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JP2002223600A - Motor controller - Google Patents

Motor controller

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Publication number
JP2002223600A
JP2002223600A JP2001276887A JP2001276887A JP2002223600A JP 2002223600 A JP2002223600 A JP 2002223600A JP 2001276887 A JP2001276887 A JP 2001276887A JP 2001276887 A JP2001276887 A JP 2001276887A JP 2002223600 A JP2002223600 A JP 2002223600A
Authority
JP
Japan
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current
harmonic
motor
control device
coordinate system
Prior art date
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Granted
Application number
JP2001276887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3809783B2 (en
Inventor
Kantaro Yoshimoto
貫太郎 吉本
Yasuhiko Kitajima
康彦 北島
Koichiro Yonekura
光一郎 米倉
Masahiro Tsukamoto
雅裕 塚本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to EP01126007.2A priority patent/EP1211798B1/en
Priority to US09/986,086 priority patent/US6674262B2/en
Publication of JP2002223600A publication Critical patent/JP2002223600A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce higher harmonic current flowing to an AC motor. SOLUTION: This motor controller is equipped with fundamental wave current control circuits 1-5 and 8, which control the fundamental wave components of motor currents iu, iv, and iw with a dq-coordinate system consisting of a d axis, corresponding to the excitation current components of the currents iu, iv, and iw flowing to a three-phase AC motor M and a q-axis, corresponding to torque current components and rotating synchronously with motor's rotation, and higher harmonic current control circuits 8-12 which control the higher harmonic components contained in the motor currents iu, iv, and iw with an orthogonal coordinate system (higher harmonic coordinate system) rotating at a frequency which is integral times that of the frequency of the fundamental wave components of the motor currents iu, iv, and iw; and this generates the voltage command value vu, vv, and vw of each phase of a three-phase AC coordinate system, by adding up the outputs of the fundamental wave current control circuits 1-5 and 8 and the outputs of the higher harmonic current control circuits 8-12, and controls the drive of the three-phase motor M.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はモータ制御装置に関
し、特に、3相交流モータに流れる高調波電流を低減す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device for reducing a harmonic current flowing in a three-phase AC motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、3相交流モータの電流制御回路
では、演算を容易にするために、3相交流を直流に変換
して制御演算が行われている(例えば、特開平08−3
31885号公報参照)。図25は、従来の3相交流モ
ータの制御装置の構成を示す。従来のモータ制御装置で
行われる制御演算では、3相交流モータに流れる電流の
うち、励磁電流成分の方向をd軸に設定し、トルク電流
成分の方向をd軸と直交するq軸に設定した回転直交座
標系(dq座標系)を用いる。回転直交座標系におい
て、3相交流電流値を変換した直流電流値を用いて電流
制御演算を行い、電流の制御偏差を小さくしている。
2. Description of the Related Art In general, in a current control circuit of a three-phase AC motor, a control operation is performed by converting a three-phase AC into a DC in order to facilitate the calculation (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 08-3).
No. 31885). FIG. 25 shows a configuration of a conventional control device for a three-phase AC motor. In the control operation performed by the conventional motor control device, the direction of the exciting current component among the currents flowing through the three-phase AC motor was set to the d-axis, and the direction of the torque current component was set to the q-axis orthogonal to the d-axis. A rotating rectangular coordinate system (dq coordinate system) is used. In a rotating rectangular coordinate system, a current control operation is performed using a DC current value obtained by converting a three-phase AC current value to reduce a control deviation of the current.

【0003】交流モータは、小型化と高効率化のため
に、図7に示すような内部埋め込み磁石構造のローター
と、集中巻構造のステーターを備えている。ローター
は、磁石トルクとリラクタンストルクを有効利用でき
る。このようなローターを有するモータはIPM(Inte
rior Permanent-magnet Motor)と呼ばれている。ステ
ーターは、コイルエンドの大幅な低減が可能である。上
述した構造のローターとステーターを備えたモータは、
集中巻IPMモータと呼ばれ、小形で高い効率を実現で
きるモーターとして注目されている。
[0003] The AC motor is provided with a rotor having an internally embedded magnet structure and a stator having a concentrated winding structure as shown in FIG. 7 for miniaturization and high efficiency. The rotor can effectively use magnet torque and reluctance torque. The motor having such a rotor is an IPM (Inte
rior Permanent-magnet Motor). The stator can greatly reduce the coil end. The motor with the rotor and stator having the above-described structure
It is called a concentrated winding IPM motor and is attracting attention as a small-sized motor capable of realizing high efficiency.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た集中巻IPMモータは、空間高調波が大きいという特
性を有している。集中巻IPMモータのように集中巻構
造を有するモータは、1極当たりのスロット数が少ない
ので、分布巻構造のモータに比べて磁束の分布が不均一
になるからである。磁束の分布が均一にならない理由に
ついて説明する。
However, the above-described concentrated winding IPM motor has a characteristic that a spatial harmonic is large. This is because a motor having a concentrated winding structure, such as a concentrated winding IPM motor, has a small number of slots per pole, and therefore has a non-uniform magnetic flux distribution as compared with a motor having a distributed winding structure. The reason why the magnetic flux distribution is not uniform will be described.

