JP2009112143A - Three-phase AC motor control apparatus and three-phase AC motor control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、３相交流モータ制御装置および３相交流モータ制御方法に関する。 The present invention relates to a three-phase AC motor control device and a three-phase AC motor control method.
特許文献１の特開平３-１５５３２２号公報「電流検出装置」には、３相交流モータを電流制御するために、３相交流モータにおいて３相に流れる３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値それぞれを検出する３個の電流センサが備えられていて、検出した３相電流値を用いて、電流制御を行う技術が開示されている。
しかしながら、前記特許文献１のような従来技術は、３相交流モータの制御時に、３相それぞれの電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出して制御演算を行うという構成、つまり、基本動作として、各電流相ごとの電流センサにより検出した３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを用いてベクトル制御を行うという構成になっている。したがって、３相モータの電流制御を精度良く実施するためには、制御対象とする３相交流モータに流れる各相の相電流値を精度良く検出することが必要となり、該３相交流モータに流れる各相電流の最大電流値までの広いレンジに亘って、正確にかつ十分に検出することが可能な定格レンジ（定格電流範囲）を有する電流センサつまり３相それぞれの最大電流値以上の検出範囲を有する電流センサが必要となり、３相交流モータに必要とする相電流最大値に応じて電流センサのコスト、サイズが増加してしまうという問題があった。
However, the conventional technique such as
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、３相の電流値を検出する電流センサのコスト、サイズを低減することが可能な３相交流モータ制御装置および３相交流モータ制御方法を提供することを、その目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and a three-phase AC motor control device and a three-phase AC motor control capable of reducing the cost and size of a current sensor for detecting a current value of a three phase. Its purpose is to provide a method.
本発明は、前述の課題を解決するために、電流センサで検出した３相電流値のうち、絶対値が最大電流値となっている電流相を除いた残りの２相の電流値を用いて、電流制御用の演算を行い、該演算結果に基づいて前記３相交流モータを制御することを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, the present invention uses the remaining two-phase current values excluding the current phase whose absolute value is the maximum current value among the three-phase current values detected by the current sensor. The present invention is characterized in that a calculation for current control is performed, and the three-phase AC motor is controlled based on the calculation result.
本発明の３相交流モータ制御装置および３相交流モータ制御方法によれば、電流センサで検出した３相の各電流値の中で、絶対値が最大となる相の電流値を除外した残りの２相の電流値に基づいて、電流制御演算を行うので、電流値の定格電流範囲を３相交流モータに流れる３相電流の最大電流値までの範囲よりも狭い範囲に抑えることができ、而して、電流センサのコスト、サイズの低減を図ることができるという効果が得られる。 According to the three-phase AC motor control device and the three-phase AC motor control method of the present invention, the remaining currents excluding the current value of the phase having the maximum absolute value among the current values of the three phases detected by the current sensor. Since the current control calculation is performed based on the two-phase current value, the rated current range of the current value can be suppressed to a range narrower than the range up to the maximum current value of the three-phase current flowing in the three-phase AC motor. As a result, the cost and size of the current sensor can be reduced.
以下に、本発明による３相交流モータ制御装置および３相交流モータ制御方法の最良の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best embodiment of a three-phase AC motor control device and a three-phase AC motor control method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴について、その概要をまず説明する。本発明は、３相交流モータを制御する際に、３個の電流センサを用いて、３相すべての電流を計測するものの、検出した３相電流のうち、絶対値が最も大きい１相を除いた残りの２相の検出電流値を用いることによって、３相交流モータの電流制御を行うことを可能とすることにより、電流値を精度良く正確に検出可能とする電流センサの定格電流範囲を３相交流モータに流れる電流の最大値よりも狭い範囲に抑えることを可能とする点に、その特徴を有している。なお、絶対値が最も大きい１相分の電流値については、残りの２相の検出電流値から演算によって求めることができる。
(Features of the present invention)
Prior to the description of the embodiments of the present invention, an outline of the features of the present invention will be described first. In the present invention, when controlling a three-phase AC motor, the current of all three phases is measured using three current sensors, but one phase having the largest absolute value among the detected three-phase currents is excluded. By using the remaining two-phase detected current values, it is possible to control the current of the three-phase AC motor, and thereby the rated current range of the current sensor that can accurately and accurately detect the current value is 3 This is characterized in that it can be limited to a range narrower than the maximum value of the current flowing through the phase AC motor. The current value for one phase having the largest absolute value can be obtained by calculation from the remaining two-phase detected current values.
つまり、本発明においては、電流センサにより３相電流の全範囲を一応計測しているが、電流センサの定格電流範囲（つまり、電流センサの入出力特性として直線性を有し、正確に電流値を検出することが可能な電流範囲）を、３相交流モータに流れる３相電流の最大値までの範囲よりも狭い範囲例えば３相電流として流れる最大電流値の最低ｓｉｎ６０°倍（すなわち（３１／２）／２倍）程度の範囲に設定することにより、電流センサのコスト、サイズを低減可能とすることを特徴としている。 In other words, in the present invention, the entire range of the three-phase current is temporarily measured by the current sensor, but the current sensor's rated current range (that is, the input / output characteristics of the current sensor have linearity, and the current value is accurate. Current range) that is smaller than the range up to the maximum value of the three-phase current flowing through the three-phase AC motor, for example, at least sin 60 ° times the maximum current value flowing as the three-phase current (ie, (3 1 It is characterized in that the cost and size of the current sensor can be reduced by setting in a range of about ( / 2 ) / 2 times).
