表示記憶部38、39的記憶內容之一例。其係表示對次數,振幅和位相偏移量為具相關聯而儲存之情形。
如上述,根據本實施例2,則由於作為減少補正屬於另一的轉矩脈動的齒槽效應轉矩之構成,其係預先準備補正波資訊於記憶部,並監視限定產生齒槽效應轉矩的馬達之驅動狀態的狀態量之馬達速度,且判定馬達速度為正極性或負極性,自記憶部選擇因應於該正負之補正波資訊,並根據該選擇之補正波資訊,對週期性的轉矩脈動(齒槽效應轉矩)產生正弦波狀的補正波,且根據將該轉矩指令和前述產生之補正波予以合成之補正轉矩指令,以取代自上位裝置所輸入之轉矩指令而產生供應於電流控制部的d軸和q軸的電流指令之構成,故能進行適當地減少轉矩的脈動(齒槽效應轉矩)之補正。
此時,儲存於記憶部的補正波資訊雖係由諧波次數資訊和對應於其的振幅和位相所構成,但由於諧波次數資訊係因馬達速度為正極性或負極性而不同,故記憶部係因應於馬達速度的正負而僅保持所必需之諧波次數資訊即可。因此,對應於諧波次數資訊而應保存之振幅或位相等之資訊亦只要很少即可,且能使記憶部的容量變小。
[實施例3]
第9圖係表示本發明之實施例3的馬達控制裝置之構成的方塊圖。第10圖係表示第9圖所示之轉矩控制部之構成例的方塊圖。本實施例3係說明有關於將實施例1所說明的轉矩漣波補正方式、以及實施例2所說明的齒槽效應轉矩補正方式同時進行實施之情形。由於馬達驅動系統之構成要素和第1圖相同,故省略其圖示,而表示第9圖(馬達控制裝置)、以及第10圖(轉矩控制部)。
如第9圖所示,本實施例3的馬達控制裝置6c係於轉矩控制部10c取入上位裝置8所輸出之轉矩指令Tref,並輸入該轉矩指令Tref作為1個狀態量,且輸入馬達速度而作為另外1個狀態量。
在第10圖中,轉矩控制部10c之補正波演算部41係例如可由第3圖所示之補正波演算部20、第8圖所示之補正波演算部34、以及加算器42所構成。加算器42係加算第3圖所示之補正波演算部20所產生之轉矩漣波補正波Ttr、以及第8圖所示之補正波演算部34所產生之齒槽效應轉矩補正波Tco,並輸出於轉矩指令合成部21。
轉矩指令合成部21係將自上位裝置8所輸入之轉矩指令Tref、加算器42所加算之轉矩漣波補正波Ttr、以及齒槽效應轉矩補正波Tco予以合成,並將其作為補正轉矩指令Tref 2而輸出於電流控制部22。
據此,即能因應屬於馬達的狀態量之轉矩指令Tref、以及馬達速度而適當且同時取得轉矩漣波補正、以及齒槽效應轉矩補正之功效。
又,第10圖所示之補正波演算部41雖係表示以加算器42加算轉矩漣波補正波Ttr、以及齒槽效應轉矩補正波Tco,並輸出於轉矩指令合成部21之構成,但省略加算器42而直接將轉矩漣波補正波Ttr、以及齒槽效應轉矩補正波Tco輸入於轉矩指令合成部21,而在轉矩指令合成部21內加算轉矩漣波補正波Ttr、以及齒槽效應轉矩補正波Tco之構成亦可。
第11圖係說明第10圖所示之4個諧波次數資訊記憶部的收納內容之一例圖。第11圖(a)係表示補正波資訊記憶部28的收納內容之一例,第11圖(b)係表示補正波資訊記憶部29的收納內容之一例,第11圖(c)係表示補正波資訊記憶部38的收納內容之一例,第11圖(d)係表示補正波資訊記憶部39的收納內容之一例,第11圖(a)及(b)係表示次數、振幅比率、以及位相偏移量,第11圖(c)及(d)係表示次數、振幅、以及位相偏移量。又,為了方便說明,第11圖係以「p」表示正,以「n」表示負。例如,在振幅比率之正用係表記為「Ap」,負用係表記為「An」。以下所示之「n」係如實施例1至3所說明,為「自然數」。
第11圖雖係全部以不同的符號而表示次數等,但一部分亦可設定相同的次數,以能減低齒槽效應轉矩和轉矩漣波的轉矩脈動之方式而決定。
此外,第11圖雖係全部的組合之諧波次數資訊為形成m組的次數、振幅比率(在齒槽效應轉矩中為振幅)、位相偏移量的資訊,但其組數不相同亦可。
此外,振幅比率An雖為固定值,但亦可作成轉矩指令或馬達速度的函數{An(Tref、Theta)}。當如此設定時,由於可更詳細地進行因應於馬達的驅動狀態之轉矩指令的修改,故能提高減低轉矩的脈動之功效。
此外,位相偏移量θn雖為固定值,但亦可作成轉矩指令或馬達速度的函數{θn(Tref、Theta)}。當如此設定時,由於能更詳細地進行因應於馬達的驅動狀態之轉矩指令的修改,故能使減低轉矩的脈動之功效變大。