【0005】図8は、ローターの表面が磁石で覆われて
いる表面磁石構造を有するSPMモータを示す。図8に
示すSPMモータと異なり、図7に示す内部埋め込み磁
石構造を有するIPMモータでは、ローターの円周に沿
って磁石が埋め込まれている部分と磁石が存在しない部
分とが存在する。従って、ローターの表面が磁石で覆わ
れているSPMモータでは磁束の分布が均一になるが、
IPMモータでは磁束の変化が大きくなり、空間高調波
成分が大きくなる。
FIG. 8 shows an SPM motor having a surface magnet structure in which the rotor surface is covered with a magnet. Unlike the SPM motor shown in FIG. 8, in the IPM motor having the internal embedded magnet structure shown in FIG. 7, there are a portion where the magnet is embedded and a portion where the magnet is not present along the circumference of the rotor. Therefore, the distribution of the magnetic flux is uniform in the SPM motor in which the rotor surface is covered with the magnet,
In an IPM motor, a change in magnetic flux is large, and a spatial harmonic component is large.

【0006】モータの空間高調波が大きくなると、モー
タに流れる電流の高調波成分が大きくなるので、モータ
の効率改善効果が小さくなったり、トルクリップルが大
きくなるという問題がある。また、電流の基本波成分に
高調波成分が重畳されるので、電流のピーク値が大きく
なるという問題もある。
When the spatial harmonic of the motor increases, the harmonic component of the current flowing through the motor increases, so that there is a problem that the effect of improving the efficiency of the motor decreases and the torque ripple increases. In addition, since the harmonic component is superimposed on the fundamental component of the current, there is a problem that the peak value of the current increases.

