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JP2018125955A - Motor control device - Google Patents

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JP2018125955A
JP2018125955A JP2017015921A JP2017015921A JP2018125955A JP 2018125955 A JP2018125955 A JP 2018125955A JP 2017015921 A JP2017015921 A JP 2017015921A JP 2017015921 A JP2017015921 A JP 2017015921A JP 2018125955 A JP2018125955 A JP 2018125955A
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涼 富樫
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Abstract

【課題】高周波重畳方式における磁極位置の推定精度を向上させることができるモータ制御装置を得ること。【解決手段】突極性を有するモータ1を制御するモータ制御装置2であって、モータ電流に基づいてモータの磁極位置を推定する推定部5と、モータを駆動するための第1の交流電圧指令を生成する駆動電圧指令演算部12と、第1の交流電圧指令の周波数より高い周波数の第2の交流電圧指令を、配線情報に基づいて生成する高周波電圧指令生成部である高周波電圧発生器7および高周波電圧補正部8と、第1の交流電圧指令に第2の交流電圧指令を重量することにより電圧指令を生成する加算部9と、を備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a motor control device capable of improving the estimation accuracy of a magnetic pole position in a high frequency superimposition method. SOLUTION: This is a motor control device 2 for controlling a motor 1 having a salient pole, and an estimation unit 5 for estimating a magnetic pole position of the motor based on a motor current, and a first AC voltage command for driving the motor. High-frequency voltage command generator 7 which is a high-frequency voltage command generator that generates a second AC voltage command having a frequency higher than the frequency of the first AC voltage command and a second AC voltage command having a frequency higher than the frequency of the first AC voltage command. A high-frequency voltage correction unit 8 and an addition unit 9 that generates a voltage command by weighting a second AC voltage command to a first AC voltage command are provided. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、モータを制御するモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device that controls a motor.

モータを高精度で制御する場合、回転子の磁極位置に合わせて回転磁束を発生させる必要がある。しかし、磁極位置の検出に位置センサを用いる場合、高コストであること、振動および熱に対する脆弱性、モータ寸法の大型化、配線の増加、配線長の制約といった様々な問題が生じる。   When the motor is controlled with high accuracy, it is necessary to generate a rotating magnetic flux according to the magnetic pole position of the rotor. However, when a position sensor is used for detecting the magnetic pole position, various problems such as high cost, vulnerability to vibration and heat, increase in motor size, increase in wiring, and limitation on wiring length arise.

このため、従来から位置センサを用いずに磁極位置を検出する方法が開発されている。磁極位置を検出する方法としては、センサレスベクトル制御と呼ばれる方法が広く知られている。センサレスベクトル制御では、永久磁石の磁束による回転時の誘起電圧を利用して回転子の磁極位置が推定される。ただし、この方法では誘起電圧が小さい低速時においては、誘起電圧の検出または推定が困難になり、回転子の磁極位置検出精度および速度推定精度が悪化するという問題がある。   For this reason, a method for detecting the magnetic pole position without using a position sensor has been developed. As a method for detecting the magnetic pole position, a method called sensorless vector control is widely known. In sensorless vector control, the magnetic pole position of the rotor is estimated using an induced voltage during rotation due to the magnetic flux of the permanent magnet. However, this method has a problem in that it is difficult to detect or estimate the induced voltage at low speed when the induced voltage is small, and the magnetic pole position detection accuracy and the speed estimation accuracy of the rotor deteriorate.

磁気突極性のあるモータに対してこの問題を解決する方法として、モータ制御装置がモータの回転を制御するために出力する基本波に、位置推定用の高周波電圧を重畳し、検出された電流により回転子の磁極位置を推定する高周波重畳方式と呼ばれる方法がある。特許文献1には、高周波重畳方式を採用して、センサレスベクトル制御における位相推定誤差を抑制する技術が開示されている。   To solve this problem for motors with magnetic saliency, a high-frequency voltage for position estimation is superimposed on the fundamental wave output by the motor controller to control the rotation of the motor. There is a method called a high-frequency superposition method for estimating the magnetic pole position of the rotor. Patent Document 1 discloses a technique for suppressing a phase estimation error in sensorless vector control by adopting a high-frequency superposition method.

特許文献1に記載の技術では、モータ制御装置が、モータへ出力する際の高周波電流の振幅を一定に保つ制御を行っている。しかしながら、モータ制御装置とモータとの間の配線長が長くなるにつれて浮遊容量の影響によりモータに流れる高周波電流の振幅が減少する。このため、モータ制御装置とモータとの間の配線長が長くなると、モータに流れる高周波電流の振幅が減少することにより、特許文献1に記載の技術では、磁極位置推定精度が低下する。   In the technique described in Patent Document 1, the motor control device performs control to keep the amplitude of the high-frequency current constant when output to the motor. However, as the wiring length between the motor control device and the motor increases, the amplitude of the high-frequency current flowing through the motor decreases due to the influence of stray capacitance. For this reason, when the wiring length between the motor control device and the motor is increased, the amplitude of the high-frequency current flowing through the motor is reduced, and the magnetic pole position estimation accuracy is reduced in the technique described in Patent Document 1.

特開2007−124835号公報JP 2007-124835 A

上述した通り、特許文献1に記載の技術では、磁極位置推定精度が低下する。   As described above, in the technique described in Patent Document 1, the magnetic pole position estimation accuracy decreases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高周波重畳方式における磁極位置の推定精度を向上させることができるモータ制御装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a motor control device that can improve the estimation accuracy of the magnetic pole position in the high-frequency superposition method.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるモータ制御装置は、突極性を有するモータと配線で接続されることにより、モータを制御するモータ制御装置であって、モータに流れるモータ電流に基づいてモータの磁極位置を推定する推定部を備える。モータ制御装置は、さらに、モータを駆動するため第1の交流電圧指令を生成する指令演算部と、第1の交流電圧指令の周波数より高い周波数の第2の交流電圧指令を、配線情報に基づいて生成する高周波電圧指令生成部と、第1の交流電圧指令に第2の交流電圧指令を重畳することにより駆動電圧指令を生成する加算部と、を備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a motor control device according to the present invention is a motor control device that controls a motor by being connected to a motor having saliency by wiring. An estimation unit that estimates the magnetic pole position of the motor based on the flowing motor current is provided. The motor control device further generates a command arithmetic unit that generates a first AC voltage command to drive the motor, and a second AC voltage command having a frequency higher than the frequency of the first AC voltage command based on the wiring information. And a high-frequency voltage command generation unit that generates the drive voltage command by superimposing the second AC voltage command on the first AC voltage command.

本発明にかかるモータ制御装置によれば、高周波重畳方式による磁極位置の推定精度を向上させることができるという効果を奏する。   According to the motor control device of the present invention, it is possible to improve the estimation accuracy of the magnetic pole position by the high frequency superposition method.

実施の形態1にかかるモータ制御装置の構成例を示す図1 is a diagram illustrating a configuration example of a motor control device according to a first embodiment. 実施の形態1の制御回路の構成例を示す図FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a control circuit according to the first embodiment. 実施の形態1のモータ制御装置における高周波電圧の配線長と高周波電流との関係の取得手順の一例を示すフローチャートThe flowchart which shows an example of the acquisition procedure of the relationship between the wiring length of the high frequency voltage and the high frequency current in the motor control apparatus of Embodiment 1. 図3のステップS1で得られた計測結果とIdh(L)との一例を示す図The figure which shows an example of the measurement result obtained by step S1 of FIG. 3, and Idh (L). 参照値と推定位相θ0との差が所望の磁極位置推定精度以下となるように決定された調整量とΔVdh(L)との一例を示す図The figure which shows an example of the adjustment amount and (DELTA) Vdh (L) determined so that the difference of a reference value and estimated phase (theta) 0 may become below a desired magnetic pole position estimation precision.