接著,第12圖係表示諧波(補正波)的振幅比率An和轉矩指令Tref之絕對值的關係圖。第12圖係表示減磁開始轉矩Tdemag、以及減磁交境線Ldemag。減磁開始轉矩Tdemag係當馬達1將要產生其減磁開始轉矩Tdemag以上的轉矩時,馬達1內所具有之永久磁鐵就會藉由熱和逆磁場而引起複合減磁的交界之轉矩值。此外,減磁交界線Ldemag係根據轉矩指令Tref和振幅比率An而產生的轉矩漣波補正波Ttr和原本的轉矩指令Tref之合成波(補正轉矩指令Tref 2)為不超過減磁開始轉矩Tdemag之交界線。
補正轉矩指令Tref 2係必須限制為不超過減磁開始轉矩Tdemag。因此,可實施下列2個方法中之至少1個。
首先,第1方法係如第12圖所示,振幅比率An係轉矩指令Tref之絕對值在減磁開始轉矩Tdemag以上的區域中以零為佳。該減磁開始轉矩Tdemag係作為參數而儲存於馬達控制裝置內之記憶裝置,或亦可包含於預先儲存於補正波資訊記憶部28、29之諧波次數資訊之振幅比率An的函數。
此外,第2方法中,振幅比率An係於轉矩指令Tref之絕對值小於減磁開始轉矩Tdemag的區域中,設定於小於減磁交界線Ldemag的區域(第12圖之斜線部分)為佳。
在此係表示為了使補正轉矩指令Tref 2不超過減磁開始轉矩Tdemag而限定轉矩指令Tref、振幅比率An和減磁開始轉矩Tdemag之關係、以及減磁交界線Ldemag之式。
補正轉矩指令Tref2係以
Tref2=∣Tref∣+An×∣Tref∣×sin(n×Theta+θn)
予以表示。由於該補正轉矩指令Tref2的最大值係sin(n×Theta+θn)=1時,故形成
∣Tref2∣max=∣Tref∣+An×∣Tref∣ …(3)。
該∣Tref2∣max作成不超過減磁開始轉矩Tdemag,則必須成立
∣Tref∣+An×∣Tref∣≦Tdemag …(4)。
當整理式(4)時,則形成
∣Tref∣(1+An)≦Tdemag
(1+An)≦Tdemag/∣Tref∣
An≦(Tdemag/∣Tref∣)-1 …(5)。
採用該式(5)之等號的下式(6)係表示減磁交界線Ldemag之式。
An=(Tdemag/∣Tref∣)-1 …(6)。
因此,根據式(5),即可理解將振幅比率An作為轉矩指令Tref的函數而保持時,其函數曲線即必須存在於第12圖的斜線部分。亦即,振幅比率An係在轉矩指令Tref之絕對值小於減磁開始轉矩Tdemag的區域中,必須存在於滿足式(5)的關係之區域,換言之,必須存在於小於式(6)所示的減磁交界線Ldemag之區域。
如上述,根據本實施例3,即可將實施例1所說明之轉矩漣波補正方式、以及實施例2所說明之齒槽效應轉矩補正方式同時進行實施。
此外,轉矩漣波補正方式之實施係預先於減磁開始轉矩Tdemag以上的區域,對儲存於正用補正波資訊記憶部28、以及負用補正波資訊記憶部29之補正波資訊中的某個諧波次數作成零,或作成小於減磁交界線Ldemag之區域,藉此而具有能防止馬達1所具有之永久磁鐵的減磁所導致之馬達1的功能損失之功效。
[實施例4]
第13圖係作為本發明之實施例4,表示第9圖所示之轉矩控制部之另外的構成例的方塊圖。第13圖所示之轉矩控制部10d係在第10圖所示之轉矩控制部10c中,設置補正波演算部43以取代補正波演算部41。補正波演算部43係輸入轉矩指令Tref的「用以迴避減磁的轉矩指令產生手段44」為設置於選擇電路30的輸出端和轉矩漣波補正波產生部26的輸入端之間。
如實施例3所說明,振幅比率An係轉矩指令Tref之絕對值在小於減磁開始轉矩Tdemag的區域中,設定於小於減磁交界線Ldemag的區域(第12圖之斜線部分)。亦即,振幅比率An係被限定於
0≦An≦{(Tdemag/∣Tref∣)-1} …(7)
的區域內。
用以迴避減磁的轉矩指令產生手段44,由於保存於記憶部28、29之振幅比率An為固定值等,故在選擇電路30未選擇記憶部28、29中之任意一項時,對轉矩指令Tref之絕對值作為使用式(7)之可變限制器而發揮功能,產生式(7)所限定之區域部分的振幅比率An(用以迴避減磁的轉矩指令),並將其輸出於轉矩漣波補正波產生部26。
