JP2018174655A - Control apparatus and control method for rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転機を制御するための回転機制御装置に係わり、特に過変調PWM(パルス幅変調)制御を行う回転機制御装置に関する。 The present invention relates to a rotating machine control device for controlling a rotating machine, and more particularly to a rotating machine control device that performs overmodulation PWM (pulse width modulation) control.
インバータによって回転機、例えば交流電動機の印加電圧を制御する装置として、従来、特許文献1に記載の制御装置が提案されていた。この特許文献1には、インバータ14の入力電圧VH、電圧指令生成部240によって生成された電圧指令値Vd#,Vq#からFM=(Vd#2+Vq#2)1/2/VHで示す変調率FMを求めて、変調率FMによって正弦波PWM制御、過変調PWM制御、または矩形波電圧制御に切り替えて制御を行うことが記載されている(特許文献1の段落0067〜0076)。
Conventionally, a control device described in
変調領域毎の出力電圧波形を示す図5(特許文献1の図2)に示す線形領域(正弦波PWM制御)→過変調領域(過変調PWM制御)→1パルス領域(矩形波電圧制御)へ遷移するに従い、電圧制御を行うスイッチング動作の回数が減ることでインバータの出力電圧は正弦波からかけ離れ、実電流の高調波成分が多くなることが知られている。 FIG. 5 (FIG. 2 of Patent Document 1) showing the output voltage waveform for each modulation region: From the linear region (sine wave PWM control) to the overmodulation region (overmodulation PWM control) to one pulse region (rectangular wave voltage control). It is known that the output voltage of the inverter deviates from the sine wave and the harmonic component of the actual current increases as the number of switching operations for performing voltage control decreases as the transition occurs.
このため、従来の瞬時電流を用いた電流制御では、検出されたモータ電流から歪成分を除去するための電流フィルタによるフィルタ処理が実行されている(特許文献1の段落0083、0086〜0088)。 For this reason, in the current control using the conventional instantaneous current, the filtering process by the current filter for removing the distortion component from the detected motor current is executed (paragraphs 0083 and 0086 to 0088 of Patent Document 1).
しかし、このフィルタ処理は、モータ電流に重畳された高調波成分を除去できるが、制御モードの切替時や電流指令の急変時などのd,q軸の電流指令の変化が大きい時には実電流(検出電流)IdとIqと、電流指令値Idcom,Iqcomとの大小関係が逆転し、制御が発散し不安定になる(特許文献1の段落0099,0100)虞があった。 However, this filtering process can remove harmonic components superimposed on the motor current, but the actual current (detected) when the d and q axis current command changes greatly, such as when the control mode is switched or when the current command is suddenly changed. The magnitude relationship between (current) Id and Iq and the current command values Idcom and Iqcom is reversed, and control may diverge and become unstable (paragraphs 0099 and 0100 of Patent Document 1).
そこで特許文献1では、以下の(1)〜(3)の対策を講じることで制御の不安定化を防止している。
Therefore, in
(1)電流フィルタ230によるフィルタ処理の時定数τcより大きな時定数τvを持つ電圧指令値Vd#,Vq#を平滑化するフィルタ処理を行う(特許文献1の段落0103〜0125)。 (1) A filter process for smoothing the voltage command values Vd # and Vq # having a time constant τv larger than the time constant τc of the filter process by the current filter 230 is performed (paragraphs 0103 to 0125 of Patent Document 1).
(2)電圧指令値Vd#,Vq#の振幅|V|および電圧位相Vφを平滑化するフィルタ処理を行う(特許文献1の段落0127〜0137)。 (2) A filter process for smoothing the amplitude | V | and the voltage phase Vφ of the voltage command values Vd # and Vq # is performed (paragraphs 0127 to 0137 of Patent Document 1).
(3)モータ電圧方程式に基づくフィードフォワード制御による補正演算によって、電流指令値Idcom,Iqcomから電圧指令値Vd#,Vq#を算出する(特許文献1の段落0147〜0153)。 (3) The voltage command values Vd # and Vq # are calculated from the current command values Idcom and Iqcom by correction calculation by feedforward control based on the motor voltage equation (paragraphs 0147 to 0153 in Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載されるフィルタ処理や補正演算を用いる事による電流制御の応答性の遅れや複雑な制御ループによる処理速度の低下で、電流指令と実電流(電流検出)との間に誤差が生じ、制御しようとしている制御操作量が本来制御しなければならない真値とかけ離れる問題がある。
However, there is a delay in current control response due to the use of the filter processing and correction calculation described in
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、電流変化中や高調波を含んでいる電流制御であっても、制御しようとしている制御操作量と本来制御しなければならない真値の誤差を抑制することができる回転機の制御装置、方法を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the purpose thereof is a true value that must be controlled with the amount of control operation that is to be controlled, even in the case of current control during current change or including harmonics. It is an object of the present invention to provide a control device and method for a rotating machine that can suppress the error of the rotating machine.
上記課題を解決するための請求項1に記載の回転機の制御装置は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータによって回転機の印加電圧を制御する回転機の制御装置であって、
同期パルス幅変調による過変調制御時に、設定周期毎に前記回転機の磁極位置を検出して得た設定個数の磁極位相値と同期させて、前記インバータの3相交流電流を設定回数検出し、該検出された設定回数の3相交流電流値を前記設定個数の磁極位相値に基づいて3相/2相座標変換して設定個数のd軸電流値および設定個数のq軸電流値を得る多点電流サンプル取得手段と、
前記得られた設定個数のd軸電流値の加算平均値および設定個数のq軸電流値の加算平均値を求め、それら各加算平均値から電流検出実効値を演算する電流検出実効値演算手段と、
要求されたトルク指令と、前記回転機の磁極位置を検出した磁極位相値から算出した回転機の回転速度とに基づいて、電流指令実効値を演算する電流指令実効値演算手段と、
前記トルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力する電流位相指令出力手段と、
前記電流検出実効値演算手段で演算された電流検出実効値と、前記電流指令実効値演算手段で演算された電流指令実効値との偏差に対して、PI(比例積分)制御を施して前記偏差に応じた電圧指令を生成する電圧指令生成手段と、
前記電圧指令生成手段で生成された電圧指令に基づくフーリエ級数展開式を演算してパルス列位相を求め、前記電圧指令と設定した同期パルス数からパルス列の幅を算出し、該パルス列の幅と前記パルス列位相から3相各相のパルス列の立上り位相、立下がり位相を決定し、これらのパルス列情報と前記電流位相指令出力手段から出力された電流位相指令に基づいて、3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を生成する同期パルス幅変調信号生成手段と、を備え、
前記同期パルス幅変調信号生成手段で生成された3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*によって前記インバータのスイッチング素子をオン、オフ制御することを特徴としている。
The control device for a rotating machine according to
At the time of overmodulation control by synchronous pulse width modulation, in synchronization with a set number of magnetic pole phase values obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine for each set period, the three-phase AC current of the inverter is detected a set number of times, The detected number of set three-phase AC current values are converted into three-phase / two-phase coordinates based on the set number of magnetic pole phase values to obtain a set number of d-axis current values and a set number of q-axis current values. Point current sample acquisition means;
Current detection effective value calculation means for calculating an addition average value of the obtained set number of d-axis current values and a set number of q-axis current values and calculating a current detection effective value from each of the addition average values; ,
Current command effective value calculation means for calculating a current command effective value based on the requested torque command and the rotation speed of the rotating machine calculated from the magnetic pole phase value obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine;
Current phase command output means for outputting a current phase command corresponding to the torque command and the rotational speed of the rotating machine;
The deviation between the current detection effective value calculated by the current detection effective value calculation means and the current command effective value calculated by the current command effective value calculation means is subjected to PI (proportional integration) control to obtain the deviation. Voltage command generation means for generating a voltage command according to
A pulse series phase is obtained by calculating a Fourier series expansion formula based on the voltage command generated by the voltage command generating means, a width of the pulse train is calculated from the voltage command and the set number of synchronous pulses, and the width of the pulse train and the pulse train From the phase, the rising phase and the falling phase of the three-phase pulse train are determined, and based on the pulse train information and the current phase command output from the current phase command output means, the three-phase phase voltage command Vu * , Synchronization pulse width modulation signal generating means for generating Vv * and Vw * ,
The switching elements of the inverter are controlled to be turned on / off by three-phase phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * generated by the synchronous pulse width modulation signal generating means.