【0007】本発明の目的は、交流モータに流れる高調
波電流を低減するモータ制御装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a motor control device for reducing a harmonic current flowing in an AC motor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(1)発明の第1の実施
の形態の構成を示す図1に対応づけて請求項1〜3の発
明を説明すると、請求項1の発明は、3相交流モータM
に流れる電流iu、iv、iwの励磁電流成分に対応する
d軸とトルク電流成分に対応するq軸とからなり、モー
タ回転に同期して回転するdq座標系でモータ電流i
u、iv、iwの基本波成分を制御する基本波電流制御回
路1〜5,8と、モータ電流iu、iv、iwの基本波成
分の周波数の整数倍の周波数で回転する直交座標系(高
調波座標系)でモータ電流iu、iv、iwに含まれる高
調波成分を制御する高調波電流制御回路8〜12とを備
え、基本波電流制御回路1〜5,8の出力と高調波電流
制御回路8〜12の出力とを加算して3相交流座標系の
各相の電圧指令値vu、vv、vwを生成し、3相交流モ
ータMを駆動制御することにより、上記目的を達成す
る。 (2)請求項2のモータ制御装置は、高調波座標系を基
本波電流制御回路1〜5,8のみでモータ電流iu、i
v、iwを制御した場合に発生する所定次数の高調波成分
の周波数で回転する直交座標系とし、高調波電流制御回
路8〜12によって、モータ電流iu、iv、iwに含ま
れる高調波成分の内の所定次数の高調波成分が0となる
ように高調波電流を制御するようにしたものである。 (3)請求項3のモータ制御装置は、高調波電流制御回
路8〜12によって、モータ電流iu、iv、iwをdq
座標系の電流id、iqに変換し、このdq座標系の電流
id、iqの高調波成分を検出して高調波座標系の高調波
電流に変換するようにしたものである。 (4)発明の第2の実施の形態の構成を示す図2に対応
づけて請求項4の発明を説明すると、請求項4のモータ
制御装置は、高調波電流制御回路8,9,11,21,
22によって、モータ電流iu、iv、iwの高調波成分
を入力して高調波座標系の高調波電流に変換するように
したものである。 (5)発明の第3の実施の形態の構成を示す図3に対応
づけて請求項5の発明を説明すると、請求項5のモータ
制御装置は、高調波電流制御回路9,11,33,3
5,36によって、モータ電流iu、iv、iwをモータ
Mのステーター側に固定されたαβ直交座標系の電流i
α、iβに変換し、このαβ座標系の電流iα、iβの
高調波成分を入力して高調波座標系の高調波電流に変換
するようにしたものである。 (6)請求項6のモータ制御装置は、高調波電流制御回
路における制御対象の高調波次数をモータの駆動状態に
応じて切り換えるようにしたものである。 (7)発明の第5の実施の形態の構成を示す図9に対応
づけて説明すると、請求項7の発明は、請求項3のモー
タ制御装置において、高調波電流制御回路8,10,1
1,12,50は、dq座標系の電流指令値id*,iq*
に対する電流応答値id_i,iq_iを予測する電流応答値
予測回路50と、dq座標系の電流値id,iqから電流
応答値予測回路50で予測された電流応答値id_i,iq
_iを減算して高調波電流id_h,iq_hを検出する高調波
電流検出回路50を備える。 (8)発明の第6の実施の形態の構成を示す図18に対
応づけて説明すると、請求項8の発明は、請求項4のモ
ータ制御装置において、高調波電流制御回路8,11,
21,22,50B,54は、モータ電流指令値iu*,
iv*に対する電流応答値iu_i,iv_iを予測する電流応
答値予測回路50Bと、モータ電流値iu,ivから電流
応答値予測回路50Bで予測された電流応答値iu_i,
iv_iを減算して高調波電流iu_h,iv_hを検出する高
調波電流検出回路50Bを備える。 (9)発明の第7の実施の形態の構成を示す図21に対
応づけて説明すると、請求項9の発明は、請求項5のモ
ータ制御装置において、高調波電流制御回路11,3
3,34,35,36,50D,55は、αβ座標系の
電流指令値iα*,iβ*に対する電流応答値iα_i,i
β_iを予測する電流応答値予測回路50Dと、αβ座標
系の電流値iα,iβから電流応答値予測回路50Dで
予測された電流応答値iα_i,iβ_iを減算して高調波
電流iα_h,iβ_hを検出する高調波電流検出回路50
Dを備える。 (10)請求項10の発明は、請求項7〜9のいずれか
に記載のモータ制御装置において、電流応答値予測回路
は、ローパス・フィルタであることを特徴とする。 (11)請求項11の発明は、請求項10のモータ制御
装置において、ローパス・フィルタの時定数は、モータ
の状態が変化することに伴い変化することを特徴とす
る。 (12)請求項12の発明は、請求項1〜11のモータ
制御装置において、複数の次数の高調波電流に対応する
複数組の高調波電流制御回路を備える。 (13)請求項13の発明は、請求項12のモータ制御
装置において、高調波電流制御回路における制御対象の
高調波次数を、モータ電流に含まれる高調波成分の多い
順に決定するようにしたものである。
(1) The first to third aspects of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing the configuration of the first embodiment of the present invention. AC motor M
The motor current i is composed of a d-axis corresponding to the exciting current components of the currents iu, iv, and iw and a q-axis corresponding to the torque current component.
fundamental current control circuits 1 to 5 and 8 for controlling fundamental wave components of u, iv and iw, and a rectangular coordinate system (high harmonics) rotating at an integral multiple of the frequency of the fundamental wave components of motor currents iu, iv and iw. And harmonic current control circuits 8 to 12 for controlling harmonic components included in the motor currents iu, iv and iw in a wave coordinate system. The outputs of the fundamental current control circuits 1 to 5 and 8 and the harmonic current control are provided. The above object is achieved by adding the outputs of the circuits 8 to 12 to generate the voltage command values vu, vv, vw of each phase of the three-phase AC coordinate system and controlling the driving of the three-phase AC motor M. (2) In the motor control device according to the second aspect, the motor currents iu, i
A rectangular coordinate system that rotates at the frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when v and iw are controlled is set, and the harmonic current control circuits 8 to 12 control the harmonic components included in the motor currents iu, iv, and iw. The harmonic current is controlled so that the harmonic component of a predetermined order becomes zero. (3) In the motor control device according to the third aspect, the motor currents iu, iv, and iw are converted into dq