亦即,用以迴避減磁的轉矩指令產生手段44在選擇電路30未選擇記憶部28、29中之任意一項時,將式(7)所限定之區域部分的振幅比率An於轉矩指令Tref之絕對值,位於限制器上限值側時為根據式(6)而可變產生,位於限制器下限值側時則固定於零。
藉由如此之構成,在實施例3中,有關儲存於正用補正波資訊記憶部28、以及負用補正波資訊記憶部29之補正波資訊,則不進行使用第12圖而說明之特別的設定,而取得能防止馬達1所具有之永久磁鐵的減磁所導致之馬達1的功能損失之功效。
又,實施例4雖係表示對實施例3的適用例,但對於實施例1亦同樣能適用。
[實施例5]
第14圖係表示含有本發明之實施例5的馬達控制裝置之馬達驅動系統的構成例之方塊圖。又,第14圖和第1圖(實施例1)所示之構成要素相同或同等之構成要素係附予相同的符號。在此係以本實施例5相關之部分為中心而說明。
在第14圖中,本實施例5之馬達控制裝置6d係在第1圖(實施例1)所示之馬達控制裝置6a中,設為能連接補正波資訊輸入手段50者。補正波資訊輸入手段50係由鍵盤或觸控面板、按鈕等所構成。
亦即,雖省略圖示,但參照第2圖(馬達控制裝置6a)、以及第3圖(轉矩控制部10a)說明時,對補正波資訊記憶部28、29設置有寫入控制電路於馬達控制裝置6a內、或轉矩控制部10a內,該寫入控制電路在轉矩漣波補正方式中,將操作補正波資訊輸入手段50而輸入之諧波次數資訊、振幅比率、以及位相偏移量作為1組而寫入補正波資訊記憶部28、29。
藉由如此之構成,在馬達控制裝置6d驅動的馬達1產生變更時等,即可輸入適用於該馬達1之轉矩漣波補正用的正用及負用的補正波資訊,並設定於補正波資訊記憶部28、29。
又,本實施例5雖係表示對實施例1的適用例,但對實施例2至4亦同樣能適用。亦即,可操作補正波資訊輸入手段50而將齒槽效應轉矩補正用的正用及負用的補正波資訊(諧波次數資訊、振幅、以及位相偏移量)設定於補正波資訊記憶部38、39。
[實施例6]
第15圖係表示含有本發明之實施例6的馬達控制裝置之馬達驅動系統的構成例之方塊圖。
在第15圖中,本實施例6之馬達控制裝置6e係除了第14圖所示之補正波資訊輸入手段50之外,亦能連接補正波資訊顯示手段60。補正波資訊顯示手段60係由LED顯示器或個人電腦用監視器等所構成。
亦即,雖省略圖示,但參照第2圖(馬達控制裝置6a)、以及第3圖(轉矩控制部10a)說明時,對補正波資訊記憶部28、29設置有寫入控制電路和讀取控制電路於馬達控制裝置6a內、或轉矩控制部10a內,寫入控制電路係將操作補正波資訊輸入手段50而輸入的補正波資訊寫入諧波次數資訊記憶部28、29。
此外,當操作補正波資訊輸入手段50而輸入顯示輸出的指示時,讀取控制電路則將補正波資訊記憶部28、29之中被指定之記憶部的內容顯示於補正波資訊顯示手段60。
藉由如此之構成,在馬達控制裝置6d驅動的馬達1產生變更時等,即可輸入適用於該馬達1之轉矩漣波補正用的正用及負用的補正波資訊,並設定於補正波資訊記憶部28、29。此外,由於能確認儲存之轉矩漣波補正用的補正波資訊,故能適當地補正轉矩的脈動(轉矩漣波)。
又,本實施例6雖係表示對實施例5(亦即實施例1)的適用例,但對實施例2至4亦同樣能適用。
[實施例7]
實施例1至6所示之馬達控制裝置驅動的馬達1係永久磁鐵式馬達,在其場磁鐵側和電樞側之至少一方中,形成有V字狀的斜偏斜或V字狀的段偏斜。本實施例7係參照第16圖至第19圖而說明有關於該V字狀的斜偏斜或V字狀的段偏斜的構造。
第16圖和第17圖係作為本發明之實施例7而表示驅動之馬達的構成例之概念圖。第18圖係說明在第16圖或第17圖所示的馬達中,產生驅動力時之磁通的流程之圖。第19圖係表示第16圖或第17圖所示的馬達之馬達截面的轉矩漣波波形之圖。
第16圖係表示V字狀的斜偏斜之形成例。第17圖係表示V字狀的段偏斜之形成例。第16圖(a)、以及第17圖(a)係驅動之馬達1的圓剖切截面圖。例如,如第16圖(a)、以及第17圖(a)所示,馬達1其電樞71、以及固定於軸74的外周之場磁鐵(轉子)72係隔著間隙而大致配置成同心狀,旋轉自在地被支撐於未圖示之支撐機構。