請求項2に記載の回転機の制御装置は、請求項1において、
前記電圧指令生成手段で生成された、前記偏差に応じた電圧指令に、FFT(Fast Fourier Transform)解析により求めた同期パルス数およびパルス幅で決まる波形率を補正操作量として乗算し、補正後の電圧指令を生成して前記同期パルス幅変調信号生成手段に出力する同期パルス幅変調用電圧補正手段を備えたことを特徴とする。
The control device for a rotating machine according to claim 2 is the control device according to
The voltage command generated according to the voltage command generation means is multiplied by the waveform rate determined by the number of synchronization pulses and the pulse width obtained by FFT (Fast Fourier Transform) analysis as a correction manipulated variable, Synchronous pulse width modulation voltage correcting means for generating a voltage command and outputting it to the synchronous pulse width modulation signal generating means is provided.
請求項3に記載の回転機の制御装置は、請求項1又は2において、前記電流位相指令出力手段は、前記トルク指令および回転機の回転速度から求められたd軸電流指令とq軸電流指令の比率から算出される電流位相指令を、トルク指令および回転機の回転速度に対応して格納した位相指令テーブルを備え、
前記位相指令テーブルを参照してトルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the control apparatus for a rotating machine according to the first or second aspect, wherein the current phase command output means includes a d-axis current command and a q-axis current command obtained from the torque command and the rotational speed of the rotating machine. A phase command table storing a current phase command calculated from the ratio of the torque command and the rotational speed of the rotating machine,
A current phase command corresponding to the torque command and the rotation speed of the rotating machine is output with reference to the phase command table.
請求項4に記載の回転機の制御方法は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータによって回転機の印加電圧を制御する回転機の制御方法であって、
多点電流サンプル取得手段が、同期パルス幅変調による過変調制御時に、設定周期毎に前記回転機の磁極位置を検出して得た設定個数の磁極位相値と同期させて、前記インバータの3相交流電流を設定回数検出し、該検出された設定回数の3相交流電流値を前記設定個数の磁極位相値に基づいて3相/2相座標変換して設定個数のd軸電流値および設定個数のq軸電流値を得る多点電流サンプル取得ステップと、
電流検出実効値演算手段が、前記得られた設定個数のd軸電流値の加算平均値および設定個数のq軸電流値の加算平均値を求め、それら各加算平均値から電流検出実効値を演算する電流検出実効値演算ステップと、
電流指令実効値演算手段が、要求されたトルク指令と、前記回転機の磁極位置を検出した磁極位相値から算出した回転機の回転速度とに基づいて、電流指令実効値を演算する電流指令実効値演算ステップと、
電流位相指令出力手段が、前記トルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力する電流位相指令出力ステップと、
電圧指令生成手段が、前記電流検出実効値演算手段で演算された電流検出実効値と、前記電流指令実効値演算手段で演算された電流指令実効値との偏差に対して、PI(比例積分)制御を施して前記偏差に応じた電圧指令を生成する電圧指令生成ステップと、
同期パルス幅変調信号生成手段が、前記電圧指令生成手段で生成された電圧指令に基づくフーリエ級数展開式を演算してパルス列位相を求め、前記電圧指令と設定した同期パルス数からパルス列の幅を算出し、該パルス列の幅と前記パルス列位相から3相各相のパルス列の立上り位相、立下がり位相を決定し、これらのパルス列情報と前記電流位相指令出力手段から出力された電流位相指令に基づいて、3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を生成する同期パルス幅変調信号生成ステップと、を備え、
前記同期パルス幅変調信号生成ステップで生成された3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*によって前記インバータのスイッチング素子をオン、オフ制御することを特徴としている。
The method for controlling a rotating machine according to claim 4 is a method for controlling a rotating machine in which an applied voltage of the rotating machine is controlled by an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage,
The multi-point current sample acquisition means synchronizes with the set number of magnetic pole phase values obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine for each set period during overmodulation control by synchronous pulse width modulation, A set number of d-axis current values and a set number are detected by detecting the set number of AC currents and converting the three-phase AC current value of the set number of detected times to three-phase / two-phase coordinates based on the set number of magnetic pole phase values. A multi-point current sample acquisition step for obtaining a q-axis current value of
The current detection effective value calculation means obtains the addition average value of the obtained set number of d-axis current values and the addition average value of the set number of q-axis current values, and calculates the current detection effective value from each of the addition average values. Current detection effective value calculation step to perform,
The current command effective value calculation means calculates the current command effective value based on the requested torque command and the rotation speed of the rotating machine calculated from the magnetic pole phase value obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine. A value calculation step;
A current phase command output step, wherein the current phase command output means outputs a current phase command corresponding to the torque command and the rotational speed of the rotating machine;
The voltage command generating means is PI (proportional integral) with respect to a deviation between the current detection effective value calculated by the current detection effective value calculation means and the current command effective value calculated by the current command effective value calculation means. A voltage command generation step for generating a voltage command according to the deviation by performing control;
Synchronous pulse width modulation signal generating means calculates a pulse train phase by calculating a Fourier series expansion formula based on the voltage command generated by the voltage command generating means, and calculates the width of the pulse train from the voltage command and the set number of synchronous pulses. Then, the rising phase and falling phase of the pulse train of each of the three phases are determined from the width of the pulse train and the pulse train phase, and based on the pulse train information and the current phase command output from the current phase command output means, A synchronous pulse width modulation signal generation step for generating three phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * ,
The switching element of the inverter is controlled to be turned on / off by the three-phase phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * generated in the synchronous pulse width modulation signal generation step.