The currents are converted into currents id and iq in the coordinate system, and the harmonic components of the currents id and iq in the dq coordinate system are detected and converted into harmonic currents in the harmonic coordinate system. (4) The invention according to claim 4 will be described with reference to FIG. 2 showing the configuration of the second embodiment of the invention. The motor control device according to claim 4 provides harmonic current control circuits 8, 9, 11,. 21,
22, a harmonic component of the motor currents iu, iv, iw is input and converted to a harmonic current in a harmonic coordinate system. (5) The invention according to claim 5 will be described with reference to FIG. 3 showing the configuration of the third embodiment of the invention. The motor control device according to claim 5 includes harmonic current control circuits 9, 11, 33, 3
5, 36, the motor currents iu, iv, iw are set to the currents i in the αβ rectangular coordinate system fixed to the stator side of the motor M.
are converted into α and iβ, and the harmonic components of the currents iα and iβ in the αβ coordinate system are input and converted into harmonic currents in the harmonic coordinate system. (6) According to a sixth aspect of the present invention, the harmonic order to be controlled in the harmonic current control circuit is switched according to the driving state of the motor. (7) Referring to FIG. 9 showing the configuration of the fifth embodiment of the present invention, the present invention of claim 7 is the motor control device of claim 3, wherein the harmonic current control circuits 8, 10, 1
1, 12, 50 are current command values id *, iq * in the dq coordinate system.
Current response value prediction circuit 50 for predicting current response values id_i, iq_i for the current, and current response values id_i, iq predicted by current response value prediction circuit 50 from current values id, iq of the dq coordinate system.
_i is subtracted to detect harmonic currents id_h and iq_h. (8) Referring to FIG. 18 showing the configuration of the sixth embodiment of the invention, the invention of claim 8 is the motor control device according to claim 4, wherein the harmonic current control circuits 8, 11,.
21, 22, 50B and 54 are motor current command values iu *,
a current response value prediction circuit 50B for predicting the current response values iu_i, iv_i for iv *, and a current response value iu_i, predicted by the current response value prediction circuit 50B from the motor current values iu, iv.
A harmonic current detection circuit 50B is provided for detecting harmonic currents iu_h and iv_h by subtracting iv_i. (9) Referring to FIG. 21 showing the configuration of the seventh embodiment of the present invention, the ninth aspect of the present invention is the motor control device according to the fifth aspect, wherein the harmonic current control circuits 11, 3
3, 34, 35, 36, 50D, and 55 are current response values iα_i, i for current command values iα *, iβ * in the αβ coordinate system.
A current response value prediction circuit 50D for predicting β_i, and a current response value iα_i, iβ_i predicted by the current response value prediction circuit 50D from the current values iα, iβ in the αβ coordinate system to detect harmonic currents iα_h, iβ_h Harmonic current detection circuit 50
D. (10) According to a tenth aspect, in the motor control device according to any one of the seventh to ninth aspects, the current response value prediction circuit is a low-pass filter. (11) The invention according to claim 11 is the motor control device according to claim 10, wherein the time constant of the low-pass filter changes as the state of the motor changes. (12) According to a twelfth aspect of the present invention, in the motor control device of the first to eleventh aspects, a plurality of sets of harmonic current control circuits corresponding to a plurality of harmonic currents of a plurality of orders are provided. (13) According to a thirteenth aspect of the present invention, in the motor control device according to the twelfth aspect, the harmonic order to be controlled in the harmonic current control circuit is determined in descending order of harmonic components included in the motor current. It is.