由於第16圖(b)、以及第17圖(b)係自含有第16圖(a)、以及第17圖(a)所示之間隙中心直徑73的電樞71和場磁鐵72之同心狀的平面而觀測電樞71側之圖,故第16圖(b)、以及第17圖(b)係可觀測電樞71的內周側表面。如第16圖(b)所示,在V字狀的斜偏斜係電樞心75、以及槽口(slot opening)76以字母的V字向右旋轉90°之方式而交互排列多數個於圓周方向。V字係對電樞71的軸方向中心77而大致形成線對稱。此外,V字狀的段偏斜亦如第17圖(b)所示,作成和V字狀的斜偏斜相同的構造。
又,第16圖(a)、以及第17圖(a)雖係表示電樞71為配置於場磁鐵72的外側之所謂內轉子型的馬達,但內外為相反之外轉子型的馬達亦可使用本發明。
馬達之偏斜技術雖係藉由將電樞心偏移角度於軸方向而解決各種諧波問題用之技術手法,但偏斜之構造並不限定於第16圖或第17圖所示之構造。本發明所著眼之轉矩漣波的諧波次數其正轉矩時和負轉矩時為不同之現象,係起因於馬達的磁性構造而產生者。亦即,轉矩漣波的諧波次數其正轉矩時和負轉矩時為不同之現象,係即使偏斜之構造並非V字狀,或者,即使電樞之對軸方向的中心77並非旋轉對稱,亦能明顯產生之現象。
說明該轉矩漣波的諧波次數其正轉矩時和負轉矩時為不同之現象的理論,當例如使用第16圖(b)而說明有關於轉矩漣波時,自存在於軸方向的中心77之電樞心75所產生之轉矩漣波積分至存在於軸方向的端部78之電樞心75所產生之轉矩漣波為止時,則轉矩漣波之中的某個特定之諧波次數的成分即被取消之理論。
但,該理論係根據即使以如第16圖(a)所示之2次元截面考量時之轉矩漣波在任何一個軸方向位置中亦相同的假定,而實際上係於3次元的軸方向的端部有磁通洩漏向軸方向等,各截面之轉矩漣波並不相同。此外,即使在相同的旋轉位置於相同的馬達截面中,輸出正轉矩時和輸出負轉矩時,如第18圖所示,磁通之流通方向不相同,甚至轉矩漣波亦不相同。
第19圖係表示根據電磁場FEM(有限差分法)而解析某個馬達截面的轉矩漣波波形之結果。第19圖(a)係表示輸出正轉矩時,第19圖(b)係表示輸出負轉矩時。第19圖(a)及(b)其橫軸均形成於相同位置(機械角)。根據19(a)及(b),即可知於相同的旋轉位置且在相同的馬達截面中,輸出正轉矩和輸出負轉矩時,其轉矩漣波的位相亦不相同。將該現象和3次元的影響予以組合時,亦有產生正轉矩時的轉矩漣波之諧波次數和負轉矩時的轉矩漣波之諧波次數不同的現象之情形。
因此,於施以V字狀的斜偏斜或段偏斜之永久磁鐵式而驅動馬達1時,由於以正轉矩和負轉矩而顯現於轉矩漣波之諧波次數不同,故藉由使用實施例1至6所示之馬達控制裝置,即能有效地減低轉矩脈動。
但,實施例1至6所示之馬達控制裝置驅動控制的馬達1雖係永久磁鐵式馬達,但施以V字狀的斜偏斜或段偏斜之動作則並非要件,其構成如下。若使用第16圖或第17圖所示的符號時,則具有:電樞心75,係積層具有槽孔的鋼板;電樞71,係配設電樞線圈於該槽孔;以及場磁鐵72,係具有永久磁鐵,係以相互地於相對性地旋轉方向使磁極成為異極之方式而配設,電樞71和場磁鐵72係隔著空隙而相互旋轉自如地被支撐,於能自該空隙觀測之電樞心75的表面和觀測磁極的表面時,電樞心75的表面和磁極的表面中之至少一方的表面,係以電樞核心75的積層方向的中心線之某一點為中心而形成非旋轉對稱之永久磁鐵式馬達。
[實施例8]
本實施例8係具有實施例7所說明之:電樞心,係積層具有槽孔的鋼板;電樞,係配設電樞線圈於該槽孔;以及場磁鐵,係具有永久磁鐵,係以相互地於相對性地旋轉方向使磁極成為異極之方式而配設,電樞和場磁鐵係隔著空隙而相互旋轉自如地被支撐之永久磁鐵馬達,將其場磁鐵側的磁極數表記為P,將電樞側的槽孔數表記為Q時,磁極數P和槽孔數Q之比P/Q係形成2/3<P/Q<4/3之構成。
如此之永久磁鐵式馬達1中,由於其對電角度之轉矩脈動的次數易於成為小數,故例如構成各極之磁鐵的形狀或附磁量不一致較多之情形時,則易於產生P次、以及其自然數倍次數之轉矩脈動。
但,由於本說明書中係將轉矩脈動的諧波次數以旋轉機械角頻率定義為1次,故即使對電角度頻率而成為小數之次數,亦能簡單地產生補正波,且能減低轉矩脈動。
亦即,比P/Q為形成2/3<P/Q<4/3之永久磁鐵式馬達1,若藉由實施例1至6所示之馬達控制裝置而驅動控制時,即能有效地減低轉矩脈動。