請求項5に記載の回転機の制御方法は、請求項4において、
同期パルス幅変調用電圧補正手段が、前記電圧指令生成手段で生成された、前記偏差に応じた電圧指令に、FFT解析により求めた同期パルス数およびパルス幅で決まる波形率を補正操作量として乗算し、補正後の電圧指令を生成して前記同期パルス幅変調信号生成手段に出力する同期パルス幅変調用電圧補正ステップを備えたことを特徴とする。
The method for controlling a rotating machine according to claim 5 is the method according to claim 4,
The voltage correction means for synchronizing pulse width modulation multiplies the voltage command generated by the voltage command generating means by the waveform rate determined by the number of synchronizing pulses and the pulse width obtained by FFT analysis as a correction operation amount. And a voltage correction step for synchronizing pulse width modulation for generating a corrected voltage command and outputting the voltage command to the synchronizing pulse width modulation signal generating means.
請求項6に記載の回転機の制御方法は、請求項4又は5において、
前記電流位相指令出力ステップは、前記トルク指令および回転機の回転速度から求められたd軸電流指令とq軸電流指令の比率から算出される電流位相指令を、トルク指令および回転機の回転速度に対応して格納した位相指令テーブルを参照して、トルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力することを特徴としている。
The method for controlling a rotating machine according to claim 6 is the method according to claim 4 or 5,
In the current phase command output step, the current phase command calculated from the ratio of the d-axis current command and the q-axis current command obtained from the torque command and the rotational speed of the rotating machine is converted into the torque command and the rotating speed of the rotating machine. With reference to the phase command table stored correspondingly, a current phase command corresponding to the torque command and the rotational speed of the rotating machine is output.
(1)請求項1〜6に記載の発明によれば、同期パルス幅変調による過変調制御時に、制御しようとしている制御操作量と本来制御しなければならない真値の誤差を抑制することができ、安定した制御が行える。 (1) According to the first to sixth aspects of the present invention, it is possible to suppress an error between a control operation amount to be controlled and a true value that must be controlled at the time of overmodulation control by synchronous pulse width modulation. , Stable control can be performed.
特許文献1などの先行技術では、瞬時電流をフィルタ検出しているので、実際の検出電流値から乖離が大きく、また制御周期性が無い。しかし、本発明の多点電流サンプルの平均値を用いる方式では、検出可能な分解能(N回)の範囲内であれば検出精度を上げる事が出来、60°周期性の電流制御を守る事が出来る。よって、先行技術より安定な電流制御を構築することができる。
(2)請求項2、4に記載の発明によれば、FFT解析により求めた周期パルス数およびパルス幅で決まる波形率を補正操作量として電圧指令を補正しているので、過変調領域において、高調波成分の増加による制御操作量と制御真値の差分を補正することができる。
(3)請求項3、6に記載の発明によれば、電流位相指令は、位相指令テーブルを参照して出力するように構成しているので、制御処理の簡易化および処理速度の向上を図ることができる。
In prior arts such as
(2) According to the inventions of claims 2 and 4, since the voltage command is corrected using the waveform rate determined by the number of periodic pulses and the pulse width obtained by FFT analysis as a correction operation amount, in the overmodulation region, The difference between the control operation amount and the control true value due to the increase of the harmonic component can be corrected.
(3) According to the third and sixth aspects of the invention, since the current phase command is configured to be output with reference to the phase command table, the control processing is simplified and the processing speed is improved. be able to.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
図1は、本実施形態例のモータ制御装置の構成を示している。図1において、50はモータ制御装置であり、インバータ50aと制御部50bとを有している。モータ制御装置50の直流側には蓄電池51が接続され、交流側にはモータ52(例えば、PMモータ(Permenent Magnet Motor))が接続されている。
FIG. 1 shows the configuration of the motor control device of this embodiment. In FIG. 1,
また、インバータ50aの直流母線には直流電圧検出値を検出する直流電圧検出センサ53、インバータ50aの交流母線のU相およびW相には交流電流検出値を検出する交流電流検出センサ54a,54c、モータ52にはモータ52の回転速度検出値を検出する磁極位置センサ55(例えばレゾルバ)が設けられている。
Further, a DC
制御部50bは、装置外部からトルク指令値、直流電圧検出センサ53から直流電圧検出値、交流電流検出センサ54a,54cから交流電流検出値、磁極位置センサ55から回転角度検出値を各々入力する。
The
制御部50bは、これらトルク指令値と各種センサ(直流電圧検出センサ53と交流電流検出センサ54a,54cと磁極位置センサ55)からの検出値に基づいたベクトル制御によって所望の電圧指令値を図示しないゲート駆動回路に出力している。
The
ゲート駆動回路では、入力した電圧指令値に基づいたゲート信号をインバータ50aに出力してスイッチング素子(図1の例ではIGBT)をオン、オフ制御する。
In the gate drive circuit, a gate signal based on the input voltage command value is output to the
そして、モータ制御装置50は、スイッチング素子を有するインバータ50aにより、蓄電池51の直流電圧を所望の交流電圧に変換しモータ52に出力することでモータ制御を行っている。
The
なお、図1では、モータ制御装置50の直流側に蓄電池51が接続されているが、交流電源から整流器による順変換で直流電力を得る構成でもよい。また、交流電流検出センサ54a,54cはU相とW相の2相から演算によって3相の交流電流を得ているが、V相にも交流電流検出センサ54bを設け、U相、V相およびW相の各相の電流検出を行う構成でもよい。
In FIG. 1, the
制御部50bは、図2の検出ブロックおよび指令ブロックを備えた制御ブロックで構成されている。図2において、検出ブロックは次の(1)〜(8)の各部を備えている。
The
(1)U相電流検出部(Iudet(N回分))
モータ制御装置50の交流出力側のU相電流検出センサ54aの検出電流(例えば、変流器CTで検出した電流)から、後述の(3)磁極位相検出部によりサンプルした磁極位相θdetと同期させてN回分サンプルした結果A(Iu1det、Iu2det、Iu3det、…IuNdet)をメモリに格納する。
(1) U-phase current detector (Iudet (N times))
The detected current of the U-phase
この結果Aは、設定した周期毎に検出した1〜N回目迄のU相電流(Iu1det、Iu2det、Iu3det、…IuNdet)を各々保有している。 As a result, A holds U phase currents (Iu 1det , Iu 2det , Iu 3det ,... Iu Ndet ) from 1 to N times detected for each set period.