【0009】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために一実施の形
態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限
定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-described problems, a diagram of one embodiment is used to explain the present invention in an easy-to-understand manner, but the present invention is not limited to the embodiment. is not.

【0010】[0010]

【発明の効果】(1)請求項1の発明によれば、集中巻
IPMモータなどの交流モータに対して、モータ電流に
含まれる高調波成分を直流量に変換して制御することが
でき、高調波成分を効率よく充分に低減することができ
る。特に、集中巻IPMモータに対しては、モータ電流
から高調波成分を低減して小型化と高効率化を達成で
き、さらにトルクリップルと電流のピーク値を低減する
ことができる。 (2)請求項2の発明によれば、上述した請求項1の効
果に加え、所定次数を中心とする高調波成分を大幅に低
減することができる。 (3)請求項3の発明によれば、モータ電流をdq座標
系の電流に変換すると、基本波成分は直流量となり、高
調波成分は交流量となる。したがって、モータ電流から
高調波成分を容易に分離でき、高調波分を確実に低減す
ることができる。 (4)請求項4の発明によれば、基本波電流制御回路
が、モータ電流をdq軸電流に変換して基本波成分を抽
出し、基本波成分が基本波電流指令値と一致するように
フィードバック制御し、一方、高調波電流制御回路が、
モータ電流の高調波成分を抽出し、高調波成分が高調波
電流指令値(=0)と一致するようにフィードバック制
御するから、基本波電流制御と高調波電流制御との干渉
が小さく、良好な電流制御特性が得られる。 (5)請求項5の発明によれば、3相交流座標系で電流
制御演算を行う場合に比べて演算量が少なくなる。 (6)請求項6の発明によれば、モータの駆動状態に応
じて発生する高調波電流を効果的に低減することができ
る。 (7)請求項7〜9の発明によれば、基本波電流が変化
した時でも、基本波電流の変化分が高調波電流として検
出されることはなく、確実に高調波電流を検出すること
ができる。これにより、モータ制御の精度を向上させる
ことができる。 (8)請求項11の発明によれば、モータの状態により
基本波電流の制御応答値が変化する場合でも、ローパス
・フィルタの時定数をモータの状態に応じた値とするの
で、電流指令値に対する予測応答値の精度を向上させる
ことができる。 (9)請求項12〜13の発明によれば、モータ電流に
含まれる高調波成分をさらに多く低減することができ
る。
(1) According to the first aspect of the present invention, it is possible to convert a harmonic component included in a motor current into a DC amount for an AC motor such as a concentrated winding IPM motor and control the same. Harmonic components can be efficiently and sufficiently reduced. In particular, for a concentrated winding IPM motor, harmonic components can be reduced from the motor current to achieve downsizing and high efficiency, and further reduce the torque ripple and the peak value of the current. (2) According to the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect, it is possible to greatly reduce a harmonic component centered on a predetermined order. (3) According to the third aspect of the present invention, when the motor current is converted into a dq coordinate system current, the fundamental wave component becomes a DC amount, and the harmonic component becomes an AC amount. Therefore, the harmonic component can be easily separated from the motor current, and the harmonic component can be reliably reduced. (4) According to the invention of claim 4, the fundamental wave current control circuit converts the motor current into the dq-axis current to extract a fundamental wave component, so that the fundamental wave component matches the fundamental wave current command value. Feedback control, while the harmonic current control circuit
Since the harmonic component of the motor current is extracted and the feedback control is performed so that the harmonic component matches the harmonic current command value (= 0), the interference between the fundamental current control and the harmonic current control is small, and a good Current control characteristics are obtained. (5) According to the fifth aspect of the present invention, the amount of calculation is reduced as compared with the case where the current control calculation is performed in the three-phase AC coordinate system. (6) According to the invention of claim 6, it is possible to effectively reduce the harmonic current generated according to the driving state of the motor. (7) According to the seventh to ninth aspects, even when the fundamental current changes, the change in the fundamental current is not detected as the harmonic current, and the harmonic current is reliably detected. Can be. Thereby, the accuracy of motor control can be improved. (8) According to the eleventh aspect of the invention, even when the control response value of the fundamental wave current changes depending on the state of the motor, the time constant of the low-pass filter is set to a value corresponding to the state of the motor. Can be improved in the accuracy of the predicted response value. (9) According to the twelfth and thirteenth aspects, it is possible to further reduce harmonic components contained in the motor current.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】《第1の実施の形態》図1は、本
発明によるモータ制御装置の第1の実施の形態の構成を
示す制御ブロック図である。モータ制御装置は、3相交
流モータを用いて直流モータと同等のトルク制御を実現
するベクトル制御を行う。すなわち、モータ電流の励磁
電流成分とトルク電流成分とを非干渉化することによ
り、トルク電流成分がモータの出力トルクに比例する。
つまり、交流モータが回転駆動することにより発生する
回転磁界の磁束ベクトルの振幅を一定に制御すると、磁
束ベクトルと直交するトルク電流ベクトルがモータトル
クに比例する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS << First Embodiment >> FIG. 1 is a control block diagram showing the configuration of a first embodiment of a motor control device according to the present invention. The motor control device performs vector control using a three-phase AC motor to realize torque control equivalent to that of a DC motor. That is, the torque current component is proportional to the output torque of the motor by decoupling the excitation current component and the torque current component of the motor current.
That is, when the amplitude of the magnetic flux vector of the rotating magnetic field generated by the rotation driving of the AC motor is controlled to be constant, the torque current vector orthogonal to the magnetic flux vector is proportional to the motor torque.

【0012】上述した制御を行うために、第1の実施の
形態のモータ制御装置は、基本波電流制御回路と高調波
電流制御回路とを備えている。基本波電流制御回路は、
dq座標系を用いてモータ電流iu、iv、iwの基本波
成分を制御する回路である。dq座標系は、3相交流モ
ータMに流れる3相電流iu、iv、iwの励磁電流成分
に対応するd軸とトルク電流成分に対応するq軸とで構
成され、モータ回転に同期して回転する座標系である。
高調波電流制御回路は、高調波座標系を用いてモータ電
流iu、iv、iwに含まれる高調波成分を制御する回路
である。高調波座標系は、基本波電流制御回路のみを用
いてモータ電流iu、iv、iwを制御した場合に発生す
る所定次数の高調波成分の周波数で回転する直交座標系
であり、モータ電流iu、iv、iwの基本波成分の周波
数の整数倍の周波数で回転する座標系である。
In order to perform the above control, the motor control device of the first embodiment includes a fundamental current control circuit and a harmonic current control circuit. The fundamental current control circuit
This is a circuit for controlling the fundamental wave components of the motor currents iu, iv, iw using the dq coordinate system. The dq coordinate system includes a d-axis corresponding to the exciting current component of the three-phase current iu, iv, iw flowing through the three-phase AC motor M, and a q-axis corresponding to the torque current component, and rotates in synchronization with the rotation of the motor. Coordinate system.
The harmonic current control circuit is a circuit that controls a harmonic component included in the motor currents iu, iv, and iw using a harmonic coordinate system. The harmonic coordinate system is a rectangular coordinate system that rotates at a frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when the motor currents iu, iv, and iw are controlled using only the fundamental current control circuit. This is a coordinate system that rotates at a frequency that is an integral multiple of the frequency of the fundamental wave components of iv and iw.