在此,因工作誤差所產生之P次或Q次,其追求產生方法使此等之脈動變小,亦存在有成本等之妥協點,而不易小於固定的水準。
但,於比P/Q為形成2/3<P/Q<4/3之永久磁鐵式馬達1,轉矩漣波或齒槽效應轉矩為對屬於一般產生的成分之電角度頻率之6次、或P和Q之最小公倍數之次數的成分,若進行普通的馬達設計時則變小。此係表示以諧波次數資訊而言只要設定P和Q之至少一方即可。
亦即,本實施例8係僅將P和Q之至少一方作為諧波次數資訊而設定,即達成能提供作為馬達驅動系統之轉矩脈動小的系統之功效。
(產業上之利用可能性)
如上述,本發明之馬達控制裝置係以簡單的構成,就能有助於因應於限定產生脈動於馬達的產生轉矩之驅動狀態的狀態量的正負而適當地進行減少2種轉矩脈動之補正的馬達控制裝置。
1...馬達
2...位置感測器
3...反相器電路
4...電容器
5...電流感測器
6a、6b、6c、6d、6e...馬達控制裝置
7...A/D轉換器
8...上位裝置
10a、10b、10c、10d...轉矩控制部
11...電流控制部
12...電壓控制部
13...3相2相變換部
14、15...減算器
16、17...PID控制部
18...2相3相變換部
19...PWM控制部
20、34、41...補正波演算部
21...轉矩指令合成部
22...電流指令產生部
24...補正波資訊選擇部
25...轉矩指令正負判定部
26...轉矩漣波補正波產生部
28、38...儲存正用補正波資訊之記憶部
29、39...儲存負用補正波資訊之記憶部
30、40...選擇電路
36...馬達速度正負判定部
37...齒槽效應轉矩補正波產生部
42...加算器
50...補正波資訊輸入手段
60...補正波資訊顯示手段
71...電樞
72...場磁鐵(轉子)
73...間隙中心直徑
74...軸
75...電樞心
76...槽口
第1圖係表示使用本發明之實施例1的馬達控制裝置之馬達驅動系統的構成例之方塊圖。
第2圖係表示第1圖所示之本發明之實施例1的馬達控制裝置之構成的方塊圖。
第3圖係表示第2圖所示之轉矩控制部之構成例的方塊圖。
第4圖(a)及(b)係表示正轉矩和負轉矩的產生時之轉矩脈動波形之圖。
第5圖(a)及(b)係表示次數分解第4圖所示之轉矩脈動波形的結果之振幅之圖。
第6圖(a)及(b)係表示次數分解第4圖所示之轉矩脈動波形的結果之位相偏移之圖。
第7圖係表示本發明之實施例2的馬達控制裝置之構成的方塊圖。
第8圖係表示第7圖所示之轉矩控制部之構成例的方塊圖。
第9圖係表示本發明之實施例3的馬達控制裝置之構成的方塊圖。
第10圖係表示第9圖所示之轉矩控制部之構成例的方塊圖。
第11圖(a)至(d)係說明第10圖所示之4個補正波資訊記憶部的收納內容之一例圖。
第12圖係說明諧波(補正波)的振幅比率和轉矩指令之絕對值的關係圖。
第13圖係表示第9圖所示之轉矩控制部之另外的構成例作為本發明之實施例4的方塊圖。
第14圖係表示含有本發明之實施例5的馬達控制裝置之馬達驅動系統的構成例之方塊圖。
第15圖係表示含有本發明之實施例6的馬達控制裝置之馬達驅動系統的構成例之方塊圖。
第16圖(a)及(b)係表示驅動之馬達的構成例作為本發明之實施例7之概念圖。
第17圖(a)及(b)係表示驅動之馬達之另外的構成例作為本發明之實施例7之概念圖。
第18圖(a)及(b)係說明在第16圖或第17圖所示的馬達中,產生驅動力時之磁通的流程圖。
第19圖(a)及(b)係表示第16圖或第17圖所示的馬達之馬達截面的轉矩漣波波形之圖。
10a...轉矩控制部
20...補正波演算部
21...轉矩指令合成部
22...電流指令產生部
24...補正波資訊選擇部
25...轉矩指令正負判定部
26...轉矩漣波補正波產生部
28...儲存正用補正波資訊之記憶部
29...儲存負用補正波資訊之記憶部
30...選擇電路

Claims (16)