(2)V相電流検出部(Ivdet(N回分))
モータ制御装置50の交流出力側のV相電流検出センサ54bの検出電流(例えば、変流器CTで検出した電流)、又はU相とW相の各検出電流から演算により求めたV相電流から、後述の(3)磁極位相検出部によりサンプルした磁極位相θdetと同期させてN回分サンプルした結果B(Iv1det、Iv2det、Iv3det、…IvNdet)をメモリに格納する。
(2) V-phase current detector (Ivdet (N times))
From the detected current of the V-phase current detection sensor 54b on the AC output side of the motor control device 50 (for example, the current detected by the current transformer CT) or the V-phase current obtained by calculation from the detected currents of the U-phase and the W-phase. The result B (Iv 1det , Iv 2det , Iv 3det ,... Iv Ndet ) sampled N times in synchronization with the magnetic pole phase θdet sampled by the magnetic pole phase detector described later is stored in the memory.
この結果Bは、設定した周期毎に検出した1〜N回目迄のV相電流(Iv1det、Iv2det、Iv3det、…IvNdet)を各々保有している。 As a result, the B holds the V-phase currents (Iv 1det , Iv 2det , Iv 3det ,... Iv Ndet ) from 1 to N times detected for each set cycle.
(3)磁極位相検出部(θdet(N回分))
レゾルバ(図1に示す磁極位置センサ55)から磁極位相検出θdetを、設定した周期毎にN回分サンプルした結果C(θ1det、θ2det、θ3det、…θNdet)をメモリに格納する。
(3) Magnetic pole phase detector (θdet (N times))
A result C (θ 1det , θ 2det , θ 3det ,..., Θ Ndet ) obtained by sampling the magnetic pole phase detection θdet from the resolver (magnetic
この結果Cは、設定した周期毎に検出した1〜N回目迄の磁極位相検出(θ1det、θ2det、θ3det、…θNdet)を各々保有している。 As a result, the magnetic pole phase detection (θ 1det , θ 2det , θ 3det ,..., Θ Ndet ) from the 1st to the Nth times detected for each set period is held.
(4)3相/2相変換部(N回実行)
前記結果A〜Cを用いて3相/2相変換回路がN回分の3相/2相座標変換を行い、N回分の結果D(d軸電流検出Id1det、Id2det、Id3det、…IdNdetとq軸電流検出Iq1det、Iq2det、Iq3det、…IqNdet)を各々出力する。
(4) 3-phase / 2-phase converter (executed N times)
Using the results A to C, the three-phase / two-phase conversion circuit performs N-phase three-phase / two-phase coordinate conversion, and results N (d-axis current detection Id 1det , Id 2det , Id 3det ,... Id Ndet and q-axis current detections Iq 1det , Iq 2det , Iq 3det ,... Iq Ndet ) are output.
(5)d軸電流検出部(Id_det(N回分))
前記結果Dのうちd軸の座標変換結果を加算したd軸電流値Id1det+Id2det+Id3det+…IdNdetをメモリに格納する。
(5) d-axis current detector (Id_det (N times))
Among the results D, the d-axis current value Id 1det + Id 2det + Id 3det +... Id Ndet obtained by adding the d-axis coordinate conversion result is stored in the memory.
(6)q軸電流検出部(Iq_det(N回分))
前記結果Dのうちq軸の座標変換結果を加算したq軸電流値Iq1det+Iq2det+Iq3det+…IqNdetをメモリに格納する。
(6) q-axis current detector (Iq_det (N times))
Among the results D, the q-axis current value Iq 1det + Iq 2det + Iq 3det +... Iq Ndet obtained by adding the q-axis coordinate conversion results is stored in the memory.
(7)平均化処理部
前記(5)d軸電流検出部で格納したId1det+Id2det+Id3det+…IdNdetをサンプル回数Nで割った
(ΣId1det〜Ndet)/N=Idavedet
を算出し、N回分の加算平均Idavedetとしてメモリに格納する。
(7) Averaging processing unit (5) Id 1det + Id 2det + Id 3det +... Id Ndet stored in the d-axis current detection unit is divided by the number of samples N (ΣId 1det to Ndet ) / N = Id avedet
Is calculated and stored in the memory as an N-time average Id avedet .
また、前記(6)q軸電流検出部で格納したIq1det+Iq2det+Iq3det+…IqNdetをサンプル回数Nで割った
(ΣIq1det〜Ndet)/N=Iqavedet
を算出し、N回分の加算平均Iqavedetとしてメモリに格納する。
Further, (6) Iq 1det + Iq 2det + Iq 3det +... Iq Ndet stored in the q-axis current detector is divided by the number of samples N (ΣIq 1det to Ndet ) / N = Iq avedet
Is calculated and stored in the memory as an addition average Iq avedet for N times.
(8)電流検出部(I1det)
前記(7)平均化処理部で格納したd軸およびq軸の加算平均IdavedetとIqavedetから
(Idavedet2+Iqavedet2)1/2=I1det(電流検出実効値)を算出し、メモリに格納する。
(8) Current detector (I1det)
(7) (Idavedet 2 + Iqavedet 2 ) 1/2 = I1det (current detection effective value) is calculated from the addition average Id avedet and Iq avedet stored in the averaging processing unit and stored in the memory .
また図2において、指令ブロックは次の(9)〜(21)の各部を備えている。 In FIG. 2, the command block includes the following sections (9) to (21).
(9)トルク指令出力部
上位装置もしくは外部から与えられる要求トルクに基づくトルク指令τrefを、後述する(11)電流指令テーブル、(12)位相指令テーブルに出力する。
(9) Torque command output unit A torque command τref based on a request torque given from the host device or from the outside is output to (11) a current command table and (12) a phase command table described later.