【0013】基本波電流制御回路は、トルク制御部1、
基本波電流制御部2、dq/3相変換部3、電力変換部
4、位相速度演算部5および3相/dq変換部8を備え
ている。なお、この基本波電流制御回路の構成は、図2
5に示す従来のモータ制御装置の構成と同様である。ト
ルク制御部1は、トルク指令値Te*とモータ回転速度ω
eとに基づいて、電流指令値テーブルを用いて、励磁電
流成分であるd軸電流指令値id*と、トルク電流成分で
あるq軸電流指令値iq*とを演算する。演算した電流指
令値id*,iq*は、基本波電流制御部2に送られる。
The fundamental wave current control circuit includes a torque control unit 1,
It includes a fundamental wave current controller 2, a dq / 3-phase converter 3, a power converter 4, a phase speed calculator 5, and a three-phase / dq converter 8. The configuration of this fundamental current control circuit is shown in FIG.
This is the same as the configuration of the conventional motor control device shown in FIG. The torque control unit 1 calculates the torque command value Te * and the motor rotation speed ω
Based on e, a d-axis current command value id * as an exciting current component and a q-axis current command value iq * as a torque current component are calculated using a current command value table. The calculated current command values id * and iq * are sent to the fundamental current control unit 2.

【0014】基本波電流制御部(dq軸電流制御部)2
は、d軸とq軸の実電流id、iqをそれぞれ電流指令値
id*、iq*に一致させるために、d軸とq軸の基本波電
圧指令値vd*、vq*を演算する。dq/3相変換部3
は、3相交流座標系から見たdq座標系の位相θeに基
づいて、d軸とq軸の電圧指令値(vd*+vd')、(v
q*+vq')を3相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に変
換する。d軸,q軸の電圧指令値(vd*+vd')、(v
q*+vq')については後述する。変換した3相交流電圧
指令値vu*、vv*、vw*は、電力変換部4に送られる。
電力変換部4は、IGBTなどの電力変換素子により、
3相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に基づいてバッテ
リなどの直流電源(不図示)の直流電圧をスイッチング
し、3相交流電圧U、V、Wを3相交流モータMに印加
する。
A fundamental wave current controller (dq axis current controller) 2
Calculates the d-axis and q-axis fundamental wave voltage command values vd * and vq * in order to match the d-axis and q-axis actual currents id and iq with the current command values id * and iq *, respectively. dq / 3-phase converter 3
Are based on the phase θe of the dq coordinate system viewed from the three-phase AC coordinate system, and the d-axis and q-axis voltage command values (vd * + vd ′), (v
q * + vq ′) are converted into three-phase AC voltage command values vu *, vv *, vw *. d-axis and q-axis voltage command values (vd * + vd '), (v
q * + vq ') will be described later. The converted three-phase AC voltage command values vu *, vv *, vw * are sent to the power conversion unit 4.
The power conversion unit 4 includes a power conversion element such as an IGBT,
The DC voltage of a DC power source (not shown) such as a battery is switched based on the three-phase AC voltage command values vu *, vv *, vw *, and the three-phase AC voltages U, V, W are applied to the three-phase AC motor M. I do.