  1. 一種馬達控制裝置,係根據輸入的轉矩指令而驅動控制馬達者,具備:正負判定部,係判定限定產生脈動於前述馬達的產生轉矩之驅動狀態的狀態量為正極性或負極性之正負;補正波資訊選擇部,係自儲存補正波資訊之記憶部,選擇因應於前述正負判定部的判定結果所示之正負的補正波資訊;以及補正波產生部,係根據前述選擇之補正波資訊,對週期性的轉矩脈動產生正弦波狀的補正波,根據將該轉矩指令和前述產生之補正波予以合成之補正轉矩指令,以取代前述輸入之轉矩指令而驅動控制前述馬達。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達控制裝置,其中,前述馬達之狀態量係前述輸入之轉矩指令,前述補正波資訊選擇部係自儲存於前述記憶部而作為前述補正波資訊的諧波次數資訊之中,選擇因應於前述正負判定部的判定結果所示之正負的次數,前述補正波產生部係根據前述選擇的次數,產生振幅為依存於前述轉矩指令的補正波。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之馬達控制裝置,其中,前述補正波資訊選擇部係復亦選擇作為前述補正波資訊而和前述諧波次數資訊建立關聯並儲存於前述記憶部之相對於補正波之振幅的前述轉矩指令之振幅比率,並供應於前述補正波產生部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之馬達控制裝置,其中,前述振幅比率在前述轉矩指令的絕對值大於減磁開始轉矩的區域中為零。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之馬達控制裝置,其中,前述振幅比率An在前述轉矩指令Tref的絕對值小於減磁開始轉矩Tdemag的區域中,設定於滿足下式的關係之區域An≦(Tdemag/∣Tref∣)-1。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之馬達控制裝置,其中,前述補正波資訊選擇部係復亦選擇作為前述補正波資訊而和前述諧波次數資訊建立關聯且儲存於前述記憶部之補正波的位相,並供應於前述補正波產生部。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之馬達控制裝置,其中,前述記憶部連接有能設定由前述諧波次數資訊、前述振幅比率、以及前述位相所構成之補正波資訊的輸入手段。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之馬達控制裝置,其中,連接有能顯示儲存於前述記憶部的由前述諧波次數資訊、前述振幅比率、以及前述位相所構成之補正波資訊的顯示手段。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之馬達控制裝置,其中,前述馬達之狀態量係馬達速度,前述補正波資訊選擇部係自儲存於前述記憶部而作為前述補正波資訊的諧波次數資訊之中,選擇因應於前述正負判定部的判定結果所示之正負的次數,前述補正波產生部係根據前述選擇的次數,產生振幅並非依存於前述轉矩指令而為固定值的補正波。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之馬達控制裝置,其中,前述補正波資訊選擇部係亦復選擇作為前述補正波資訊而和前述諧波次數資訊建立關聯並儲存於前述記憶部之補正波的振幅,並供應於前述補正波產生部。
  11. 如申請專利範圍第7項或第8項所述之馬達控制裝置,其中,前述補正波資訊選擇部係亦復選擇作為前述補正波資訊而和前述諧波次數資訊建立關聯並儲存於前述記憶部之補正波的位相,並供應於前述補正波產生部。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之馬達控制裝置,其中,前述記憶部連接有能設定由前述諧波次數資訊、前述振幅、以及前述位相所構成之補正波資訊的輸入手段。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之馬達控制裝置,其中,連接有能顯示儲存於前述記憶部的由前述諧波次數資訊、前述振幅、以及前述位相所構成之補正波資訊的顯示手段。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之馬達控制裝置,其中,前述馬達係具有:電樞心,係積層具有槽孔的鋼板;電樞,係配設有電樞線圈於前述槽孔;以及場磁鐵,係具有永久磁鐵,該永久磁鐵係以相互地於移動方向使磁極成為異極之方式而配設,前述電樞和前述場磁鐵係隔著空隙而相互移動自如地被支撐,觀測能自前述空隙觀測之前述電樞心的表面和前述磁極的表面時,前述電樞心的表面和前述磁極的表面中之至少一方的表面,係以前述電樞心的積層方向的中心線之某一點為中心而呈非旋轉對稱。