(10)回転速度算出部(v)
モータ52の回転角度(磁極位相)を検出するレゾルバ(図1に示す磁極位置センサ55)の出力信号θdetから算出されたモータ52の回転速度vを、後述する(11)電流指令テーブル、(12)位相指令テーブルに出力する。
(10) Rotational speed calculation unit (v)
The rotation speed v of the
(11)電流指令テーブル
前記(9)トルク指令出力部および(10)回転速度算出部のトルク指令τrefおよび回転速度vに対応するモータ52の電機子巻線に流れるd軸電流(磁束電流)指令Id1refとq軸電流(トルク電流)指令Iq1refが記憶されている電流指令テーブルを備えている。
(11) Current command table (9) d-axis current (flux current) command flowing in the armature winding of the
(13)電流指令出力部(I1ref)
前記(11)電流指令テーブルを参照し、前記(9)トルク指令τrefと(10)回転速度vより選定された(に対応する)、d軸電流指令Id1refとq軸電流指令Iq1refから、電流指令実効値I1ref=(Id1ref2+Iq1ref2)1/2を演算して出力する。
(13) Current command output unit (I1ref)
With reference to the (11) current command table, the current command is selected from the d-axis current command Id1ref and the q-axis current command Iq1ref selected (corresponding to) (9) the torque command τref and (10) the rotational speed v. The effective value I1ref = (Id1ref 2 + Iq1ref 2 ) 1/2 is calculated and output.
ここで、d軸電流Idは電機子巻線に誘起される電圧に対して同位相の電流成分、q軸電流Iqは電機子巻線に誘起される電圧に対して直交する電流成分である。 Here, the d-axis current Id is a current component in phase with the voltage induced in the armature winding, and the q-axis current Iq is a current component orthogonal to the voltage induced in the armature winding.
(12)位相指令テーブル
前記(9)トルク指令τrefと(10)回転速度vからモータ52の電機子巻線に流れるd軸電流指令Id1refとq軸電流指令Iq1refを求め、電流位相指令φrefはd軸電流指令Id1refとq軸電流指令Iq1refの比率から式(1)
φref=tan-1(Iq1ref/Id1ref)…(1)
によって求められ、これに基づく(9)トルク指令τrefと(10)回転速度vに対応する電流位相指令φrefが記憶された位相指令テーブルを備えている。
(12) Phase command table The (9) torque command τref and (10) the d-axis current command Id1ref and the q-axis current command Iq1ref flowing in the armature winding of the
φref = tan −1 (Iq1ref / Id1ref) (1)
And (9) a phase command table in which a current phase command φref corresponding to the rotational speed v is stored.
(14)電流位相指令出力部(φref)
前記(12)位相指令テーブルを参照し、d軸電流指令Id1refとq軸電流指令Iq1refから選定された、すなわちトルク指令τrefおよび回転速度vに対応する電流位相指令φrefを出力する。
(14) Current phase command output section (φref)
With reference to the (12) phase command table, the current phase command φref selected from the d-axis current command Id1ref and the q-axis current command Iq1ref, that is, corresponding to the torque command τref and the rotational speed v is output.
(15)PI(比例積分)制御部
前記(13)電流指令出力部より出力された電流指令実効値I1refと、(8)電流検出部により算出された電流検出実効値I1detとの偏差を減算器61でとり、該偏差を比例・積分演算制御器(PI制御器)に入力し、比例・積分演算により電圧指令V1_refを得る。
(15) PI (proportional integral) control unit (13) Subtracter for deviation between current command effective value I1ref output from current command output unit and (8) current detection effective value I1det calculated by
(16)電圧指令出力部(V1ref)
前記(15)PI制御部で得られた電圧指令V1_ref=(Vd_ref2+Vq_ref2)1/2を出力する。
(16) Voltage command output unit (V1ref)
(15) The voltage command V1_ref = (Vd_ref 2 + Vq_ref 2 ) 1/2 obtained by the PI control unit is output.
(17)同期PWM用電圧補正演算部
後述する(18)同期PWM生成回路では、電流制御によって電流基本波成分が連続となるよう、前記(16)の電圧指令V1refからフーリエ方程式を展開して同期パルスを都度計算する。しかし、過変調領域では高調波成分が増える為、操作量(制御しようとしている値)と真値(本来、制御しなければならない値)との差分が検出として影響してしまう。
(17) Voltage correction calculation unit for synchronous PWM (18) In the synchronous PWM generation circuit to be described later, the Fourier equation is expanded from the voltage command V1ref of (16) and synchronized so that the current fundamental wave component becomes continuous by current control. Calculate the pulse each time. However, since harmonic components increase in the overmodulation region, the difference between the manipulated variable (the value to be controlled) and the true value (the value that should be controlled originally) affects the detection.
このため、(17)同期PWM用電圧補正演算部では、同期パルス数とパルス幅で決まる波形率をFFT解析で求めた補正操作量αを格納し、乗算器62において、(16)電圧指令出力部からの電圧指令V1refに補正操作量αを掛け合わせた補正後の電圧指令V1ref´を(18)同期PWM生成回路に出力する。
Therefore, (17) the synchronous PWM voltage correction calculation unit stores the correction operation amount α obtained by FFT analysis for the waveform rate determined by the number of synchronous pulses and the pulse width, and the
(18)同期PWM生成回路
前記(16)電圧指令V1refに(17)同期PWM用電圧補正演算部で算出された補正操作量αを乗算した補正後の電圧指令V1ref´と、(14)電流位相指令出力部からの電流位相指令φrefとに基づいて、3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を生成する。
(18) Synchronous PWM generation circuit (16) Voltage command V1ref ′ obtained by multiplying the voltage command V1ref by (17) the correction operation amount α calculated by the synchronous PWM voltage correction calculation unit, and (14) current phase Based on the current phase command φref from the command output unit, three-phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * are generated.
電流基本波成分が連続(基本波成分でトルクの連続性を成立させる)となるように、パルス列の作成は、事前に同期パルス数を決めた上(例えば3パルス)で、補正後の電圧指令V1ref´に基づくフーリエ級数展開式を都度S/W(CPUのソフトウェア)側で演算しパルス列位相β(βはθdetに基づいたレゾルバ磁極位相を指す)を求める。 In order to make the current fundamental wave component continuous (to establish torque continuity with the fundamental wave component), the pulse train is created after the number of synchronous pulses is determined in advance (for example, 3 pulses) and the corrected voltage command A Fourier series expansion formula based on V1ref ′ is calculated on the S / W (CPU software) side each time to obtain a pulse train phase β (β indicates a resolver magnetic pole phase based on θdet).
3パルスの場合の基本波式は式(2)で表せる。 The fundamental wave equation in the case of 3 pulses can be expressed by equation (2).
V=(4/π){cosβ−cos30°+cos(60°−β)}…(2)
この場合、パルス対称性からUVW相の電圧指令V1ref´は、
初回パルス立上り位相:β°
初回パルス立下り位相:30°
二回目パルス立上り位相:60−β°
二回目パルス立下り位相:180+β°
三回目パルス立上り位相:210°
三回目パルス立下り位相:210+β°
となる。
V = (4 / π) {cos β−cos 30 ° + cos (60 ° −β)} (2)
In this case, the UVW phase voltage command V1ref ′ is given by
First pulse rising phase: β °
First pulse falling phase: 30 °
Second pulse rising phase: 60-β °
Second pulse falling phase: 180 + β °
Third pulse rising phase: 210 °
Third pulse falling phase: 210 + β °
It becomes.