かくのごとく、電流センサの定格電流範囲を、計測対象の３相交流モータに流れる最大電流値の範囲よりも狭い範囲としているので、該定格電流範囲を超える場合には、電流センサの特性劣化値に応じて、電流センサによる検出電流値の誤差が大きくなってしまう（一般的には、電流センサによる検出電流値は、実電流値よりも小さな値になってしまう）。このため、本発明においては、電流センサの正常／異常を検出するための３相電流総和の判定閾値範囲（つまり電流センサを正常と判定する電流範囲）を、３相電流のいずれかが電流センサの定格電流範囲を超えているか否かに応じて、異なる範囲に設定するようにし、定格電流範囲を超えている場合には、該判定閾値範囲をより広い範囲に拡大することを特徴としている。
図４に後述するように、定格範囲よりも絶対値が大きい範囲では、電流センサの検出値は、実電流値よりも少なくなる。
As described above, the rated current range of the current sensor is narrower than the range of the maximum current value flowing through the three-phase AC motor to be measured. If the rated current range is exceeded, the characteristic deterioration value of the current sensor is exceeded. Accordingly, the error of the detected current value by the current sensor becomes large (generally, the detected current value by the current sensor becomes smaller than the actual current value). For this reason, in the present invention, the determination threshold range of the total sum of the three-phase currents for detecting normality / abnormality of the current sensor (that is, the current range for determining the current sensor to be normal) is any one of the three-phase currents. Depending on whether or not the rated current range is exceeded, a different range is set. When the rated current range is exceeded, the determination threshold range is expanded to a wider range.
As will be described later with reference to FIG. 4, in the range where the absolute value is larger than the rated range, the detected value of the current sensor is smaller than the actual current value.
ここで、３相電流総和フェールとは、電流センサの異常を検出した演算結果のことである。正常状態においては、３相電流の総和は、キルヒホフの電流則にしたがって、常に、“０”になるはずであるので、３相電流の総和が“０”になっているか否かを判定すれば、電流センサの異常を検出することができる。しかしながら、電流センサそのものの誤差や過渡的には多少のバラツキが発生する可能性があるので、３相電流の総和を完全な“０”ではなく、判定閾値範囲として、“０”を基準にして許容誤差（つまり電流センサの検出精度）としてあらかじめ定めた閾値の範囲内に収まっているか否かを判定することによって、電流センサの異常を検出するようにしている。 Here, the three-phase current sum fail is a calculation result of detecting an abnormality of the current sensor. In the normal state, the sum of the three-phase currents should always be “0” in accordance with Kirchhoff's current law. Therefore, if it is determined whether or not the sum of the three-phase currents is “0”. An abnormality of the current sensor can be detected. However, there is a possibility that the current sensor itself may have an error or a slight variation. Therefore, the sum of the three-phase currents is not completely “0”, but the determination threshold range is based on “0”. An abnormality of the current sensor is detected by determining whether or not the allowable error (that is, the detection accuracy of the current sensor) is within a predetermined threshold range.
一方、３相交流モータに実際に流れている３相電流値のいずれかが電流センサの定格電流範囲を超える場合は、電流センサの特性劣化により、検出電流値はさらに大きな誤差を含むことになるので、電流センサの特性劣化値としてあらかじめ定めた電流値（例えば、定格電流範囲が６００Ａの場合には、数十Ａ程度）を、定格電流範囲内に収まっている場合の前記判定閾値範囲に対してさらに加算して拡大した範囲を、定格電流範囲を超える場合の３相電流総和の判定閾値範囲（電流センサを正常と判定する電流範囲）として設定することとする。 On the other hand, if any of the three-phase current values actually flowing through the three-phase AC motor exceeds the rated current range of the current sensor, the detected current value will contain a larger error due to the deterioration of the current sensor characteristics. Therefore, a predetermined current value as a characteristic degradation value of the current sensor (for example, about several tens of A when the rated current range is 600 A) is compared with the determination threshold range when the current sensor is within the rated current range. The range expanded by further adding is set as the determination threshold range (current range for determining that the current sensor is normal) of the three-phase current sum when exceeding the rated current range.
（第１の実施形態）
まず、本発明による３相交流モータ制御装置の第１の実施形態について、図１に基づいて詳細に説明する。
(First embodiment)
First, a first embodiment of a three-phase AC motor control device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
図１は、本発明による３相交流モータ制御装置の第１の実施形態の構成例を示すブロック構成図であり、電流フィードバック制御系のブロック構成を示している。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a first embodiment of a three-phase AC motor control device according to the present invention, and shows a block configuration of a current feedback control system.
図１に示すように、本発明による３相同期モータ制御装置は、電流ＰＩ制御器１、３個の電流センサ２、３相・２相変換器３、２相・３相変換器４、ＰＷＭ制御器５、インバータ６、３相交流モータ７、および、角度検出器８を少なくとも含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, a three-phase synchronous motor control apparatus according to the present invention includes a
電流ＰＩ制御器１は、外部より指令されるｄ軸電流指令値Ｉｄ*、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*を、３相交流モータ７に現在流れている３相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出結果から算出されるｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、周知の制御であるＰＩ制御（比例積分制御）により、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*に変換する。また、電流センサ２は、３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗをそれぞれ検出するものであり、３個のセンサからなっている。
The
また、３相・２相変換器３は、電流センサ２により検出された３相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを角度検出器８にて検出された電気角θに基づいて２相（２軸）のｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑに変換する。また、２相・３相変換器４は、電流ＰＩ制御器１にて変換された２相のｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を角度検出器８にて検出された電気角θに基づいて３相（ｕ，ｖ，ｗ）の電圧指令値つまりｕ相電圧指令値Ｖｕ*、ｖ相電圧指令値Ｖｖ*、ｗ相電圧指令値Ｖｗ*に変換する。
Further, the three-phase / two-
また、ＰＷＭ制御器５は、２相・３相変換器４にて変換された３相（ｕ，ｖ，ｗ）の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に応じたｄｕｔｙを有するＰＷＭ信号に変換する。また、インバータ６は、ＰＷＭ制御器５にて変換されたＰＷＭ信号を、３相交流モータ７に供給する電圧レベルの駆動信号に変換する。また、角度検出器８は、３相交流モータ７の回転子（ロータ）の電気角θを検出する。
The
以上のような回路ブロックを備えた３相交流モータ制御装置は、以下のような動作によって、３相交流モータを電流制御している。 The three-phase AC motor control device having the circuit block as described above controls the current of the three-phase AC motor by the following operation.