以下に、本発明の実施の形態にかかるモータ制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a motor control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるモータ制御装置の構成例を示す図である。実施の形態1のモータ制御装置2は、高周波重畳方式による位相推定誤差補正を行いながらセンサレスベクトル制御によりモータ1を制御する。ここで、センサレスベクトル制御とは、モータ1に位置センサを取り付けることなく、あるいはモータ1にセンサが取り付けられていても位置センサとして用いることなく、モータ1の誘起電圧からモータ1の磁極位置および回転速度を推定し、推定速度が速度指令に一致するようにモータ速度を制御する方法である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a motor control device according to the first embodiment of the present invention. The motor control device 2 according to the first embodiment controls the motor 1 by sensorless vector control while performing phase estimation error correction by a high frequency superposition method. Here, sensorless vector control refers to the magnetic pole position and rotation of the motor 1 from the induced voltage of the motor 1 without attaching a position sensor to the motor 1 or using it as a position sensor even if the sensor is attached to the motor 1. In this method, the speed is estimated and the motor speed is controlled so that the estimated speed matches the speed command.

モータ1は、例えば、回転子の内部に永久磁石を埋め込んだ埋込磁石型の同期モータである。図示はしていないが、モータ1の回転子は、永久磁石と永久磁石よりも透磁率の高い回転子鉄心とを有する。回転子鉄心の材質は、例えば、ケイ素鋼である。永久磁石は、フェライト磁石、ネオジム磁石が例示される。以下、モータ1の回転子の磁極が作る磁束の方向すなわち永久磁石の中心軸をd軸とし、該d軸と電気的および磁気的に直交する軸をq軸とする。d軸は磁束軸とも呼ばれ、q軸はトルク軸とも呼ばれる。d軸およびq軸による直交2軸座標系は、回転子とともに回転する座標系である。   The motor 1 is, for example, an embedded magnet type synchronous motor in which a permanent magnet is embedded in a rotor. Although not shown, the rotor of the motor 1 has a permanent magnet and a rotor core having a higher permeability than the permanent magnet. The material of the rotor core is, for example, silicon steel. The permanent magnet is exemplified by a ferrite magnet and a neodymium magnet. Hereinafter, the direction of the magnetic flux generated by the magnetic poles of the rotor of the motor 1, that is, the central axis of the permanent magnet is defined as d-axis, and the axis electrically and magnetically orthogonal to the d-axis is defined as q-axis. The d-axis is also called a magnetic flux axis, and the q-axis is also called a torque axis. The orthogonal biaxial coordinate system using the d-axis and the q-axis is a coordinate system that rotates together with the rotor.

モータ1は、モータ1に流れる電流のd軸成分であるd軸電流idによる鎖交磁束は、回転子鉄心より透磁率の低い永久磁石が途中にあるために制限されるのに対して、モータ1に流れる電流のq軸成分であるq軸電流iqによる鎖交磁束は、磁石よりも透磁率の高い回転子鉄心を通過する。このため、q軸電流iqによる鎖交磁束は、d軸電流idによる鎖交磁束より大きくなる。したがって、モータ1は、定常運転時において、d軸の磁気抵抗がq軸の磁気抵抗よりも大きくなり、d軸のインダクタンスLdがq軸のインダクタンスLqよりも小さくなる。すなわち、d軸のインダクタンスLdに対するq軸のインダクタンスLqの比である突極比Lq/Ldが1よりも大きな値になっている。このように、モータ1は、突極性を有するモータである。   In the motor 1, the flux linkage due to the d-axis current id, which is the d-axis component of the current flowing through the motor 1, is limited because there is a permanent magnet having a lower permeability than the rotor core, whereas the motor 1 The flux linkage caused by the q-axis current iq, which is the q-axis component of the current flowing through 1, passes through the rotor core having a higher permeability than the magnet. For this reason, the flux linkage caused by the q-axis current iq is larger than the flux linkage caused by the d-axis current id. Therefore, in the normal operation, the motor 1 has a d-axis magnetic resistance larger than a q-axis magnetic resistance, and a d-axis inductance Ld smaller than a q-axis inductance Lq. That is, the salient pole ratio Lq / Ld, which is the ratio of the q-axis inductance Lq to the d-axis inductance Ld, is larger than 1. Thus, the motor 1 is a motor having saliency.

実施の形態1によるモータ制御装置2は、電圧印加部3と、電流検出部4と、推定部5と、制御部6とを備えている。モータ制御装置2は、この構成によって、定常運転時におけるモータ1の突極比が1よりも大きな値であることを利用して、すなわちモータ1が有する突極性を利用して、回転子の磁極位置を示す位相を推定し、推定された磁極位置を用いてモータ1の駆動速度を制御する。回転子の磁極位置は、モータ1の回転位置に対応する。   The motor control device 2 according to the first embodiment includes a voltage application unit 3, a current detection unit 4, an estimation unit 5, and a control unit 6. With this configuration, the motor control device 2 uses the fact that the salient pole ratio of the motor 1 during steady operation is a value larger than 1, that is, uses the saliency of the motor 1 to provide the magnetic poles of the rotor. The phase indicating the position is estimated, and the driving speed of the motor 1 is controlled using the estimated magnetic pole position. The magnetic pole position of the rotor corresponds to the rotational position of the motor 1.

電圧印加部3は、PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)方式のインバータをはじめとした電力変換器である。以下では、電圧印加部3がPWM方式のインバータである例を説明する。電圧印加部3は、制御部6の出力である駆動電圧指令Vup*、Vvp*およびVwp*に基づいて、直流電圧VdcをPWM変調した3相交流電圧へ変換し、モータ1に印加する。Vup*、Vvp*およびVwp*は、それぞれモータ1のU相、V相およびW相に対応する駆動電圧指令である。電圧印加部3における動作は、一般的なPWM方式のインバータと同様の動作であってよいため、詳細な説明は省略する。   The voltage application unit 3 is a power converter such as a PWM (Pulse Width Modulation) type inverter. Below, the example in which the voltage application part 3 is a PWM system inverter is demonstrated. The voltage application unit 3 converts the DC voltage Vdc into a PWM-modulated three-phase AC voltage based on the drive voltage commands Vup *, Vvp * and Vwp *, which are outputs from the control unit 6, and applies them to the motor 1. Vup *, Vvp * and Vwp * are drive voltage commands corresponding to the U phase, V phase and W phase of the motor 1, respectively. Since the operation of the voltage application unit 3 may be the same as that of a general PWM inverter, detailed description thereof is omitted.