ここで、(18)同期PWM生成回路で生成されるパルス列の一例を図3に示す。図3は、パルス列位相βが30°であるときのU相、V相、W相の各パルス列と、U−V相間、V−W相間、W−U相間の各信号を表している。 Here, FIG. 3 shows an example of a pulse train generated by the (18) synchronous PWM generation circuit. FIG. 3 shows the U-phase, V-phase, and W-phase pulse trains when the pulse train phase β is 30 °, and the signals between the U-V phase, the V-W phase, and the W-U phase.
U相では、1回目のパルス列が0°で立上り、30°で立下り、2回目のパルス列が60°で立上り、180°で立下り、3回目のパルス列が210°で立上り、240°で立下っている。 In the U phase, the first pulse train rises at 0 °, falls at 30 °, the second pulse train rises at 60 °, falls at 180 °, the third pulse train rises at 210 °, and rises at 240 ° Is going down.
この関係はV相、W相も同様であり、3相のパルス列は、120°で左右対称(対称性の確保)となっている。 This relationship is the same for the V-phase and the W-phase, and the three-phase pulse train is bilaterally symmetric (ensuring symmetry) at 120 °.
以上より、電圧指令V1ref´と同期パルス数から各相のパルス列位相βが求まり、それぞれのパルス列の立上り位相と立下り位相を決定し、電流位相指令φrefを各相にオフセットしたパルス列情報を3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*として出力する。 As described above, the pulse train phase β of each phase is obtained from the voltage command V1ref ′ and the number of synchronization pulses, the rising phase and the falling phase of each pulse train are determined, and the pulse train information obtained by offsetting the current phase command φref to each phase is obtained in three phases. Output as phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * .
(19)U相PWM指令出力部
前記(18)同期PWM生成回路で生成されたU相電圧指令Vu*を図示しないゲート駆動回路に出力する。
(19) U-phase PWM command output unit The U-phase voltage command Vu * generated by the (18) synchronous PWM generation circuit is output to a gate drive circuit (not shown).
(20)V相PWM指令出力部
前記(18)同期PWM生成回路で生成されたV相電圧指令Vv*を図示しないゲート駆動回路に出力する。
(20) V-phase PWM command output unit (18) The V-phase voltage command Vv * generated by the synchronous PWM generation circuit is output to a gate drive circuit (not shown).
(21)W相PWM指令出力部
前記(18)同期PWM生成回路で生成されたW相電圧指令Vw*を図示しないゲート駆動回路に出力する。
(21) W-phase PWM command output unit (18) The W-phase voltage command Vw * generated by the synchronous PWM generation circuit is output to a gate drive circuit (not shown).
そして、図示しないゲート駆動回路では、入力した3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*に基づいたゲート信号をインバータ50aに出力してスイッチング素子をオン、オフ制御することでモータ制御を行っている。
In a gate drive circuit (not shown), the motor control is performed by outputting a gate signal based on the input three-phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * to the
尚、図2の各部(1)〜(21)を備えた制御部50bは、例えばコンピュータにより構成され、通常のコンピュータのハードウェアリソース、例えばROM、RAM、CPU、入力装置、出力装置、通信インターフェース、ハードディスク、記録媒体およびその駆動装置を備えている。このハードウェアとソフトウェアリソース(OS、アプリケーションなど)との協働の結果、制御部50bは図2の各部(1)〜(21)を実装する。
The
図2の(1)U相電流検出部、(2)V相電流検出部、(3)磁極位相検出部、(4)3相/2相変換部、(5)d軸電流検出部、(6)q軸電流検出部、(7)平均化処理部および(8)電流検出部によって、本発明の電流検出実効値演算手段を構成している。 (1) U-phase current detector, (2) V-phase current detector, (3) magnetic pole phase detector, (4) 3-phase / 2-phase converter, (5) d-axis current detector, 6) The q-axis current detection unit, (7) the averaging processing unit, and (8) the current detection unit constitute current detection effective value calculation means of the present invention.
図2の(9)トルク指令出力部、(10)回転速度算出部、(11)電流指令テーブルおよび(13)電流指令出力部によって、本発明の電流指令実効値演算手段を構成している。 The (9) torque command output unit, (10) rotation speed calculation unit, (11) current command table, and (13) current command output unit of FIG. 2 constitute the current command effective value calculation means of the present invention.
図2の(9)トルク指令出力部、(10)回転速度算出部、(12)位相指令テーブルおよび(14)電流位相指令出力部によって、本発明の電流位相指令出力手段を構成している。 The (9) torque command output unit, (10) rotational speed calculation unit, (12) phase command table, and (14) current phase command output unit of FIG. 2 constitute the current phase command output means of the present invention.
図2の減算器61、(15)PI制御部および(16)電圧指令出力部によって、本発明の電圧指令生成手段を構成している。
The
図2の(17)同期PWM用電圧補正演算部および乗算器62によって、本発明の同期パルス幅変調用電圧補正手段を構成している。
The synchronous PWM voltage correction calculation section and
図2の(18)同期PWM生成回路によって、本発明の同期パルス幅変調信号生成手段を構成している。 The synchronous pulse width modulation signal generation means of the present invention is constituted by the (18) synchronous PWM generation circuit of FIG.
次に、上記のように構成されたモータ制御装置の作用、動作を説明する。 Next, the operation and operation of the motor control device configured as described above will be described.
正弦波PWM制御におけるキャリア周波数と同期した電流制御では、正弦波PWM制御における電流検出および電流制御のタイミングを示す図6のように、キャリアの上側頂点(トップ)と下側頂点(ボトム)となるゼロベクトル(1.1.1)及び(0.0.0)が必ず発生し、このキャリアの上側頂点(トップ)と下側頂点(ボトム)で電流検出と電流制御を同時に行っていた。このような電流変動の無いゼロベクトル(1.1.1)及び(0.0.0)のポイントで電流検出を行うことにより、検出誤差の少ない制御が可能であった。 In the current control synchronized with the carrier frequency in the sine wave PWM control, as shown in FIG. 6 showing the timing of the current detection and the current control in the sine wave PWM control, the upper vertex (top) and the lower vertex (bottom) of the carrier are obtained. Zero vectors (1.1.1) and (0.0.0) are always generated, and current detection and current control are simultaneously performed at the upper vertex (top) and the lower vertex (bottom) of this carrier. By performing current detection at points of zero vectors (1.1.1) and (0.0.0) without such current fluctuation, control with a small detection error was possible.