つまり、電流センサ２にて検出した３相交流モータ７の３相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗから３相・２相変換器３にて変換されたｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑに基づいて、外部から指令されるｄ軸電流指令値Ｉｄ*、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*を、電流ＰＩ制御器１にて比例積分制御の演算を行って、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*として求める。
That is, the d-axis current value Id and the q-axis current value Iq converted by the three-phase / two-
求めたｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を、２相・３相変換器４にて、３相（ｕ，ｖ，ｗ）の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に変換する。次に、変換した電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*をＰＷＭ制御器５にてＰＷＭ信号に変換して、インバータ６を介して駆動信号を生成して３相交流モータ７へと出力する。
The obtained d-axis voltage command value Vd * and q-axis voltage command value Vq * are converted into three-phase (u, v, w) voltage command values Vu *, Vv *, Vw by the two-phase / three-phase converter 4. Convert to *. Next, the converted voltage command values Vu *, Vv *, Vw * are converted into PWM signals by the
しかる後、３相交流モータ７への駆動信号を出力後の３相交流モータ７の３相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを電流センサ２にて検出するという動作を繰り返す。かくのごとき制御を行うことによって、３相交流モータ７の電流フィードバック制御を行っている。
Thereafter, the operation of detecting the three-phase current values Iu, Iv, Iw of the three-phase AC motor 7 after outputting the drive signal to the three-phase AC motor 7 by the
すなわち、図１に示す３相交流モータ制御装置は、３相交流モータ７の３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが、電流ＰＩ制御器１に対して外部から指令されたｄ軸電流指令値Ｉｄ*、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*に相当する電流値に合致するように、３相交流モータ７の現在の状態（電流センサ２により検出される３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、角度検出器８により検出される３相交流モータ７の回転子（ロータ）の電気角θ）を参照しながら、３相交流モータ７を電流制御する動作を行う。
That is, in the three-phase AC motor control device shown in FIG. 1, the three-phase current values Iu, Iv, and Iw of the three-phase AC motor 7 are d-axis current command values Id commanded from the outside to the
ここで、通常、３相モータの３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの関係については、キルヒホッフの電流則である次の式（１）が成立している。 Here, regarding the relationship among the three-phase current values Iu, Iv, and Iw of the three-phase motor, the following equation (1) that is Kirchoff's current law is established.
本実施形態は、最大電流値となっているいずれか１相を除く他の２相分の電流値（例えば、ｗ相の電流値Ｉｗが最大となっている時点では、他のｕ相、ｖ相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ、また、ｕ相の電流値Ｉｕが最大となっている時点では、他のｖ相、ｗ相の電流値Ｉｖ，Ｉｗ、また、ｗ相の電流値Ｉｗが最大となっている時点では、他のｕ相、ｖ相の電流値Ｉｕ，Ｉｖ）については、電流センサ２にて検出した検出電流値を用い、最大電流値となっている残りの電流相の電流値については、電流センサ２にて検出した電流値を用いずに、検出されている２相分の電流値から、式（１）のキルヒホフの電流則に基づく演算により算出することによって、３相交流モータ７を電流制御するものである。
In the present embodiment, the current value of the other two phases excluding any one phase having the maximum current value (for example, when the current value Iw of the w phase is maximum, the other u phase, v When the phase current values Iu and Iv and the u-phase current value Iu are maximum, the other v-phase and w-phase current values Iv and Iw and the w-phase current value Iw are maximum. At this time, for the other u-phase and v-phase current values Iu, Iv), the current value of the remaining current phase that is the maximum current value is obtained using the detected current value detected by the
つまり、本実施形態においては、３相・２相変換器３に入力されてくる３個の電流センサ２からの３相の検出電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの中から、最大の電流値となっている１相の電流を除いた残りの２相のみを電流センサ２からの検出電流値をそのまま用い、残りの１相（最大の電流値となっている相）の電流値は、電流センサ２からの２相の検出電流値から演算により求めて、しかる後、角度検出器８からの電気角θを用いて、ｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑに変換する。
That is, in the present embodiment, the maximum current value is obtained from the three-phase detected current values Iu, Iv, Iw from the three
図２は、３相交流モータの３相電流波形を示す電流波形図であり、電流センサ２の電流検出範囲（定格電流範囲）の一例を示す説明図である。図２に斜線を引いて示しているように、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１に対してｓｉｎ６０°倍（＝（３１／２）／２倍）とした検出閾値電流値１２を超える電流値は、電流センサ２の検出範囲外（定格電流範囲外）の電流領域として、正確な電流値を検出しなくても良いセンサを用いる場合を説明している。
FIG. 2 is a current waveform diagram illustrating a three-phase current waveform of the three-phase AC motor, and is an explanatory diagram illustrating an example of a current detection range (rated current range) of the
すなわち、図２に示す３相電流波形において、電流制御に用いるために３個の電流センサ２にてそれぞれ検出した３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの中から、常に、絶対値で最大の電流値を示している１相を除いた他の２相の検出電流値のみを用いることとし、最大の電流値を示している残りの１相については、他の２相の検出電流値から演算によって算出するようにする。この結果、絶対値が最大の電流値となる図２の斜線領域（検出閾値電流値１２を超える領域）については、電流センサ２は、正確な電流値を検出することは不要になる。
That is, in the three-phase current waveform shown in FIG. 2, the absolute current always has the maximum current among the three-phase current values Iu, Iv, and Iw detected by the three
かくのごとく最大電流値を示す残りの１相の電流値を演算によって算出することにより、電流センサ２に必要とする電流値の検出精度を、３相交流モータ７の各相に要求される最大電流値よりも絶対値を狭い範囲に設定することが可能となる。例えば、図２において、電気角θが区間（ａ）にある場合においては、電流絶対値が最大であるｖ相電流値Ｉｖ以外のｕ相電流値Ｉｕ、ｗ相電流値Ｉｗの検出値を用い、電気角θが区間（ｂ）にある場合においては、電流絶対値が最大であるｕ相電流値Ｉｕ以外のｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗの検出値を用いることによって、定格電流範囲として電流センサ２が必要とする電流値の検出精度を、システムに必要な相電流最大値（前者の区間（ａ）では、ｖ相電流値Ｉｖ、後者の区間（ｂ）では、ｕ相電流値Ｉｕそれぞれの最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ）よりも小さく設定することが可能となる。
Thus, by calculating the current value of the remaining one phase indicating the maximum current value by calculation, the detection accuracy of the current value required for the
また、図２に示すように、対象システムに必要な相電流最大値となる相は、区間（ａ）ではｖ相のマイナス、区間（ｂ）ではｕ相プラス、区間（ｃ）ではｗ相マイナス、区間（ｄ）ではｖ相プラス、区間（ｅ）ではｕ相マイナス、区間（ｆ）ではｗ相プラスというように、位相６０°ごとに切り替わっていくことになる。したがって、対象システムに必要とする相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１をｓｉｎ６０°倍（すなわち、(３１／２)／２倍）にした検出閾値電流値１２以上になっていることを検出することが可能な電流センサを用いることにすれば、対象システムに必要な相電流最大値までのすべての領域で、精度良く、電流制御を行うことを保証することが可能になる。 In addition, as shown in FIG. 2, the phase having the maximum phase current required for the target system is the negative of the v phase in the section (a), the positive of the u phase in the section (b), and the negative of the w phase in the section (c). In the section (d), the phase is switched every 60 °, such as the v-phase plus, the section (e) the u-phase minus, and the section (f) the w-phase plus. Therefore, it can be detected that the maximum current value I_peak11 of the phase current required for the target system is equal to or greater than the detection threshold current value 12 that is sin 60 ° times (that is, (3 1/2 ) / 2 times). If a possible current sensor is used, it is possible to ensure that current control is accurately performed in all regions up to the maximum phase current necessary for the target system.