電流検出部4は、本実施の形態ではモータ制御装置2に実装され、モータ1を流れるモータ電流iu,iv,iwを、それぞれ計測する。配線21,22,23はモータ1の端子と、モータ制御装置2の外部接続用端子とを接続する電力線である。すなわち、電流検出部4は、配線21,22,23を流れるモータ端とは反対側のモータ電流を検出する。モータ端とは、モータ1に近い箇所を示し、例えば、モータからの距離が一定値以下となる箇所である。配線21、配線22および配線23は、それぞれモータ1のU相、V相およびW相に対応する。配線21,22,23の長さは、同一であるとする。電流検出部4は、例えば変流器である。電流検出部4は、計測結果を制御部6へ出力する。なお、図1では3相の電流を検出する例を示しているが、任意の2相の電流を検出し、残りの相の電流はモータ電流が3相平衡であることを利用して演算によって求めてもよい。   In the present embodiment, the current detection unit 4 is mounted on the motor control device 2 and measures motor currents iu, iv, and iw flowing through the motor 1, respectively. The wirings 21, 22, and 23 are power lines that connect the terminals of the motor 1 and the external connection terminals of the motor control device 2. That is, the current detection unit 4 detects the motor current on the side opposite to the motor end flowing through the wirings 21, 22, and 23. The motor end indicates a location close to the motor 1 and is, for example, a location where the distance from the motor is a certain value or less. The wiring 21, the wiring 22, and the wiring 23 correspond to the U phase, the V phase, and the W phase of the motor 1, respectively. The lengths of the wirings 21, 22, and 23 are assumed to be the same. The current detection unit 4 is, for example, a current transformer. The current detection unit 4 outputs the measurement result to the control unit 6. In addition, although the example which detects the electric current of three phases is shown in FIG. 1, the electric current of arbitrary two phases is detected, and the electric current of the remaining phases is calculated by using the fact that the motor current is three-phase equilibrium. You may ask for it.

制御部6は、高周波重畳方式による位相推定誤差補正を行いながらセンサレスベクトル制御を行う。制御部6は、高周波電圧発生器7と、高周波電圧補正部8と、加算部9と、座標変換器10と、フィルタ11と、駆動電圧指令演算部12と、d軸電流指令演算部13と、q軸電流指令演算部14とを備えている。駆動電圧指令演算部12は、電流制御器12aと、座標変換器12bとを備える。   The controller 6 performs sensorless vector control while performing phase estimation error correction by a high frequency superposition method. The control unit 6 includes a high frequency voltage generator 7, a high frequency voltage correction unit 8, an addition unit 9, a coordinate converter 10, a filter 11, a drive voltage command calculation unit 12, and a d-axis current command calculation unit 13. Q-axis current command calculation unit 14. The drive voltage command calculation unit 12 includes a current controller 12a and a coordinate converter 12b.

高周波電圧発生器7は、後述の高周波電圧補正部8から入力される高周波電圧指令Vdh*,Vqh*に従って、高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhを生成し、加算部9へ出力する。すなわち、高周波電圧発生器7は、高周波電圧補正部8により補正された高周波電圧指令に基づいて高周波電圧を生成する高周波電圧生成部である。高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhは、第1の交流電圧指令として駆動電圧指令演算部12内の座標変換器12bが出力する駆動制御用の電圧指令Vu*,Vv*,Vw*とは周波数が異なる第2の交流電圧指令である。   The high-frequency voltage generator 7 generates high-frequency voltage commands Vuh, Vvh, Vwh according to the high-frequency voltage commands Vdh *, Vqh * input from the high-frequency voltage correction unit 8 described later, and outputs them to the adder unit 9. That is, the high-frequency voltage generator 7 is a high-frequency voltage generator that generates a high-frequency voltage based on the high-frequency voltage command corrected by the high-frequency voltage corrector 8. The high-frequency voltage commands Vuh, Vvh, and Vwh have the same frequency as the drive control voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * output from the coordinate converter 12b in the drive voltage command calculation unit 12 as the first AC voltage command. It is a different second AC voltage command.

すなわち、高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhは、駆動電圧指令の周波数より高い周波数の高周波電圧を生成するための指令である。なお、本実施の形態では、高周波電圧指令を生成するための高周波電圧補正部8と高周波電圧発生器7をまとめて高周波電圧指令生成部と呼ぶ。高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhは、駆動制御用の電圧指令Vu*,Vv*,Vw*とは異なる周波数であればどのようなものでもよいが、実施の形態1では、3相の高周波電圧指令としている。   That is, the high-frequency voltage commands Vuh, Vvh, and Vwh are commands for generating a high-frequency voltage having a frequency higher than the frequency of the drive voltage command. In the present embodiment, the high-frequency voltage correction unit 8 and the high-frequency voltage generator 7 for generating a high-frequency voltage command are collectively referred to as a high-frequency voltage command generation unit. The high-frequency voltage commands Vuh, Vvh, and Vwh may be any frequency that is different from the voltage commands Vu *, Vv *, and Vw * for drive control. In the first embodiment, the three-phase high-frequency voltage is used. It is a directive.

高周波電圧補正部8は、外部から入力される高周波電圧指令Vdh,Vqhと配線21,22,23の長さである配線長Lとに基づき、配線長による影響を考慮した高周波電圧指令Vdh*,Vqh*を出力する。すなわち、高周波電圧補正部8は、高周波電圧指令Vdh,Vqhを、配線長に基づいて補正する補正部である。高周波電圧補正部8の処理の詳細については後述する。   The high-frequency voltage correction unit 8 is configured to generate a high-frequency voltage command Vdh *, Vdh *, Vqh taking into account the influence of the wiring length based on the high-frequency voltage commands Vdh, Vqh input from the outside and the wiring length L, which is the length of the wirings 21, 22, 23. Vqh * is output. That is, the high frequency voltage correction unit 8 is a correction unit that corrects the high frequency voltage commands Vdh and Vqh based on the wiring length. Details of the processing of the high-frequency voltage correction unit 8 will be described later.

加算部9は、高周波電圧発生器7から出力される3相の高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhを、駆動電圧指令演算部12内の座標変換器12bが出力する駆動制御用の電圧指令Vu*,Vv*,Vw*に重畳して、駆動電圧指令Vup*,Vvp*,Vwp*として電圧印加部3へ出力する。すなわち、加算部9は、駆動電圧指令に前記高周波電圧を加算することにより電圧指令である駆動電圧指令Vup*,Vvp*,Vwp*を生成する。   The adding unit 9 outputs the three-phase high-frequency voltage commands Vuh, Vvh, and Vwh output from the high-frequency voltage generator 7 to the drive control voltage command Vu * output from the coordinate converter 12b in the drive voltage command calculation unit 12. , Vv *, Vw * and output to the voltage application unit 3 as drive voltage commands Vup *, Vvp *, Vwp *. That is, the adder 9 generates drive voltage commands Vup *, Vvp *, Vwp * which are voltage commands by adding the high frequency voltage to the drive voltage command.

電圧印加部3は、モータ1の駆動電圧指令Vup*,Vvp*,Vwp*に基づいて3相の交流電力を生成し、モータ1に印加する。すなわち、電圧印加部3は、加算部9から出力された電圧指令である駆動電圧指令Vup*,Vvp*,Vwp*に応じた電圧を生成し、生成した電圧をモータ1へ印加する。これにより、電流検出部4にて検出されるモータ電流iu,iv,iwには、高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhと同じ周波数成分の高周波電流iuh,ivh,iwhが含まれることになる。モータ1は、上述したように突極性を有するので、回転子位置に応じてインダクタンスが変化する。このため、モータ電流iu,iv,iwに含まれている高周波電流iuh,ivh,iwhの振幅は、モータ1の回転子位置に応じて変化する。   The voltage application unit 3 generates three-phase AC power based on the drive voltage commands Vup *, Vvp *, Vwp * of the motor 1 and applies it to the motor 1. That is, the voltage application unit 3 generates a voltage corresponding to the drive voltage commands Vup *, Vvp *, and Vwp * that are voltage commands output from the addition unit 9 and applies the generated voltage to the motor 1. As a result, the motor currents iu, iv, iw detected by the current detector 4 include high-frequency currents iuh, ivh, iwh having the same frequency components as the high-frequency voltage commands Vuh, Vvh, Vwh. Since the motor 1 has saliency as described above, the inductance changes according to the rotor position. For this reason, the amplitudes of the high-frequency currents iuh, ivh, iwh included in the motor currents iu, iv, iw change according to the rotor position of the motor 1.