尚、3相の電圧ベクトル(U、V、W)は、PWMのスイッチングパターンにおける1をON、0をOFFとした場合(1.0.0)、(0.1.0)、(0.0.1)、(0.1.1)、(1.0.1)、(1.1.0)、(0.0.0)、(1.1.1)が存在する。 The three-phase voltage vectors (U, V, W) are (1.0.0), (0.1.0), (0.0) when 1 is ON and 0 is OFF in the PWM switching pattern. 0.1), (0.1.1), (1.0.1), (1.1.0), (0.0.0), (1.1.1).
しかし、同期PWM(基本波とキャリアが同期したPWM制御)による過変調制御の場合、電圧制御率が過変調領域であるために1周期間でゼロベクトルが存在せず、電流変化中の電流検出となることや高調波等の電流波形率の異なる電流検出となり、基本波成分に対する検出誤差が大きくなる。 However, in the case of overmodulation control by synchronous PWM (PWM control in which the fundamental wave and the carrier are synchronized), since the voltage control rate is in the overmodulation region, there is no zero vector in one cycle, and current detection during current change Current detection with different current waveform rates, such as harmonics, and detection errors with respect to fundamental wave components increase.
そこで本発明では、上記のとおりに、同期PWMによる過変調制御の場合には、検出誤差が大きくなるために瞬時電流による電流検出を電流制御に使えない場合において、3相交流に60°周期性がある事に着目し、その電流検出方式を構築した。 Therefore, in the present invention, as described above, in the case of overmodulation control using synchronous PWM, a detection error becomes large, so that current detection based on instantaneous current cannot be used for current control, and therefore 60 ° periodicity is applied to three-phase alternating current. Focusing on the fact that there is, there is a current detection method.
高調波を含んだ交流電流であっても60°周期毎に電流波形には周期性が有る。そこで、図2の(1)〜(7)の各部によって、マイコン処理可能な分解能の範囲で離散化したサンプル数N回を多点サンプルし3相/2相変換をして平均電流Idavedet、Iqavedetを得る。 Even in an alternating current including harmonics, the current waveform has periodicity every 60 ° period. Therefore, in FIG. 2 (1) to (7) by each part of average discretized sample number N times in the range of microcomputer processable resolution by the multi-point samples were three-phase / two-phase conversion current Id Avedet, Obtain Iq avedet .
例えば60°周期性の中でN回電流検出し、N=4回であれば15°毎に電流検出することになる。 For example, the current is detected N times within a 60 ° periodicity, and if N = 4 times, the current is detected every 15 °.
このような電流検出によって、電流変化中や高調波を含んでいる電流制御であっても、検出誤差を抑制でき、加えて前記(17)同期PWM用電圧補正演算部および乗算器62によって電圧指令を補正することで、操作量(制御しようとしている値)と真値(本来、制御しなければならない値)との誤差を抑制した制御が可能となる。
Such current detection can suppress detection errors even during current change and current control including harmonics. In addition, the voltage command is calculated by the (17) synchronous PWM voltage correction calculation unit and
図4は、電流波形と、電流検出および電流制御のタイミングを表した図であり、(a)は電流検出と電流制御タイミングが同一の場合を示し、(b)は本発明のように電流検出および3相/2相変換を多点において実施した後のタイミングで電流制御を行った場合を示している。 4A and 4B are diagrams showing current waveforms and timings of current detection and current control. FIG. 4A shows a case where the current detection and current control timing are the same, and FIG. 4B shows current detection as in the present invention. And the case where the current control is performed at the timing after the three-phase / 2-phase conversion is performed at multiple points is shown.
以上のように検出段における特許文献1などの先行技術は瞬時電流をフィルタ検出しているので、実際の検出電流値から乖離が大きく、また制御周期性が無い。しかし、本実施形態例の多点平均電流検出方式では、検出可能な分解能(N回)の範囲内であれば検出精度を上げることができ、60°周期性の電流制御を守ることができる。よって、先行技術よりも安定な電流制御を構築できる。
As described above, since the prior art such as
また、指令段における特許文献1などの先行技術は、一般的なdq軸の電流制御を用いている為、処理としては2本分の制御を動かす必要があった。しかし本実施形態例では、位相(φ)を予め(12)位相指令テーブルにてマップ化することで、電流情報を(8)電流検出部の出力と(13)電流指令出力部の出力の偏差のみに一本化したので、処理の簡易化、処理速度の向上が達成できた。
Further, since the prior art such as
(5)…d軸電流検出部
(6)…q軸電流検出部
(7)…平均化処理部
(11)…電流指令テーブル
(12)…位相指令テーブル
(13)…電流指令出力部
(14)…電流位相指令出力部
(15)…PI制御部
(16)…電圧指令出力部
(17)…同期PWM用電圧補正演算部
(18)…同期PWM生成回路
50…モータ制御装置
50a…インバータ
50b…制御部
51…蓄電池
52…モータ
53…直流電圧検出センサ
54a〜54c…交流電流検出センサ
55…磁極位置センサ
61…減算器
62…乗算器
(5) ... d-axis current detector (6) ... q-axis current detector (7) ... averaging processor (11) ... current command table (12) ... phase command table (13) ... current command output unit (14 ) ... Current phase command output unit (15) ... PI control unit (16) ... Voltage command output unit (17) ... Synchronous PWM voltage correction calculation unit (18) ... Synchronous
Claims (6)
同期パルス幅変調による過変調制御時に、設定周期毎に前記回転機の磁極位置を検出して得た設定個数の磁極位相値と同期させて、前記インバータの3相交流電流を設定回数検出し、該検出された設定回数の3相交流電流値を前記設定個数の磁極位相値に基づいて3相/2相座標変換して設定個数のd軸電流値および設定個数のq軸電流値を得る多点電流サンプル取得手段と、
前記得られた設定個数のd軸電流値の加算平均値および設定個数のq軸電流値の加算平均値を求め、それら各加算平均値から電流検出実効値を演算する電流検出実効値演算手段と、
要求されたトルク指令と、前記回転機の磁極位置を検出した磁極位相値から算出した回転機の回転速度とに基づいて、電流指令実効値を演算する電流指令実効値演算手段と、
前記トルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力する電流位相指令出力手段と、
前記電流検出実効値演算手段で演算された電流検出実効値と、前記電流指令実効値演算手段で演算された電流指令実効値との偏差に対して、PI(比例積分)制御を施して前記偏差に応じた電圧指令を生成する電圧指令生成手段と、
前記電圧指令生成手段で生成された電圧指令に基づくフーリエ級数展開式を演算してパルス列位相を求め、前記電圧指令と設定した同期パルス数からパルス列の幅を算出し、該パルス列の幅と前記パルス列位相から3相各相のパルス列の立上り位相、立下がり位相を決定し、これらのパルス列情報と前記電流位相指令出力手段から出力された電流位相指令に基づいて、3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を生成する同期パルス幅変調信号生成手段と、を備え、
前記同期パルス幅変調信号生成手段で生成された3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*によって前記インバータのスイッチング素子をオン、オフ制御することを特徴とする回転機の制御装置。 A control device for a rotating machine that controls an applied voltage of the rotating machine by an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage,
At the time of overmodulation control by synchronous pulse width modulation, in synchronization with a set number of magnetic pole phase values obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine for each set period, the three-phase AC current of the inverter is detected a set number of times, The detected number of set three-phase AC current values are converted into three-phase / two-phase coordinates based on the set number of magnetic pole phase values to obtain a set number of d-axis current values and a set number of q-axis current values. Point current sample acquisition means;
Current detection effective value calculation means for calculating an addition average value of the obtained set number of d-axis current values and a set number of q-axis current values and calculating a current detection effective value from each of the addition average values; ,
Current command effective value calculation means for calculating a current command effective value based on the requested torque command and the rotation speed of the rotating machine calculated from the magnetic pole phase value obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine;