つまり、少なくとも相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１をｓｉｎ６０°倍にした検出閾値電流値１２の範囲内の相電流値を定格電流範囲として精度良く検出することが可能な電流センサを用いることにすれば、対象システムに必要な相電流最大値までのすべての領域について、精度良く、電流制御を行うことが可能になる。 That is, if a current sensor capable of accurately detecting a phase current value within the range of the detection threshold current value 12 obtained by multiplying at least the maximum current value I_peak11 of the phase current by 60 times sin is used as the rated current range, It is possible to perform current control with high accuracy in all regions up to the maximum phase current necessary for the target system.
以下に、システムの相電流最大値すなわち相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１を７００Ａとした場合を例にとってさらに説明する。かかる場合には、電流センサ２としては、前述のように、少なくとも、検出閾値電流値１２つまり電流センサ２の定格電流の限界となる次の式（２）に示す電流値以上、すなわち、
Hereinafter, the case where the maximum phase current value of the system, that is, the maximum current value I_peak11 of the phase current is set to 700A will be further described as an example. In such a case, as described above, the
かくのごときシステムにおいて、外部からの電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）によって図３に示すような相電流の制御を行った場合について、次に説明する。図３は、３相交流モータの図２とは異なる３相電流波形を示す電流波形図であり、電流制御動作の一例を説明するための説明図である。 In the system like this, the case where the phase current as shown in FIG. 3 is controlled by the current command values (Id *, Iq *) from the outside will be described. FIG. 3 is a current waveform diagram showing a three-phase current waveform different from FIG. 2 of the three-phase AC motor, and is an explanatory diagram for explaining an example of a current control operation.
図３において、例えば、電気角θが区間（ｇ）にある場合のように、ｕ相、ｖ相、ｗ相の３相のいずれの最大電流値も電流センサ２の定格電流値つまり検出閾値電流値１２である６０６Ａを超えない領域（つまり定格電流範囲内）であれば、従来技術の場合と同様に、３相電流すべてについて電流センサ２による検出電流値を用いるようにして制御しても良いし、あるいは、本実施形態のように、３相電流のうちいずれか２相の検出電流値つまり最大電流となっていない２相の検出電流値を用い、残りの１相の電流値を演算により算出して、制御するようにしてもかまわない。
In FIG. 3, for example, as in the case where the electrical angle θ is in the section (g), the maximum current value of any of the three phases u-phase, v-phase, and w-phase is the rated current value of the
一方、電気角θが、角度（ｈ）、角度（ｉ）、角度（ｊ）の位置にある場合のように、それぞれ、ｗ相電流値Ｉｗ、ｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖの最大電流が電流センサ２の定格電流値つまり検出閾値電流値１２である６０６Ａを超える領域（つまり定格電流範囲を超える領域）となっているタイミングにおいては、本実施形態では、以下に詳述するような制御を実施する。
On the other hand, as in the case where the electrical angle θ is at the position of the angle (h), the angle (i), and the angle (j), the w-phase current value Iw, the u-phase current value Iu, and the v-phase current value Iv, respectively. At the timing when the maximum current is in the region exceeding 606 A which is the rated current value of the
まず、ｗ相電流値Ｉｗが定格電流範囲を超えてしまう電気角θが角度（ｈ）のタイミングにおいては、３相・２相変換器３における３相電流の検出電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの相互比較結果に基づいて、ｗ相の検出電流値Ｉｗが最大であることが検出される。かかる場合には、本実施形態においては、前述したように、その他の２相つまりｕ相、ｖ相の検出電流値Ｉｕ，Ｉｖおよび電気角θを用いて、次の式（３）〜式（６）によって、３相・２相変換器３において、ｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑを算出する。
First, at the timing when the electrical angle θ at which the w-phase current value Iw exceeds the rated current range is the angle (h), the detected current values Iu, Iv, Iw of the three-phase current in the three-phase / two-
次に、検出閾値電流値つまり電流センサ２の定格電流値を超える領域（定格電流範囲を超える領域）を使用している場合において、電流センサの正常／異常を検出する３相電流総和の判定を行うために用いる判定閾値について詳述する。 Next, in the case where the detection threshold current value, that is, the region exceeding the rated current value of the current sensor 2 (the region exceeding the rated current range) is used, the determination of the sum of the three-phase currents for detecting normality / abnormality of the current sensor is performed. The determination threshold used for performing will be described in detail.