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之馬達控制裝置,其中,前述馬達係具有:電樞心,係積層具有槽孔的鋼板;電樞,係配設有電樞線圈於前述槽孔;以及場磁鐵,係具有永久磁鐵,該永久磁鐵係以相互地於移動方向使磁極成為異極之方式而配設,前述電樞和前述場磁鐵係隔著空隙而相互移動自如地被支撐,將前述槽孔之數設為Q,將前述磁極之數設為P時,比P/Q係設定為2/3<P/Q<4/3能成立。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之馬達控制裝置,其中,以儲存於前述記憶部而作為前述補正波資訊之諧波次數資訊的次數而言,係至少設定磁極數P和槽孔數Q中之任意一方。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI589097B (zh) * 2013-07-05 2017-06-21 Aida Eng Ltd Permanent magnet motor

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6295579B2 (ja) * 2013-10-01 2018-03-20 富士電機株式会社 風力発電システム
JP5850960B2 (ja) 2014-02-06 2016-02-03 ファナック株式会社 位置検出器の内挿誤差を補正するモータ制御装置
JP6424536B2 (ja) * 2014-09-18 2018-11-21 株式会社デンソー モータ制御装置
CN107580578B (zh) * 2015-05-11 2020-07-07 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 具有波动补偿的电动转向系统
US20170077854A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling an electric machine
JP2017131044A (ja) * 2016-01-21 2017-07-27 富士電機株式会社 回転電機の制御装置
US10199976B2 (en) 2016-05-20 2019-02-05 Continuous Solutions Llc Vibration and noise manipulation in switched reluctance machine drivetrains
US9991837B2 (en) * 2016-05-20 2018-06-05 Continuous Solutions Llc Systems and methods for vibration and noise manipulation in switched reluctance machine drivetrains
JP2018098978A (ja) * 2016-12-15 2018-06-21 アイシン精機株式会社 モータ制御装置
CN107508503A (zh) * 2017-09-07 2017-12-22 北京车和家信息技术有限公司 电机扭矩修正方法、电机扭矩修正装置、电机及车辆
WO2019163552A1 (ja) * 2018-02-20 2019-08-29 日本電産株式会社 モータ制御システム、およびパワーステアリングシステム
JP7308949B2 (ja) * 2019-07-04 2023-07-14 三菱電機株式会社 電動機駆動装置及び冷凍サイクル適用機器
JP7552406B2 (ja) 2021-02-08 2024-09-18 日産自動車株式会社 モータ制御方法及びモータ制御装置
KR102325650B1 (ko) * 2021-06-25 2021-11-12 (주)수산인더스트리 유도 전동기 관리 시스템