座標変換器10は、上述したように振幅が変化する高周波電流iuh,ivh,iwhが含まれているモータ電流iu,iv,iwを、d軸とq軸とで構成される回転直交2軸座標系における制御電流idf,iqfに座標変換し、制御電流idf,iqfをフィルタ11に出力する。d軸とq軸とで構成される回転直交2軸座標系を以下dq座標系という。推定位相θ0と同期して回転する。   The coordinate converter 10 converts the motor currents iu, iv, iw including the high-frequency currents iuh, ivh, iwh whose amplitudes change as described above into rotational orthogonal biaxial coordinates composed of the d axis and the q axis. The coordinates are converted into control currents idf and iqf in the system, and the control currents idf and iqf are output to the filter 11. A rotation orthogonal biaxial coordinate system composed of the d axis and the q axis is hereinafter referred to as a dq coordinate system. It rotates in synchronization with the estimated phase θ0.

フィルタ11は、制御電流idf,iqfから、高周波電圧発生器7に外部から入力される高周波電圧指令Vdh,Vqhと同じ周波数成分の高周波電流idh、iqhを抽出する。さらに、フィルタ11は、上記の抽出した高周波電流idh、iqhを制御電流idf,iqfから取り除いて制御電流ベクトルid,iqを生成する。フィルタ11は、高周波電流idh、iqhを推定部5に出力し、制御電流ベクトルid,iqを推定部5および電流制御器12aへ出力する。また、フィルタ11は、高周波電流idh、iqhを高周波電圧補正部8へ出力することも可能である。フィルタ11は、例えばバンドパスフィルタ、ノッチフィルタなどで構成される。   The filter 11 extracts high-frequency currents idh and iqh having the same frequency components as the high-frequency voltage commands Vdh and Vqh input from the outside to the high-frequency voltage generator 7 from the control currents idf and iqf. Further, the filter 11 removes the extracted high-frequency currents idh and iqh from the control currents idf and iqf to generate control current vectors id and iq. The filter 11 outputs the high-frequency currents idh and iqh to the estimation unit 5, and outputs the control current vectors id and iq to the estimation unit 5 and the current controller 12a. The filter 11 can also output the high-frequency currents idh and iqh to the high-frequency voltage correction unit 8. The filter 11 is composed of, for example, a band pass filter, a notch filter, or the like.

推定部5は、フィルタ11が出力する、高周波電流idh,iqhおよび制御電流ベクトルid,iqと、電流制御器12aが出力する駆動電圧指令Vd*,Vq*とに基づいて、モータ1の推定位相θ0および推定速度ωr0を算出する。すなわち、推定部5は、モータ電流に基づいてモータの磁極位置を推定する。推定部5における推定位相θ0および推定速度ωr0の算出方法は、一般的に用いられている方法を用いることができ、どのような方法を用いてもよいため、詳細は説明を省略する。推定部5は、推定位相θ0を座標変換器10,12bへ出力し、推定速度ωr0を、d軸電流指令演算部13およびq軸電流指令演算部14へ出力する。   The estimation unit 5 estimates the phase of the motor 1 based on the high frequency currents idh and iqh and the control current vectors id and iq output from the filter 11 and the drive voltage commands Vd * and Vq * output from the current controller 12a. θ0 and estimated speed ωr0 are calculated. That is, the estimation unit 5 estimates the magnetic pole position of the motor based on the motor current. As a method for calculating the estimated phase θ0 and the estimated speed ωr0 in the estimation unit 5, a generally used method can be used, and any method may be used, and thus the detailed description thereof is omitted. The estimation unit 5 outputs the estimated phase θ0 to the coordinate converters 10 and 12b, and outputs the estimated speed ωr0 to the d-axis current command calculation unit 13 and the q-axis current command calculation unit 14.

q軸電流指令演算部14は、外部から入力される速度指令ω*と推定部5から入力される推定速度ωr0とが一致するように比例積分制御により電流制御ベクトル指令iq*を算出し、電流制御ベクトル指令iq*をq軸電流指令演算部14および電流制御器12aへ出力する。なお、q軸電流指令演算部14における電流制御ベクトル指令iq*の算出方法は、比例積分制御に限定されない。   The q-axis current command calculation unit 14 calculates a current control vector command iq * by proportional-integral control so that the speed command ω * input from the outside and the estimated speed ωr0 input from the estimation unit 5 coincide with each other. Control vector command iq * is output to q-axis current command calculation unit 14 and current controller 12a. Note that the method of calculating the current control vector command iq * in the q-axis current command calculation unit 14 is not limited to proportional-integral control.

d軸電流指令演算部13は、高周波重畳方式によるセンサレスベクトル制御により磁極位置の推定を実現するために電流制御ベクトル指令id*をゼロ、またはゼロ付近の一定値として電流制御器12aへ出力する。なお、モータ制御装置2は、駆動条件によって高周波重畳方式によるセンサレスベクトル制御と高周波重畳方式でないセンサレスベクトル制御との両方を実行可能であってもよい。   The d-axis current command calculation unit 13 outputs the current control vector command id * to the current controller 12a as zero or a constant value near zero in order to realize the estimation of the magnetic pole position by sensorless vector control by the high frequency superposition method. The motor control device 2 may be capable of executing both sensorless vector control by the high frequency superimposition method and sensorless vector control not by the high frequency superimposition method depending on the driving conditions.

駆動電圧指令演算部12の電流制御器12aは、制御電流ベクトル指令id*,iq*とフィルタ11から出力される制御電流ベクトルid,iqとが一致するように比例積分制御により駆動電圧指令Vd*,Vq*を算出する。なお、電流制御器12aにおける駆動電圧指令Vd*,Vq*の算出方法は、比例積分制御に限定されない。電流制御器12aは、駆動電圧指令Vd*,Vq*を座標変換器12bおよび推定部5とへ出力する。   The current controller 12a of the drive voltage command calculation unit 12 performs the drive voltage command Vd * by proportional integral control so that the control current vector commands id * and iq * and the control current vectors id and iq output from the filter 11 match. , Vq * is calculated. Note that the method of calculating the drive voltage commands Vd * and Vq * in the current controller 12a is not limited to proportional-integral control. The current controller 12a outputs the drive voltage commands Vd * and Vq * to the coordinate converter 12b and the estimation unit 5.

駆動電圧指令演算部12の座標変換器12bは、入力された駆動電圧指令Vd*,Vq*を、推定位相θ0に基づいて、UVW3相座標系へ変換し、変換後の値である第2の駆動電圧指令Vu*,Vv*,Vw*を加算部9へ出力する。第2の駆動電圧指令Vu*,Vv*,Vw*には、加算部9において高周波電圧指令Vuh,Vvh,Vwhが重畳され駆動電圧指令Vup*,Vvp*,Vwp*となる。   The coordinate converter 12b of the drive voltage command calculation unit 12 converts the input drive voltage commands Vd * and Vq * into the UVW three-phase coordinate system based on the estimated phase θ0, and a second value that is the converted value. Drive voltage commands Vu *, Vv *, Vw * are output to the adder 9. High frequency voltage commands Vuh, Vvh, Vwh are superimposed on the second drive voltage commands Vu *, Vv *, Vw * by the adder 9 to become drive voltage commands Vup *, Vvp *, Vwp *.