図４は、一般的な電流センサの特性を示す電流・電圧特性図であり、検出対象の入力電流と、検出結果の出力電圧との関係を示している。つまり、数値例として前述したように、システムの相電流最大値すなわち相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１を７００Ａとした場合に適用される電流センサ２の特性図として、出力電圧が正側で飽和電圧２３に達する正側の検出限界電流値である正側検出限界２１は、相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１の７００Ａをカバーする領域にあり、出力電圧が負側で飽和電圧２４に達する負側の検出限界電流値である負側検出限界２２は、相電流の負側の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１の−７００Ａをカバーする領域にある。
FIG. 4 is a current / voltage characteristic diagram showing characteristics of a general current sensor, and shows a relationship between an input current to be detected and an output voltage as a detection result. That is, as described above as a numerical example, as a characteristic diagram of the
また、電流センサ２の定格電流範囲とは、電流値をあらかじめ定めた所定の正確さで精度良く検出することができる電流範囲であり、通常、入出力特性の直線性が保証される範囲を意味している。本実施形態においては、相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１を７００Ａとした場合には、式（２）にて前述したように、−６０６．２２Ａ〜＋６０６．２２Ａの電流範囲が、図４に示す定格電流範囲２０とされる。
The rated current range of the
また、定格電流範囲２０を超えて出力電圧が飽和する限界となる正側検出限界２１および負側検出限界２２に達するまでの正側定格外電流範囲２５および負側定格外電流範囲２６の領域では、電流センサ２の検出電流値の誤差やバラツキは増大し、一般的には、図４に示すように、検出電流値が実電流値よりも小さい値となるものの、或る程度の精度で、電流を検出することは可能である。
Further, in the areas of the positive-side non-rated rated current range 25 and the negative-side rated non-rated current range 26 until reaching the positive-
ｕ相、ｖ相、ｗ相の３相電流のすべての電流値が、図４に示す定格電流範囲２０の領域に収まっている場合には、式（１）に示したようなキルヒホフの電流則に基づいて、３相の電流値の総和が“０”になっているか否かによって、電流センサ２が正常かあるいは異常を示す３相電流総和フェールが発生しているかを判定すれば良い。しかし、電流センサ２そのものの誤差や過渡的なバラツキにより、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和は、必ずしも“０”にならない。したがって、許容誤差としてあらかじめ定めた閾値を“０”を中心にして設定した範囲を、３相電流総和フェールの判定用の判定閾値範囲（つまり電流センサ２を正常と判定する電流範囲）として用いるようにすれば良い。
When all the current values of the three-phase currents of the u-phase, v-phase, and w-phase are within the rated current range 20 shown in FIG. 4, Kirchhoff's current law as shown in equation (1) Based on the above, it may be determined whether the
一方、ｕ相、ｖ相、ｗ相の３相電流のいずれかが、定格電流範囲２０を超えて、正側定格外電流範囲２５および負側定格外電流範囲２６の領域にある場合には、当該相の電流センサの検出電流値には、電流センサ２の特性から前述したような特性劣化に伴う誤差が含まれているため、キルヒホフの電流則を、そのまま適用することはできない。
On the other hand, when any of the three-phase currents of the u phase, the v phase, and the w phase exceeds the rated current range 20 and is in the region of the positive rated external current range 25 and the negative rated external current range 26, Since the detected current value of the current sensor of the phase includes the error due to the characteristic deterioration as described above from the characteristic of the
そこで、相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ１１を７００Ａとした時における電流センサの検出誤差を示す特性劣化値２７が、図４に示すように、例えば４０Ａ程度であった場合には、正側定格外電流範囲２５または負側定格外電流範囲２６の領域にある電流相の電流センサ２の検出電流値に、＋４０Ａまたは−４０Ａ程度ずつ加算した結果を用いて、３相の電流値の総和が“０”になっているか否か、あるいは、“０”を中心にして前記許容誤差を含む前記判定閾値範囲内に収まっているか否かによって、電流センサ２が正常かあるいは異常を示す３相電流総和フェールが発生しているかを判定することが必要である。
Therefore, when the characteristic degradation value 27 indicating the detection error of the current sensor when the maximum current value I_peak11 of the phase current is 700 A is about 40 A, for example, as shown in FIG. The sum of the current values of the three phases is “0” using the result obtained by adding about +40 A or −40 A each to the detected current value of the current phase
逆に言えば、電流センサ２の定格電流範囲２０を超える正側定格外電流範囲２５または負側定格外電流範囲２６の領域においては、電流センサ２の正常／異常を検出する３相電流総和の判定用に用いる判定閾値範囲（電流センサ２を正常と判定する電流範囲）を、定格電流範囲２０内に収まっている場合の前記判定閾値範囲に対して、特性劣化値２７（例えば４０Ａ）としてあらかじめ定めた電流値をさらに加算して拡大した範囲とすることが必要である。
In other words, in the region of the positive-side non-rated current range 25 or the negative-side non-rated current range 26 that exceeds the rated current range 20 of the
つまり、３相電流値のいずれかが定格電流範囲を超えているか否かに応じて、電流センサ２の正常／異常を検出する３相電流総和の判定閾値範囲を、異なる範囲に、可変に設定することによって、より正確に、電流センサ２の異常を検出することが可能となる。かくのごとき手法を用いて、ｕ相、ｖ相、ｗ相の３相電流値の全領域に亘って、電流センサ２のフェール判定つまり異常判定を実施することができる。
That is, depending on whether any of the three-phase current values exceeds the rated current range, the determination threshold range of the three-phase current sum for detecting normality / abnormality of the
次に、本発明による３相交流モータ制御装置における電流フィードバック制御の動作の一例について、図５、図６のフローチャートを用いて説明する。図５は、図１に示す３相交流モータ制御装置における電流フィードバック制御動作の概略についてその一例を示すフローチャートであり、本発明による３相交流モータ制御方法の一例を示している。また、図６は、図１に示す３相交流モータ制御装置における電流フィードバック制御動作の詳細について、その一例を示すフローチャートであり、特に、３相・２相変換器３における変換動作の一例を示すフローチャートであって、本発明による３相交流モータ制御方法の一例を示している。
Next, an example of the operation of current feedback control in the three-phase AC motor control apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the outline of the current feedback control operation in the three-phase AC motor control device shown in FIG. 1, and shows an example of the three-phase AC motor control method according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the details of the current feedback control operation in the three-phase AC motor control device shown in FIG. 1, and particularly shows an example of the conversion operation in the three-phase / two-
まず、図５のフローチャートを用いて、３相交流モータ制御装置における電流フィードバック制御動作の概要を説明する。 First, the outline of the current feedback control operation in the three-phase AC motor control device will be described using the flowchart of FIG.