【0015】エンコーダPSは3相交流モータMに連結
され、モータMの回転位置θmを検出する。検出した回
転位置θmは、位相速度演算部5に送られる。位相速度
演算部5は、エンコーダPSから送られた回転位置信号
θmに基づいてモータMの回転速度ωeと3相交流座標系
から見たdq座標系の位相θeを演算する。電流センサ
6、7は、3相交流モータMのU相とV相の実電流i
u、ivをそれぞれ検出する。検出したU相電流iuとV相
電流ivは、3相/dq変換部8に送られる。3相/dq
変換部8は、3相交流座標系から見たdq座標系の位相
θeに基づいて3相交流モータMの実電流iu、iv、iw
(=−iu−iv)をd軸の実電流idとq軸の実電流iq
に変換する。
The encoder PS is connected to a three-phase AC motor M and detects the rotational position θm of the motor M. The detected rotational position θm is sent to the phase velocity calculating section 5. The phase speed calculation unit 5 calculates the rotation speed ωe of the motor M and the phase θe of the dq coordinate system viewed from the three-phase AC coordinate system based on the rotation position signal θm sent from the encoder PS. The current sensors 6 and 7 are provided with the actual current i of the U-phase and V-phase
u and iv are respectively detected. The detected U-phase current iu and V-phase current iv are sent to the three-phase / dq converter 8. 3 phase / dq
The converter 8 converts the actual currents iu, iv, iw of the three-phase AC motor M based on the phase θe of the dq coordinate system viewed from the three-phase AC coordinate system.
(= −iu−iv) is converted to the actual current id on the d-axis and the actual current iq on the q-axis.
Convert to

【0016】高調波電流制御回路は、3相/dq変換部
8、ハイパス・フィルタ9、dq/dhqh変換部10、
高調波電流制御部11およびdhqh/dq変換部12を
備えている。ハイパス・フィルタ9は、d軸の実電流i
d、q軸の実電流iqにフィルタ処理を施して高調波成分
を抽出する。dq/dhqh変換部10は、上述した基本
波電流制御回路のみでモータ電流iu、iv、iwを制御
した場合に発生する所定次数の高調波成分の周波数で回
転する直交座標系(高調波座標系)dhqhを有し、d軸
の実電流id、q軸の実電流iqの高調波成分を高調波座
標系dhqhの実電流idh、iqhに変換する。dq座標系
から見たdhqh座標系の位相をθehとすると、dhqh座
標系の実電流idh、iqhは次式(1)により求められ
る。
The harmonic current control circuit includes a three-phase / dq converter 8, a high-pass filter 9, a dq / dhqh converter 10,
A harmonic current controller 11 and a dhqh / dq converter 12 are provided. The high-pass filter 9 has a d-axis real current i
A filter process is performed on the real current iq on the d and q axes to extract a harmonic component. The dq / dhqh conversion unit 10 is a rectangular coordinate system (a harmonic coordinate system) that rotates at a frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when the motor currents iu, iv, and iw are controlled only by the above-described fundamental wave current control circuit. ) Has dhqh, and converts the harmonic components of the real current id on the d-axis and the real current iq on the q-axis into the real currents idh, iqh of the harmonic coordinate system dhqh. Assuming that the phase of the dhqh coordinate system viewed from the dq coordinate system is θeh, the actual currents idh and iqh of the dhqh coordinate system can be obtained by the following equation (1).

【数1】 (Equation 1)

【0017】高調波電流制御部11は、モータ電流i
u、iv、iwに含まれる高調波成分の内の上記所定次数
の高調波成分が0となるように高調波電流を制御する。
そのため、高調波電流制御部(dhqh軸電流制御部)1
1は、dh軸とqh軸の実電流idh、iqhをそれぞれ電流
指令値idh*=0、iqh*=0に一致させるためのdh軸
とqh軸の高調波電圧指令値vdh*、vqh*を演算する。
dhdq/dq変換部12は、dh軸とqh軸の高調波電圧
指令値vdh*、vqh*をそれぞれ、d軸とq軸の高調波電
圧指令値vd’、vq’に変換する。この変換は式(1)
と逆の変換を行えばよい。変換後の電圧指令値vd’、
vq’は、加算器13,14に送られる。加算器13,
14は、基本波電流制御部2で生成された基本波電圧指
令値vd*、vq*と高調波電流制御回路で生成された高調
波電圧指令値vd'、vq'とを加算し、最終的なd軸電圧
指令値(vd*+vd')とq軸電圧指令値(vq*+vq')
を得る。
The harmonic current controller 11 controls the motor current i
The harmonic current is controlled so that the harmonic component of the predetermined order among the harmonic components included in u, iv, and iw becomes zero.
Therefore, the harmonic current control unit (dhqh-axis current control unit) 1
1 is the dh-axis and qh-axis harmonic voltage command values vdh * and vqh * for matching the actual currents idh and iqh of the dh-axis and qh-axis with the current command values idh * = 0 and iqh * = 0, respectively. Calculate.
The dhdq / dq converter 12 converts the dh-axis and qh-axis harmonic voltage command values vdh * and vqh * into d-axis and q-axis harmonic voltage command values vd 'and vq', respectively. This conversion is given by equation (1)
What is necessary is just to perform the reverse conversion. The converted voltage command value vd ',
vq 'is sent to adders 13 and 14. Adder 13,
Numeral 14 adds the fundamental voltage command values vd *, vq * generated by the fundamental current control unit 2 and the harmonic voltage command values vd ′, vq ′ generated by the harmonic current control circuit. D-axis voltage command value (vd * + vd ') and q-axis voltage command value (vq * + vq')
Get.