以上のように駆動電圧指令演算部12は、推定部5により推定された磁極位置とモータ電流とに基づいてモータ1を駆動するための駆動電圧指令を生成する指令演算部である。   As described above, the drive voltage command calculation unit 12 is a command calculation unit that generates a drive voltage command for driving the motor 1 based on the magnetic pole position and the motor current estimated by the estimation unit 5.

次に、制御部6を構成する各部および推定部5のハードウェア構成について説明する。制御部6を構成する各部および推定部5は、処理回路により実現される。処理回路はアナログ回路であってもよいしデジタル回路であってもよい。制御部6を構成する各部および推定部5のうちの一部がアナログ回路であり他がデジタル回路であってもよい。また、処理回路は専用ハードウェアであってもよいし、プロセッサを備える制御回路であってもよい。制御部6を構成する各部および推定部5がプロセッサを備える制御回路により実現される場合、制御回路は例えば図2に示した制御回路である。   Next, the hardware configuration of each unit constituting the control unit 6 and the estimation unit 5 will be described. Each part and the estimation part 5 which comprise the control part 6 are implement | achieved by the processing circuit. The processing circuit may be an analog circuit or a digital circuit. A part of each part and the estimation part 5 which comprise the control part 6 may be an analog circuit, and others may be a digital circuit. Further, the processing circuit may be dedicated hardware or a control circuit including a processor. When each part which comprises the control part 6, and the estimation part 5 are implement | achieved by the control circuit provided with a processor, a control circuit is the control circuit shown, for example in FIG.

図2は、制御回路の構成例を示す図である。制御回路100は、プロセッサ101およびメモリ102を備える。プロセッサ101は、CPU(Central Processing Unit)、マイクロプロセッサ等である。制御回路に実現される各部は、メモリ102に格納されたプログラムがプロセッサ101により実行されることにより実現される。メモリ102は、プロセッサ101によりプログラムが実行される際の記憶領域としても用いられる。メモリ102は例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ等が該当する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the control circuit. The control circuit 100 includes a processor 101 and a memory 102. The processor 101 is a CPU (Central Processing Unit), a microprocessor, or the like. Each unit realized in the control circuit is realized by the processor 101 executing a program stored in the memory 102. The memory 102 is also used as a storage area when a program is executed by the processor 101. The memory 102 corresponds to, for example, a nonvolatile or volatile semiconductor memory such as a random access memory (RAM), a read only memory (ROM), a flash memory, and an erasable programmable read only memory (EPROM).

次に、本実施の形態のモータ制御装置2における高周波電圧の補正方法について説明する。本実施の形態のモータ制御装置2は、配線21,22,23の配線長に応じた計算式により高周波電圧の補正を実施する。このために、まず、モータ制御装置2は、配線長と高周波電流との関係を取得しておく。図3は、実施の形態1のモータ制御装置2における高周波電圧の配線長と高周波電流との関係の取得手順の一例を示すフローチャートである。モータ制御装置2は、配線長と高周波電流との関係を取得する運転モードである取得モードと、配線長と高周波電流との関係を取得した結果に基づいて補正を行う補正モードと、を有し、取得モードに設定された場合に図3に示した処理を実施する。なお、取得モードでは、モータ制御装置6の外部の電流検出器を用いて配線のモータ端側の電流を検出する。すなわち、配線浮遊容量の影響を受けて誤差が生じた高周波電流を検出する。図3に示すように、まず、モータ制御装置2は、無負荷の状態で、複数の配線長の場合のそれぞれのモータ端の高周波電流を計測する(ステップS1)。   Next, a high-frequency voltage correction method in the motor control device 2 of the present embodiment will be described. The motor control device 2 according to the present embodiment corrects the high frequency voltage using a calculation formula corresponding to the wiring lengths of the wirings 21, 22, and 23. For this purpose, the motor control device 2 first acquires the relationship between the wiring length and the high-frequency current. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a procedure for acquiring the relationship between the wiring length of the high-frequency voltage and the high-frequency current in the motor control device 2 according to the first embodiment. The motor control device 2 has an acquisition mode that is an operation mode for acquiring the relationship between the wiring length and the high-frequency current, and a correction mode that performs correction based on the result of acquiring the relationship between the wiring length and the high-frequency current. When the acquisition mode is set, the process shown in FIG. 3 is performed. In the acquisition mode, the current on the motor end side of the wiring is detected using a current detector external to the motor control device 6. That is, a high-frequency current in which an error has occurred due to the influence of wiring stray capacitance is detected. As shown in FIG. 3, first, the motor control device 2 measures the high-frequency current at each motor end in the case of a plurality of wiring lengths in an unloaded state (step S1).

詳細には、ステップS1では、まず、作業者により配線21,22,23の配線長が第1の配線長に設定される。第1の配線長は例えば0mである。この状態で、モータ制御装置2は、モータ1に負荷のかからない状態で運転し、このときに外部の電流検出器により検出された計測結果が座標変換器10に入力され、座標変換器10が制御電流idf,iqfをフィルタ11へ出力する。フィルタ11は、制御電流idf,iqfから高周波電流idh、iqhを抽出して、高周波電圧補正部8へ出力する。また、外部から高周波電圧補正部8へ第1の配線長が入力される。高周波電圧補正部8は、第1の配線長と高周波電流idh,iqhとを対応付けて計測結果として保持する。なお、配線が0mの時には外部の電流検出器の代わりに電流検出器4を用いてよい。   Specifically, in step S1, first, the wiring lengths of the wirings 21, 22, and 23 are set to the first wiring length by the operator. The first wiring length is, for example, 0 m. In this state, the motor control device 2 operates in a state where no load is applied to the motor 1, and the measurement result detected by the external current detector at this time is input to the coordinate converter 10, and the coordinate converter 10 is controlled. The currents idf and iqf are output to the filter 11. The filter 11 extracts the high frequency currents idh and iqh from the control currents idf and iqf, and outputs them to the high frequency voltage correction unit 8. Further, the first wiring length is input from the outside to the high-frequency voltage correction unit 8. The high-frequency voltage correction unit 8 associates the first wiring length with the high-frequency currents idh and iqh and holds them as measurement results. When the wiring is 0 m, the current detector 4 may be used instead of the external current detector.

次に、作業者により配線21,22,23の配線長が第2の配線長に設定される。第2の配線長は第1の配線長より長く、例えば50mである。この状態で、モータ制御装置2は、モータ1に負荷のかからない状態で運転する。これにより、配線21,22,23が第1の配線長に設定された場合と同様に、フィルタ11から高周波電流idh、iqhが高周波電圧補正部8へ出力される。また、外部から高周波電圧補正部8へ第2の配線長が入力される。高周波電圧補正部8は、第2の配線長と高周波電流idh,iqhとを対応付けて計測結果として保持する。   Next, the wiring length of the wirings 21, 22, and 23 is set to the second wiring length by the operator. The second wiring length is longer than the first wiring length, for example, 50 m. In this state, the motor control device 2 operates in a state where no load is applied to the motor 1. As a result, the high-frequency currents idh and iqh are output from the filter 11 to the high-frequency voltage correction unit 8 as in the case where the wirings 21, 22 and 23 are set to the first wiring length. Further, the second wiring length is input from the outside to the high-frequency voltage correction unit 8. The high-frequency voltage correction unit 8 associates the second wiring length with the high-frequency currents idh and iqh and holds them as measurement results.