図５のフローチャートにおいて、電流フィードバック制御を実施するために、まず、３個の電流センサ２および角度検出器８によって、３相電流値のｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗおよび電気角θを読み込む（ステップＳ１）。次いで、ステップＳ１にて読み込んだ電気角θおよび前回の演算時に読み込んで保存しておいた前回の電気角θｚ−１から、今回の演算結果における出力時の推定電気角を演算して補正電気角θ’として出力する（ステップＳ２）。
In the flowchart of FIG. 5, in order to perform current feedback control, first, the three
さらに、ステップＳ１にて読み込んだｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗのうち、最大電流値を示している例えばｗ相電流値Ｉｗを除く残りの２相の電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖを抽出するとともに、ステップＳ１にて読み込んだ電気角θを用いて、３相・２相変換器３において、次の式（１５）、式（１６）によって、３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗを、２軸電流値つまりｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑに変換する（ステップＳ３）。
Furthermore, among the u-phase current value Iu, the v-phase current value Iv, and the w-phase current value Iw read in step S1, the remaining two-phase current values excluding, for example, the w-phase current value Iw indicating the maximum current value That is, the u-phase current value Iu and the v-phase current value Iv are extracted, and the three-phase / two-
以上の電流制御演算処理が繰り返されることによって、電流フィードバック制御が実施される。 Current feedback control is performed by repeating the current control calculation process described above.
次に、図５のステップＳ３にて説明した３相・２相変換器３における３相電流値から２相電流値（２軸電流値）に変換する動作の詳細について、その一例を図６のフローチャートを用いてさらに説明する。
Next, an example of the details of the operation of converting the three-phase current value into the two-phase current value (two-axis current value) in the three-phase / two-
まず、図６において、３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗのうち、最大の電流値になっている電流相を検出する。つまり、最初に、ｕ相電流値Ｉｕとｖ相電流値Ｉｖとの絶対値の大きさを比較し（ステップＳ１１）、ｕ相電流値Ｉｕの方が大きい場合は（ステップＳ１１のｙｅｓ）、ステップＳ１４へ移行し、逆に、ｖ相電流値Ｉｖの方が大きいかまたは等しい場合は（ステップＳ１１のｎｏ）、ステップＳ２へ移行する。 First, in FIG. 6, the current phase having the maximum current value among the three-phase current values, that is, the u-phase current value Iu, the v-phase current value Iv, and the w-phase current value Iw is detected. That is, first, the magnitudes of the absolute values of the u-phase current value Iu and the v-phase current value Iv are compared (step S11). If the u-phase current value Iu is larger (yes in step S11), the step On the contrary, if the v-phase current value Iv is larger or equal (no in step S11), the process proceeds to step S2.
次に、ステップＳ１２においては、ｖ相電流値Ｉｖとｗ相電流値Ｉｗとの絶対値の大きさを比較し（ステップＳ１２）、ｖ相電流値Ｉｖの方が大きい場合は（ステップＳ１２のｙｅｓ）、ｖ相電流値Ｉｖが最大の電流値であるものと判定して、ステップＳ１３へ移行し、逆に、ｗ相電流値Ｉｗの方が大きいかまたは等しい場合は（ステップＳ１２のｎｏ）、ｗ相電流値Ｉｗが最大の電流値であるものと判定して、ステップＳ１６へ移行する。 Next, in step S12, the magnitudes of the absolute values of the v-phase current value Iv and the w-phase current value Iw are compared (step S12). If the v-phase current value Iv is larger (yes in step S12). ), It is determined that the v-phase current value Iv is the maximum current value, and the process proceeds to step S13. Conversely, if the w-phase current value Iw is greater or equal (no in step S12), It is determined that the w-phase current value Iw is the maximum current value, and the process proceeds to step S16.
また、ステップＳ１４においては、ｕ相電流値Ｉｕとｗ相電流値Ｉｗとの絶対値の大きさを比較し（ステップＳ１４）、ｕ相電流値Ｉｕの方が大きい場合は（ステップＳ１４のｙｅｓ）、ｕ相電流値Ｉｕが最大の電流値であるものと判定して、ステップＳ１５へ移行し、逆に、ｗ相電流値Ｉｗの方が大きいかまたは等しい場合は（ステップＳ１４のｎｏ）、ｗ相電流値Ｉｗが最大の電流値であるものと判定して、ステップＳ１６へ移行する。 In step S14, the absolute values of the u-phase current value Iu and the w-phase current value Iw are compared (step S14). If the u-phase current value Iu is larger (yes in step S14). , The u-phase current value Iu is determined to be the maximum current value, and the process proceeds to step S15. Conversely, if the w-phase current value Iw is larger or equal (no in step S14), w It is determined that the phase current value Iw is the maximum current value, and the process proceeds to step S16.
次に、ステップＳ１３においては、最大電流値となっている電流相のｖ相の検出電流値を除いて、残りの２相つまりｕ相電流値Ｉｕとｗ相電流値Ｉｗとの検出電流値を用いて、２相電流値（２軸電流値）つまりｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑを算出するために用いられる演算用ｕ相電流値Ｉｕ’、演算用ｖ相電流値Ｉｖ’、および、最大電流値Ｉｍａｘを、次の式（２２）ないし式（２４）により、それぞれ算出して、ステップＳ１７へ移行する（ステップＳ１３）。 Next, in step S13, the detected current value of the remaining two phases, that is, the u-phase current value Iu and the w-phase current value Iw, is excluded, except for the detected current value of the v-phase of the current phase that is the maximum current value. Are used to calculate a two-phase current value (two-axis current value), that is, a d-axis current value Id, a q-axis current value Iq, a calculation v-phase current value Iu ′, a calculation v-phase current value Iv ′, Then, the maximum current value Imax is calculated by the following equations (22) to (24), respectively, and the process proceeds to step S17 (step S13).