JP7344945B2 (ja) * 2021-09-27 2023-09-14 本田技研工業株式会社 制御装置、及びモータ駆動システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3242223B2 (ja) * 1993-08-02 2001-12-25 オークマ株式会社 電動機の制御装置
WO1996017180A1 (de) * 1994-12-02 1996-06-06 Sulzer Electronics Ag Verfahren zur kompensation von periodischen rüttelkräften in einer elektrischen drehfeldmaschine
JP2003088159A (ja) * 2001-09-05 2003-03-20 Yaskawa Electric Corp トルクリップル補正方法および装置
JP4285161B2 (ja) * 2003-09-03 2009-06-24 株式会社安川電機 同期型acモータのトルクリップル補正方法および装置
US20080018289A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Fumio Tajima Single-phase position sensorless permanent magnet motor control apparatus
JP2008029114A (ja) * 2006-07-21 2008-02-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd クローポール型単相モータ,クローポール型単相モータシステム、及びクローポール型単相モータを備えた電動ポンプ,電動ファン、及び車両
JP5321449B2 (ja) * 2007-03-07 2013-10-23 株式会社安川電機 モータ制御装置
JP4851473B2 (ja) * 2008-01-18 2012-01-11 三菱電機株式会社 永久磁石形同期モータ
US8847522B2 (en) * 2008-11-14 2014-09-30 Denso Corporation Reluctance motor with improved stator structure
JP4835959B2 (ja) * 2009-03-30 2011-12-14 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御装置
TWI404322B (zh) * 2009-04-14 2013-08-01 Mitsubishi Electric Corp 馬達控制裝置
JP4676551B1 (ja) * 2009-12-22 2011-04-27 ファナック株式会社 コギングトルク補正量算出機能を有するモータ制御装置
JP2010166810A (ja) * 2010-03-26 2010-07-29 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の固定子
JP4965688B2 (ja) * 2010-04-28 2012-07-04 三菱電機株式会社 永久磁石形同期モータ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI589097B (zh) * 2013-07-05 2017-06-21 Aida Eng Ltd Permanent magnet motor

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013042237A1 (ja) 2013-03-28
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CN103814517B (zh) 2016-10-26
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