なお、モータ制御装置2への第1の配線長および第2の配線長の入力は、モータ制御装置2に接続される図示しない情報処理装置を介してユーザにより行われてもよいし、モータ制御装置が入力を受け付けるキーボード、タッチパネルなどの入力手段を備え入力手段から入力されてもよい。モータ制御装置2への第1の配線長および第2の配線長の入力は、これらの例に限定されずどのような方法で行われてもよい。   Note that the input of the first wiring length and the second wiring length to the motor control device 2 may be performed by a user via an information processing device (not shown) connected to the motor control device 2, or motor control. The device may be provided with input means such as a keyboard and a touch panel for receiving input, and may be input from the input means. The input of the first wiring length and the second wiring length to the motor control device 2 is not limited to these examples, and may be performed by any method.

図3の説明に戻り、ステップS1の後、モータ制御装置2は、計測結果に基づいて、モータ端の高周波電流を配線長の一次関数で近似する(ステップS2)。詳細には、第1の配線長の場合の計測結果と第2の配線長の場合の計測結果とに基づいて、高周波電圧補正部8は、モータ端の高周波電流を配線長の関係を関数で近似する。関数の近似方法は、この例では計測点数が2点であることから、2点を結んだ直線を一次関数により表す方法を用いることができる。この場合、第1の配線長を0mとし、第2の配線長を50mとした場合、配線長のLの一次関数により近似されたモータ端の高周波電流のd軸,q軸成分をそれぞれidh(L),iqh(L)とするとき、idh(L)は、以下の式(1)で表される。なお、Idh0は、配線長を0mとした場合に外部の電流検出器により検出されたモータ端の高周波電流のd軸成分idhであり、Idh50は、配線長を50mとした場合に外部の電流検出器により検出されたモータ端の高周波電流のd軸成分idhである。
Idh(L)=(Idh50−Idh0)/50×L+Idh0 …(1)
Returning to the description of FIG. 3, after step S1, the motor control device 2 approximates the high-frequency current at the motor end with a linear function of the wiring length based on the measurement result (step S2). Specifically, based on the measurement result in the case of the first wiring length and the measurement result in the case of the second wiring length, the high-frequency voltage correction unit 8 converts the relationship between the wiring lengths as a function of the high-frequency current at the motor end. Approximate. As the function approximation method, since the number of measurement points is two in this example, a method of expressing a straight line connecting the two points by a linear function can be used. In this case, when the first wiring length is 0 m and the second wiring length is 50 m, the d-axis and q-axis components of the motor end high-frequency current approximated by a linear function of the wiring length L are idh ( When L) and iqh (L), idh (L) is expressed by the following equation (1). Idh0 is the d-axis component idh of the high-frequency current at the motor end detected by the external current detector when the wiring length is 0 m, and Idh50 is the external current detection when the wiring length is 50 m. The d-axis component idh of the high-frequency current at the motor end detected by the detector.
Idh (L) = (Idh50−Idh0) / 50 × L + Idh0 (1)

上記の例では、idh(L)を配線長Lの一次関数で近似したときの傾きが(Idh50−Idh0)/50であり、切片がIdh0である。第1の配線長および第2の配線長が上述した値以外の場合も、2点を結ぶ直線の傾きおよび切片を求めることによりidh(L)を決定することができる。図4は、図3のステップS1で得られた計測結果とIdh(L)との一例を示す図である。図4では、第1の配線長を0mとし、第2の配線長を50mとした例を示している。図4において、横軸は配線長であり、縦軸はモータ端の高周波電流のd軸成分である。図4に示すように、2つの計測点201,202を結んだ直線203が上述の式(1)で示したIdh(L)である。   In the above example, the slope when idh (L) is approximated by a linear function of the wiring length L is (Idh50−Idh0) / 50, and the intercept is Idh0. Even when the first wiring length and the second wiring length are other than the values described above, idh (L) can be determined by obtaining the slope and intercept of a straight line connecting two points. FIG. 4 is a diagram showing an example of the measurement result and Idh (L) obtained in step S1 of FIG. FIG. 4 shows an example in which the first wiring length is 0 m and the second wiring length is 50 m. In FIG. 4, the horizontal axis is the wiring length, and the vertical axis is the d-axis component of the high-frequency current at the motor end. As shown in FIG. 4, a straight line 203 connecting the two measurement points 201 and 202 is Idh (L) expressed by the above equation (1).

図3の説明に戻り、モータ制御装置2は、近似により求めた係数を用いて高周波電圧指令を補正するための計算式を決定し(ステップS3)、取得モードの動作を終了する。詳細には、高周波電圧補正部8は、配線長による影響を考慮したd軸の高周波電圧指令Vdh*を求めるための計算式を、上述した式(1)と以下の式(2)とに決定する。Idh(0)は、配線長Lを0とした場合の上記式(1)で示したIdh(L)である。
Vdh*=Idh(0)/Idh(L)×Vdh …(2)
Returning to the description of FIG. 3, the motor control device 2 determines a calculation formula for correcting the high-frequency voltage command using the coefficient obtained by approximation (step S <b> 3), and ends the operation in the acquisition mode. Specifically, the high-frequency voltage correction unit 8 determines a calculation formula for obtaining the d-axis high-frequency voltage command Vdh * in consideration of the influence of the wiring length as the above-described formula (1) and the following formula (2). To do. Idh (0) is Idh (L) shown in the above formula (1) when the wiring length L is 0.
Vdh * = Idh (0) / Idh (L) × Vdh (2)

高周波電圧補正部8は、q軸の高周波電圧指令Vqh*を求めるための計算式についても、d軸と同様に、以下の式(3)、式(4)のように定める。
Iqh(L)=(Iqh50−Iqh0)/50×L+Iqh0 …(3)
Vqh*=Iqh(0)/Iqh(L)×Vqh …(4)
ただし、高周波重畳方式において、d軸のみに高周波電圧を印加する方式があるが、この場合は、Vqh=0、Vqh*=0となる。
The high-frequency voltage correction unit 8 also determines the calculation formula for obtaining the q-axis high-frequency voltage command Vqh * as in the following formulas (3) and (4), similarly to the d-axis.
Iqh (L) = (Iqh50−Iqh0) / 50 × L + Iqh0 (3)
Vqh * = Iqh (0) / Iqh (L) × Vqh (4)
However, in the high frequency superimposition method, there is a method in which a high frequency voltage is applied only to the d axis. In this case, Vqh = 0 and Vqh * = 0.

なお、ステップS3で3つ以上の配線長のそれぞれにおいてモータ端の高周波電流を計測してもよい。この場合も最小二乗法等により、一次近似式を定めることができる。   In step S3, the high-frequency current at the motor end may be measured for each of the three or more wiring lengths. In this case as well, a linear approximation formula can be determined by the least square method or the like.

以上の動作により、高周波電圧補正部8が、高周波電圧指令を補正する際の計算式が決定される。補正モードでは、高周波電圧補正部8は、入力された配線長Lに基づいて、取得モードで決定された計算式、例えば式(1)から式(4)の計算式を用いて、高周波電圧指令を補正し、補正後の高周波電圧指令を高周波電圧発生器7へ出力する。なお、配線長Lの入力は一定周期で行われてもよいし、配線長Lが変わらない間は、同一の計算式を用いることができるため配線長が変わるときに配線長Lの入力が行われてもよい。補正モードにおいて入力される配線長Lは、モータ1の運転時における配線長である。以上のように、高周波電圧補正部8は、配線長と高周波電流との間の関係を示す情報と、モータ1の運転時における配線長とに基づいて高周波電圧指令を補正する。   With the above operation, the calculation formula used when the high-frequency voltage correction unit 8 corrects the high-frequency voltage command is determined. In the correction mode, the high-frequency voltage correction unit 8 uses the calculation formula determined in the acquisition mode based on the input wiring length L, for example, the calculation formulas of Formulas (1) to (4) and And the corrected high-frequency voltage command is output to the high-frequency voltage generator 7. Note that the input of the wiring length L may be performed at a fixed period, or while the wiring length L does not change, the same calculation formula can be used, so that the input of the wiring length L is performed when the wiring length changes. It may be broken. The wiring length L input in the correction mode is the wiring length when the motor 1 is operating. As described above, the high frequency voltage correction unit 8 corrects the high frequency voltage command based on the information indicating the relationship between the wiring length and the high frequency current and the wiring length when the motor 1 is operated.