ステップ２０においては、電流センサ２の正常／異常を検出する３相電流総和を判定するための判定閾値範囲（電流センサ２を正常と判定する電流範囲）として、定常値つまり“０”を中心にして許容誤差としてあらかじめ定めた閾値が示す範囲をセットして（ステップＳ２０）、処理を終了する。
In step 20, as a determination threshold range (current range for determining that the
一方、ステップＳ１９においては、電流センサ２の正常／異常を検出する３相電流総和を判定するための判定閾値範囲（電流センサ２を正常と判定する電流範囲）として、定常値つまり定格電流範囲内に収まっている場合の判定閾値範囲に対して、電流センサ２の定格オーバによる検出誤差増加分つまり特性劣化値としてあらかじめ定めた電流値例えば±４０Ａをさらに加えて拡大した範囲をセットして(ステップＳ１９)、３相電流の総和が該特性劣化値を加えて拡大した判定閾値範囲内に収まっているか否かを用いるようにして、処理を終了する。
On the other hand, in step S19, as a determination threshold range (current range for determining that the
以上のように、本実施形態においては、電流センサ２で検出した３相電流値のうち、絶対値が最大電流値となっている電流相を除いた残りの２相の電流値を用いて、電流制御用の演算を行い、該演算結果に基づいて３相交流モータ７を制御するようにしているので、３相交流モータ７に流れる最大電流値つまり対象とするシステムに流れる相電流の最大値までの範囲よりも定格電流範囲（定格レンジ）が狭い電流センサを用いて電流制御することが可能となり、電流センサ２のコスト、サイズを低減することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, among the three-phase current values detected by the
また、電流センサ２として、３相交流モータ７に流れる最大電流値つまり対象とするシステムに流れる相電流の最大値の例えば少なくともｓｉｎ６０°倍（＝（３１／２）／２倍）以上の電流値を検出可能な電流センサを用いることによって、対象とするシステムに流れる相電流の最大値までの全領域に亘って、精度良く、電流制御を行うことを保証することができる。
Further, as the
また、電流センサ２の正常／異常を検出する３相電流総和の判定用の判定閾値範囲（電流センサ２を正常と判定する電流範囲）を、電流センサ２が検出した３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれも電流センサ２の定格電流範囲内にあるか、あるいは、いずれかが電流センサ２の定格電流範囲を超えているかによって、それぞれ異なる範囲を設定することにより、それぞれの場合に応じて、電流センサ２の異常を検出するために最適な条件を設定することができる。ここで、電流センサ２が検出した３相電流値のいずれかが電流センサ２の定格電流範囲を超えている場合には、判定閾値範囲として、電流センサ２の特性劣化値としてあらかじめ定めた電流値を、３相電流値のいずれも定格電流範囲内に収まっている場合の判定閾値範囲に対して加算してさらに拡大した判定閾値範囲を用いるようにしても良い。
Further, the determination threshold range for determining the sum of the three-phase currents for detecting normality / abnormality of the current sensor 2 (current range for determining the
（第２の実施形態）
次に、本発明による３相交流モータ制御装置の第２の実施形態について、その詳細を説明する。前述した第１の実施形態においては、常に、３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗのうち、最大の電流値になっている電流相すなわち最大電流相以外の残りの２相の電流値を用いて電流制御を行う場合について説明した。しかし、本第２の実施形態の場合は、常に、最大電流相以外の残りの２相の電流値を用いるように制御するのではなく、必要に応じて、必要となった場合に限って、最大電流相以外の残りの２相の電流値を用いるように切り替える場合について、説明するものである。
(Second Embodiment)
Next, the details of the second embodiment of the three-phase AC motor control device according to the present invention will be described. In the first embodiment described above, the current phase having the maximum current value among the three-phase current values, that is, the u-phase current value Iu, the v-phase current value Iv, and the w-phase current value Iw, that is, the maximum current. The case where current control is performed using the current values of the remaining two phases other than the phases has been described. However, in the case of the second embodiment, the control is not always performed so as to use the remaining two-phase current values other than the maximum current phase, but only when necessary as necessary. The case of switching to use the remaining two-phase current values other than the maximum current phase will be described.
つまり、本実施形態においては、前述した図３の区間（ｇ）のように、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれについても、その最大値が、電流センサ２の定格電流範囲内に収まっている場合には、３相電流値のうち、あらかじめ固定的に設定されている２相の電流値例えばｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖを用いて、電流制御を行うこととする。一方、前述した図３の区間（ｇ）のような領域から外れて、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれかの最大値が、電流センサ２の定格電流範囲を超えてしまう状態が発生した場合には、第１の実施形態において説明したように、３相・２相変換器３において、３相電流値のうち、いずれか、最大電流値となっている電流相を除いた残りの２相の電流値を用いる制御に切り替える動作が実施される。
That is, in the present embodiment, the maximum value of any of the three-phase current values Iu, Iv, and Iw falls within the rated current range of the
本実施形態における具体的な動作例について、図７のフローチャートを用いてさらに説明する。図７は、図１に示す３相交流モータ制御装置における電流フィードバック制御動作の詳細について図６とは異なる例を示すフローチャートであり、特に、３相・２相変換器３における変換動作の図６とは異なる例を示すフローチャートであって、本発明による３相交流モータ制御方法の図６とは異なる例を示している。
A specific operation example in the present embodiment will be further described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the details of the current feedback control operation in the three-phase AC motor control device shown in FIG. 1 different from FIG. 6, and in particular, FIG. 6 of the conversion operation in the three-phase / two-
図７に示すフローチャートは、第１の実施形態として前述した図６のフローチャートのステップＳ１１の前に、ハッチングを施したボックスによって示したステップＡとステップＢとの２つの処理ステップを追加したものであり、その他のステップＳ１１ないしステップＳ２０の各処理ステップは、図６の場合と全く同様である。以下には、図７において新たに追加したステップＡおよびステップＢについてのみ説明し、その他のステップについては、第１の実施形態における説明と重複するので、ここでの説明は省略する。 The flowchart shown in FIG. 7 is obtained by adding two processing steps, step A and step B, indicated by a hatched box before step S11 of the flowchart of FIG. 6 described above as the first embodiment. Yes, the other processing steps from step S11 to step S20 are exactly the same as in the case of FIG. In the following, only step A and step B newly added in FIG. 7 will be described, and the other steps are the same as those in the first embodiment, so description thereof will be omitted here.