Current phase command output means for outputting a current phase command corresponding to the torque command and the rotational speed of the rotating machine;
The deviation between the current detection effective value calculated by the current detection effective value calculation means and the current command effective value calculated by the current command effective value calculation means is subjected to PI (proportional integration) control to obtain the deviation. Voltage command generation means for generating a voltage command according to
A pulse series phase is obtained by calculating a Fourier series expansion formula based on the voltage command generated by the voltage command generating means, a width of the pulse train is calculated from the voltage command and the set number of synchronous pulses, and the width of the pulse train and the pulse train From the phase, the rising phase and the falling phase of the three-phase pulse train are determined, and based on the pulse train information and the current phase command output from the current phase command output means, the three-phase phase voltage command Vu * , Synchronization pulse width modulation signal generating means for generating Vv * and Vw * ,
A rotating machine control device characterized in that the switching element of the inverter is controlled to be turned on / off by three-phase phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * generated by the synchronous pulse width modulation signal generating means.
前記位相指令テーブルを参照してトルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の回転機の制御装置。 The current phase command output means converts the current phase command calculated from the ratio of the d-axis current command and the q-axis current command obtained from the torque command and the rotational speed of the rotating machine into the torque command and the rotating speed of the rotating machine. Correspondingly stored phase command table,
3. The rotating machine control device according to claim 1, wherein a current phase command corresponding to a torque command and a rotation speed of the rotating machine is output with reference to the phase command table. 4.
多点電流サンプル取得手段が、同期パルス幅変調による過変調制御時に、設定周期毎に前記回転機の磁極位置を検出して得た設定個数の磁極位相値と同期させて、前記インバータの3相交流電流を設定回数検出し、該検出された設定回数の3相交流電流値を前記設定個数の磁極位相値に基づいて3相/2相座標変換して設定個数のd軸電流値および設定個数のq軸電流値を得る多点電流サンプル取得ステップと、
電流検出実効値演算手段が、前記得られた設定個数のd軸電流値の加算平均値および設定個数のq軸電流値の加算平均値を求め、それら各加算平均値から電流検出実効値を演算する電流検出実効値演算ステップと、
電流指令実効値演算手段が、要求されたトルク指令と、前記回転機の磁極位置を検出した磁極位相値から算出した回転機の回転速度とに基づいて、電流指令実効値を演算する電流指令実効値演算ステップと、
電流位相指令出力手段が、前記トルク指令および回転機の回転速度に対応する電流位相指令を出力する電流位相指令出力ステップと、
電圧指令生成手段が、前記電流検出実効値演算手段で演算された電流検出実効値と、前記電流指令実効値演算手段で演算された電流指令実効値との偏差に対して、PI(比例積分)制御を施して前記偏差に応じた電圧指令を生成する電圧指令生成ステップと、
同期パルス幅変調信号生成手段が、前記電圧指令生成手段で生成された電圧指令に基づくフーリエ級数展開式を演算してパルス列位相を求め、前記電圧指令と設定した同期パルス数からパルス列の幅を算出し、該パルス列の幅と前記パルス列位相から3相各相のパルス列の立上り位相、立下がり位相を決定し、これらのパルス列情報と前記電流位相指令出力手段から出力された電流位相指令に基づいて、3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*を生成する同期パルス幅変調信号生成ステップと、を備え、
前記同期パルス幅変調信号生成ステップで生成された3相の相電圧指令Vu*、Vv*、Vw*によって前記インバータのスイッチング素子をオン、オフ制御することを特徴とする回転機の制御方法。 A control method for a rotating machine that controls an applied voltage of a rotating machine by an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage,
The multi-point current sample acquisition means synchronizes with the set number of magnetic pole phase values obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine for each set period during overmodulation control by synchronous pulse width modulation, A set number of d-axis current values and a set number are detected by detecting the set number of AC currents and converting the three-phase AC current value of the set number of detected times to three-phase / two-phase coordinates based on the set number of magnetic pole phase values. A multi-point current sample acquisition step for obtaining a q-axis current value of
The current detection effective value calculation means obtains the addition average value of the obtained set number of d-axis current values and the addition average value of the set number of q-axis current values, and calculates the current detection effective value from each of the addition average values. Current detection effective value calculation step to perform,
The current command effective value calculation means calculates the current command effective value based on the requested torque command and the rotation speed of the rotating machine calculated from the magnetic pole phase value obtained by detecting the magnetic pole position of the rotating machine. A value calculation step;
A current phase command output step, wherein the current phase command output means outputs a current phase command corresponding to the torque command and the rotational speed of the rotating machine;
The voltage command generating means is PI (proportional integral) with respect to a deviation between the current detection effective value calculated by the current detection effective value calculation means and the current command effective value calculated by the current command effective value calculation means. A voltage command generation step for generating a voltage command according to the deviation by performing control;
Synchronous pulse width modulation signal generating means calculates a pulse train phase by calculating a Fourier series expansion formula based on the voltage command generated by the voltage command generating means, and calculates the width of the pulse train from the voltage command and the set number of synchronous pulses. Then, the rising phase and falling phase of the pulse train of each of the three phases are determined from the width of the pulse train and the pulse train phase, and based on the pulse train information and the current phase command output from the current phase command output means, A synchronous pulse width modulation signal generation step for generating three phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * ,
A control method for a rotating machine, wherein the switching elements of the inverter are controlled to be turned on / off by three-phase phase voltage commands Vu * , Vv * , Vw * generated in the synchronous pulse width modulation signal generation step.
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