また、上述した例では、図3に示した取得モードにおける処理をモータ制御装置2が実施するようにしたが、取得モードにおける処理は、モータ制御装置2とは別の図示しない情報処理装置などによって行われてもよい。この場合、情報処理装置により決定された計算式が、高周波電圧補正部8に設定される。また、この場合、制御電流ベクトルid,iqが、情報処理装置に入力され、情報処理装置が上記の計算式を算出してもよいし、モータ端の高周波電流が情報処理装置により入力されて、情報処理装置が座標変換器10およびフィルタ11と同様の処理を行った後、上記の計算式を算出してもよい。   In the example described above, the motor control device 2 performs the processing in the acquisition mode shown in FIG. 3, but the processing in the acquisition mode is performed by an information processing device (not shown) that is different from the motor control device 2. It may be done. In this case, the calculation formula determined by the information processing apparatus is set in the high-frequency voltage correction unit 8. In this case, the control current vectors id and iq may be input to the information processing apparatus, and the information processing apparatus may calculate the above calculation formula, or the high frequency current at the motor end may be input by the information processing apparatus. After the information processing apparatus performs the same processing as the coordinate converter 10 and the filter 11, the above calculation formula may be calculated.

本実施の形態では、高周波電圧補正部8は配線長Lに基づいて補正を行ったが、その他の配線情報に基づいて補正を行っても良い。例えば、配線情報として配線の浮遊容量を用いても良い。   In the present embodiment, the high-frequency voltage correction unit 8 performs correction based on the wiring length L, but may perform correction based on other wiring information. For example, wiring stray capacitance may be used as wiring information.

以上のように、実施の形態1によれば、配線長とモータ端の高周波電流との関係を予め求めておき、この関係と配線長とに基づいて高周波電圧指令を補正するようにした。このため、長配線時に浮遊容量による電圧誤差が生じた場合にも磁極位置推定精度を低下させることなく、高周波重畳方式のセンサレスベクトル制御を行うことができる。また、構成の変更により配線長が変更された場合にも磁極位置推定精度を高精度に保つことができる。   As described above, according to the first embodiment, the relationship between the wiring length and the high-frequency current at the motor end is obtained in advance, and the high-frequency voltage command is corrected based on this relationship and the wiring length. For this reason, even when a voltage error due to stray capacitance occurs during long wiring, high-frequency superposition type sensorless vector control can be performed without reducing the magnetic pole position estimation accuracy. Further, even when the wiring length is changed due to the change in configuration, the magnetic pole position estimation accuracy can be maintained with high accuracy.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2にかかるモータ制御装置における高周波電圧の補正方法について説明する。本実施の形態のモータ制御装置2の構成は実施の形態1と同様であるため、重複する説明を省略する。ただし、推定部5により算出された推定位相θ0は、高周波電圧補正部8にも入力され、高周波電圧補正部8には、後述する磁極位置推定精度を評価するための参照値が入力される。以下、実施の形態1と異なる点について説明する。
Embodiment 2. FIG.
Next, a high-frequency voltage correction method in the motor control device according to the second embodiment of the present invention will be described. Since the configuration of the motor control device 2 of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, redundant description is omitted. However, the estimated phase θ0 calculated by the estimation unit 5 is also input to the high-frequency voltage correction unit 8, and a reference value for evaluating the magnetic pole position estimation accuracy described later is input to the high-frequency voltage correction unit 8. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

本実施の形態では、取得モードにおいて、配線21,22,23が0mでない配線長である第3の配線長に設定され、モータ制御装置2はモータ1を無負荷で運転する。この状態で、高周波電圧補正部8は、所望の磁極位置推定精度が得られるように高周波電圧指令を調整する。詳細には、高周波電圧補正部8は、参照値と推定部5により算出された推定位相θ0との差を算出し、d軸、q軸のそれぞれについて、この差の絶対値が所望の磁極位置推定精度以下となるように、高周波電圧に対する調整量を決定する。すなわち、d軸の調整量をΔVdhとし、q軸の調整量をΔVqhとするとき、高周波電圧補正部8は、Vdh+ΔVdh,Vqh+ΔVqhを高周波電圧発生器7へ出力し、上記の差が所望の磁極位置推定精度以下となるように、ΔVdh,ΔVqhをそれぞれ決定する。   In the present embodiment, in the acquisition mode, the wirings 21, 22, and 23 are set to a third wiring length that is a wiring length that is not 0 m, and the motor control device 2 operates the motor 1 with no load. In this state, the high-frequency voltage correction unit 8 adjusts the high-frequency voltage command so that a desired magnetic pole position estimation accuracy can be obtained. Specifically, the high-frequency voltage correction unit 8 calculates the difference between the reference value and the estimated phase θ0 calculated by the estimation unit 5, and the absolute value of this difference is the desired magnetic pole position for each of the d-axis and the q-axis. The adjustment amount for the high-frequency voltage is determined so as to be less than the estimated accuracy. That is, when the d-axis adjustment amount is ΔVdh and the q-axis adjustment amount is ΔVqh, the high-frequency voltage correction unit 8 outputs Vdh + ΔVdh, Vqh + ΔVqh to the high-frequency voltage generator 7, and the above difference is the desired magnetic pole position. ΔVdh and ΔVqh are determined so as to be less than the estimation accuracy.

次に、高周波電圧補正部8は、算出した調整量に基づいて、調整量を配線長Lの関数として算出するための計算式を決定する。ここでは、調整量は、配線長に正比例とするとして、計算式を決定する。例えば、第3の配線長を50mとし、参照値と推定位相θ0との差が所望の磁極位置推定精度以下となるように高周波電圧補正部8が定めたd軸の調整量をΔVdh50とする。このとき、高周波電圧補正部8は、調整量を配線長Lの関数として算出するための計算式を以下の式(5)に決定する。
ΔVdh(L)=Vdh50/50×L …(5)
Next, the high frequency voltage correction unit 8 determines a calculation formula for calculating the adjustment amount as a function of the wiring length L based on the calculated adjustment amount. Here, the calculation formula is determined on the assumption that the adjustment amount is directly proportional to the wiring length. For example, the third wiring length is 50 m, and the d-axis adjustment amount determined by the high-frequency voltage correction unit 8 so that the difference between the reference value and the estimated phase θ0 is equal to or less than the desired magnetic pole position estimation accuracy is ΔVdh50. At this time, the high-frequency voltage correction unit 8 determines a calculation formula for calculating the adjustment amount as a function of the wiring length L to the following formula (5).
ΔVdh (L) = Vdh50 / 50 × L (5)

さらに、高周波電圧補正部8は、配線長による影響を考慮した高周波電圧指令Vdh*を算出するための計算式を、上述した式(5)および以下の式(6)に決定する。
Vdh*=Vdh+ΔVdh(L) …(6)
Further, the high-frequency voltage correction unit 8 determines a calculation formula for calculating the high-frequency voltage command Vdh * in consideration of the influence of the wiring length to the above-described formula (5) and the following formula (6).
Vdh * = Vdh + ΔVdh (L) (6)