図７のフローチャートにおいて、まず、最初に、電流センサ２によって検出した３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗのうち、いずれかの電流値が、電流センサ２の定格電流範囲を超えているか否かを判定する（ステップＡ）。３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗのうち、いずれかの電流値が、電流センサ２の定格電流範囲を超えていた場合には（ステップＡのｙｅｓ）、ステップＳ１１に移行して、図６にて前述したような最大電流値の電流相を除く残りの電流相を用いた制御が実施される。
In the flowchart of FIG. 7, first, any one of the three-phase current values detected by the
一方、３相電流値つまりｕ相電流値Ｉｕ、ｖ相電流値Ｉｖ、ｗ相電流値Ｉｗのいずれも、電流センサ２の定格電流範囲の範囲内に収まっていた場合には（ステップＡのｎｏ）、あらかじめ固定して決定されている電流相の電流値例えばｕ相電流値Ｉｕとｖ相電流値Ｉｖとの検出電流値を用いて、２相電流値（２軸電流値）つまりｄ軸電流値Ｉｄ、ｑ軸電流値Ｉｑを算出するために用いられる演算用ｕ相電流値Ｉｕ’、演算用ｖ相電流値Ｉｖ’を、次の式（３３）、式（３４）により、それぞれ算出する（ステップＢ）。 On the other hand, when all of the three-phase current values, that is, the u-phase current value Iu, the v-phase current value Iv, and the w-phase current value Iw are within the rated current range of the current sensor 2 (No in step A). ), The current value of the current phase fixed and determined in advance, for example, using the detected current value of the u-phase current value Iu and the v-phase current value Iv, a two-phase current value (two-axis current value), that is, a d-axis current The calculation u-phase current value Iu ′ and the calculation v-phase current value Iv ′ used to calculate the value Id and the q-axis current value Iq are calculated by the following equations (33) and (34), respectively. (Step B).
以上のように、本第２の実施形態においては、図７に示すように、第１の実施形態の図６のように常に同一の電流制御動作を行うのではなく、検出した電流値が電流センサ２の定格電流範囲を超えてしまった場合など、必要な場合にのみ、３相交流モータ７制御用に用いる電流相について例えば最大電流値の電流相を除く残りの２つの電流相に切り替えて、電流制御を実施するようにしている。これにより、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれも定格電流範囲内に収まっている通常の負荷状態においては、より迅速に３相交流モータの制御を行うことができる。
As described above, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the same current control operation is not always performed as in FIG. 6 of the first embodiment, but the detected current value is the current. Only when necessary, such as when the rated current range of the
（その他の実施形態）
以上に説明した第１、第２の実施形態においては、図４の特性図に示すような、電流センサ２の定格電流範囲２０を、定常域として電流制御を行う場合について説明した。しかし、本発明はかかる場合のみに限るものではない。
(Other embodiments)
In the first and second embodiments described above, the case where the current control is performed with the rated current range 20 of the
例えば、図４に示す特性図において、電流センサ２の出力電圧が正側で飽和する電流値である正側検出限界２１から負側で飽和する電流値である負側検出限界２２までの範囲を電流センサ２の検出可能範囲として、第１、第２の実施形態において説明した定格電流範囲の代わりに、該検出可能範囲を用いて、第１、第２の実施形態のような制御動作を行うようにしても良い。
For example, in the characteristic diagram shown in FIG. 4, the range from the
つまり、第１の実施形態の場合のように、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが前記検出可能範囲内に収まっているか否かに関わらず、常に、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち、絶対値が最大となる電流相を除く残りの２相の電流値を用いて電流制御を行うようにしても良い。あるいは、第２の実施形態のように、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれも前記検出可能範囲内に収まっている場合には、電流演算用の電流相としてあらかじめ定めた２相の電流値例えばｕ相電流値Ｉｕとｖ相電流値Ｉｖとを用いて電流制御を行い、一方、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれかが前記検出可能範囲を超えている場合には、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち、絶対値が最大となる電流相を除く残りの２相の電流値を用いて電流制御を行うようにしても良い。 That is, as in the case of the first embodiment, the three-phase current values Iu, Iv, Iw are always set regardless of whether the three-phase current values Iu, Iv, Iw are within the detectable range. Of these, the current control may be performed using the remaining two-phase current values excluding the current phase having the maximum absolute value. Alternatively, as in the second embodiment, when all of the three-phase current values Iu, Iv, and Iw are within the detectable range, a two-phase current determined in advance as a current phase for current calculation When current control is performed using a value, for example, the u-phase current value Iu and the v-phase current value Iv, while any of the three-phase current values Iu, Iv, Iw exceeds the detectable range, 3 Of the phase current values Iu, Iv, and Iw, the current control may be performed using the remaining two-phase current values excluding the current phase having the maximum absolute value.
ここで、３相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれも前記検出可能範囲内に収まっている場合であって、電流演算用の電流相としてあらかじめ定めた２相の電流値のいずれかが定格電流範囲を超えている場合には、該定格電流範囲を超えている電流相の電流値については、電流センサ２の特性劣化値としてあらかじめ定めた電流値を加算した電流値を用いて電流制御するようにしても良い。
Here, when all of the three-phase current values Iu, Iv, and Iw are within the detectable range, one of the two-phase current values determined in advance as the current phase for current calculation is the rated current. When the current range exceeds the rated current range, the current value of the current phase exceeding the rated current range is controlled using a current value obtained by adding a predetermined current value as the characteristic deterioration value of the
１…電流ＰＩ制御器、２…電流センサ、３…３相・２相変換器、４…２相・３相変換器、５…ＰＷＭ制御器、６…インバータ、７…３相交流モータ、８…角度検出器、１１…相電流の最大電流値Ｉ＿ｐｅａｋ、１２…検出閾値電流値、２０…定格電流範囲、２１…正側検出限界、２２…負側検出限界、２３，２４…飽和電圧、２５…正側定格外電流範囲、２６…負側定格外電流範囲。
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- 2007-10-31 JP JP2007283045A patent/JP2009112143A/en active Pending
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