高周波電圧補正部8は、q軸についても同様に、配線長による影響を考慮した高周波電圧指令Vdh*を算出するための計算式を以下の式(7)および式(8)に決定する。
ΔVqh(L)=Vqh50/50×L …(7)
Vqh*=Vqh+ΔVqh(L) …(8)
Similarly, for the q-axis, the high-frequency voltage correction unit 8 determines a calculation formula for calculating the high-frequency voltage command Vdh * in consideration of the influence of the wiring length as the following formulas (7) and (8).
ΔVqh (L) = Vqh50 / 50 × L (7)
Vqh * = Vqh + ΔVqh (L) (8)

図5は、参照値と推定位相θ0との差が所望の磁極位置推定精度以下となるように決定された調整量とΔVdh(L)との一例を示す図である。図5では、第3の配線長を50mとした例を示している。図4において、横軸は配線長であり、縦軸は高周波電圧の調整量である。図5に示すように、参照値と推定位相θ0との差が所望の磁極位置推定精度以下となるように決定された調整量301と原点とを結んだ直線302が上述の式(5)で示したΔVdh(L)である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the adjustment amount and ΔVdh (L) determined so that the difference between the reference value and the estimated phase θ0 is equal to or less than the desired magnetic pole position estimation accuracy. FIG. 5 shows an example in which the third wiring length is 50 m. In FIG. 4, the horizontal axis represents the wiring length, and the vertical axis represents the adjustment amount of the high-frequency voltage. As shown in FIG. 5, the straight line 302 connecting the adjustment amount 301 and the origin determined so that the difference between the reference value and the estimated phase θ0 is equal to or less than the desired magnetic pole position estimation accuracy is expressed by the above equation (5). The indicated ΔVdh (L).

以上の動作により、高周波電圧補正部8が、高周波電圧指令を補正する際の計算式が決定される。補正モードでは、高周波電圧補正部8は、入力された配線長Lに基づいて、取得モードで決定された計算式、例えば式(5)から式(8)の計算式を用いて、高周波電圧指令を補正し、補正後の高周波電圧指令を高周波電圧発生器7へ出力する。なお、配線長Lの入力は一定周期で行われてもよいし、配線長Lが変わらない間は、同一の計算式を用いることができるため配線長が変わるときに配線長Lの入力が行われてもよい。補正モードにおいて入力される配線長Lは、モータ1の運転時における配線長である。以上のように、実施の形態2の高周波電圧補正部8は、配線長と補正量との間の関係を示す情報すなわち取得モードで決定された計算式と、モータ1の運転時における前記配線長とに基づいて高周波電圧指令を補正する。   With the above operation, the calculation formula used when the high-frequency voltage correction unit 8 corrects the high-frequency voltage command is determined. In the correction mode, the high-frequency voltage correction unit 8 uses the calculation formula determined in the acquisition mode based on the input wiring length L, for example, the calculation formulas of formulas (5) to (8) to And the corrected high-frequency voltage command is output to the high-frequency voltage generator 7. Note that the input of the wiring length L may be performed at a fixed period, or while the wiring length L does not change, the same calculation formula can be used, so that the input of the wiring length L is performed when the wiring length changes. It may be broken. The wiring length L input in the correction mode is the wiring length when the motor 1 is operating. As described above, the high-frequency voltage correction unit 8 according to the second embodiment includes information indicating the relationship between the wiring length and the correction amount, that is, the calculation formula determined in the acquisition mode, and the wiring length when the motor 1 is operated. Based on the above, the high frequency voltage command is corrected.

以上のように、実施の形態2によれば、配線長と高周波電圧の所望の磁極位置推定精度を満たす調整量との関係を予め求めておき、この関係と配線情報とに基づいて高周波電圧指令を補正するようにした。このため、長配線時に浮遊容量による電圧誤差が生じた場合にも磁極位置推定精度を低下させることなく、高周波重畳方式のセンサレスベクトル制御を行うことができる。また、構成の変更により配線情報が変更された場合にも磁極位置推定精度を高精度に保つことができる。   As described above, according to the second embodiment, the relationship between the wiring length and the adjustment amount satisfying the desired magnetic pole position estimation accuracy of the high-frequency voltage is obtained in advance, and the high-frequency voltage command is based on this relationship and the wiring information. Was corrected. For this reason, even when a voltage error due to stray capacitance occurs during long wiring, high-frequency superposition type sensorless vector control can be performed without reducing the magnetic pole position estimation accuracy. Also, the magnetic pole position estimation accuracy can be kept high even when the wiring information is changed due to a change in configuration.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1 モータ、2 モータ制御装置、3 電圧印加部、4 電流検出部、5 推定部、6 制御部、7 高周波電圧発生器、8 高周波電圧補正部、9 加算部、10 座標変換器、11 フィルタ、12 駆動電圧指令演算部、12a 電流制御器、12b 座標変換器、13 d軸電流指令演算部、14 q軸電流指令演算部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor, 2 Motor control apparatus, 3 Voltage application part, 4 Current detection part, 5 Estimation part, 6 Control part, 7 High frequency voltage generator, 8 High frequency voltage correction part, 9 Addition part, 10 Coordinate converter, 11 Filter, 12 drive voltage command calculation unit, 12a current controller, 12b coordinate converter, 13 d-axis current command calculation unit, 14 q-axis current command calculation unit.

Claims (4)

突極性を有するモータと配線で接続されることにより、前記モータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータに流れるモータ電流に基づいて前記モータの磁極位置を推定する推定部と、
前記モータを駆動するための第1の交流電圧指令を生成する指令演算部と、
前記第1の交流電圧指令の周波数より高い周波数の第2の交流電圧指令を、前記配線に関する情報である配線情報に基づいて生成する高周波電圧指令生成部と、
前記第1の交流電圧指令に前記第2の交流電圧指令を重畳することにより駆動電圧指令を生成する加算部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that controls the motor by being connected to a motor having saliency by wiring,
An estimation unit that estimates a magnetic pole position of the motor based on a motor current flowing in the motor;
A command calculation unit for generating a first AC voltage command for driving the motor;
A high-frequency voltage command generation unit that generates a second AC voltage command having a frequency higher than the frequency of the first AC voltage command based on wiring information that is information related to the wiring;
An adder that generates a drive voltage command by superimposing the second AC voltage command on the first AC voltage command;
A motor control device comprising:
前記配線情報は、前記モータと前記モータ制御装置とを接続する配線長であることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The motor control apparatus according to claim 1, wherein the wiring information is a wiring length connecting the motor and the motor control apparatus. 前記高周波電圧指令生成部は、あらかじめ計測された前記第2の交流電圧指令と同じ周波数の高周波電流と、前記配線情報と、の関係から前記高周波電圧指令を生成することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。   The high-frequency voltage command generation unit generates the high-frequency voltage command from a relationship between a pre-measured high-frequency current having the same frequency as the second AC voltage command and the wiring information. Or the motor control apparatus of 2. 前記高周波電圧指令生成部は、あらかじめ計測された、前記配線情報に基づいて前記第2の交流電圧指令を調整する調整量と、前記配線情報と、の関係から前記高周波電圧指令を生成することを特徴とする請求項1または2に記載のモータ制御装置。   The high-frequency voltage command generation unit generates the high-frequency voltage command from a relationship between an adjustment amount that is measured in advance and adjusts the second AC voltage command based on the wiring information, and the wiring information. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is a motor control device.
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