【0018】図1に示す第1の実施の形態のモータ制御
装置から、ハイパス・フィルタ9、dq/dhqh変換部
10、高調波電流制御部11、dhqh/dq変換部12
および加算器13,14を除くと、図25に示す従来の
モータ制御装置の電流制御回路、つまり、モータ回転に
同期して回転するdq座標系でモータ電流を制御する電
流制御回路となる。dq座標系のみを用いた電流制御演
算では、電流指令値に対する実電流の追従性を、モータ
の空間高調波に起因する高調波電流の周波数帯域まで確
保するのは困難である。従って、上述したように集中巻
IPMモータの効率改善効果が小さくなったり、トルク
リップルが大きくなったり、あるいは電流のピーク値が
大きくなるという問題が発生する。
A high-pass filter 9, a dq / dhqh converter 10, a harmonic current controller 11, a dhqh / dq converter 12 shown in FIG.
Excluding the adders 13 and 14, the current control circuit of the conventional motor control device shown in FIG. 25, that is, a current control circuit that controls the motor current in a dq coordinate system that rotates in synchronization with the rotation of the motor. In the current control calculation using only the dq coordinate system, it is difficult to ensure the followability of the actual current to the current command value up to the frequency band of the harmonic current caused by the spatial harmonic of the motor. Therefore, as described above, there are problems that the effect of improving the efficiency of the concentrated winding IPM motor is reduced, the torque ripple is increased, or the peak value of the current is increased.

【0019】この問題について詳しく説明する。dq座
標系は、モータの回転に同期して回転する座標系である
から、dq座標系ではモータの基本波電流は直流量にな
る。一方、dq座標系における高調波電流の角周波数ω
eh_dqは、高調波電流の角周波数をωehとし、モータ電
流の基本角周波数をωeとすると、次式(2)で表され
る。
This problem will be described in detail. Since the dq coordinate system is a coordinate system that rotates in synchronization with the rotation of the motor, the fundamental wave current of the motor is a DC amount in the dq coordinate system. On the other hand, the angular frequency ω of the harmonic current in the dq coordinate system
eh_dq is represented by the following equation (2), where ωeh is the angular frequency of the harmonic current and ωe is the fundamental angular frequency of the motor current.

【数2】ωeh_dq=ωeh−ωe …(2) 式(2)から明らかなように、モータ電流の高調波成分
はdq座標系でも直流量にならない。このため、モータ
の回転速度が高くなってモータ電流の周波数が高くなる
と、モータ電流の基本波成分の追従性は良好であるが、
モータ電流の高調波成分はモータの回転速度に応じて周
波数が高くなり、電流指令値に対して実電流が追従でき
なくなる。
Ωeh_dq = ωeh−ωe (2) As is apparent from equation (2), the harmonic component of the motor current does not become a DC amount even in the dq coordinate system. For this reason, when the rotation speed of the motor increases and the frequency of the motor current increases, the followability of the fundamental component of the motor current is good,
The frequency of the harmonic component of the motor current increases according to the rotation speed of the motor, and the actual current cannot follow the current command value.

【0020】上述した問題を解決するために、第1の実
施の形態のモータ制御装置では、図1に示す高調波電流
制御回路8〜12と加算器13,14とを用いて、所定
次数の高調波成分の電流追従性を改善して、所定次数の
高調波成分を低減する。説明を簡単にするために、この
実施の形態ではk次高調波成分を低減するものとする。
In order to solve the above-mentioned problem, the motor control device of the first embodiment uses the harmonic current control circuits 8 to 12 and the adders 13 and 14 shown in FIG. The current followability of the harmonic component is improved, and the harmonic component of a predetermined order is reduced. For the sake of simplicity, it is assumed in this embodiment that the k-th harmonic component is reduced.

【0021】3相/dq変換部8から出力されるd軸と
q軸の実電流id、iqの基本波成分は直流量であるが、
高調波成分は交流量である。ハイパス・フィルタ9は、
実電流id、iqから高調波成分のみを抽出する。抽出し
た高調波成分は、dq/dhqh変換部10に送られる。
dq/dhqh変換部10は、実電流id、iqに含まれる
k次高調波成分を、位相(θe_h−θe)で回転するdh
qh高調波座標系の実電流idh、iqhに変換する。ただ
し、θe_hはk次高調波電流の位相である。k次高調波
成分は予め設定しておくことができるので、位相θe_h
−θeは演算により求めることができる。変換後の実電
流idh、iqhは、直流量となる。したがって、dhqh座
標系で電流制御演算を行うと、k次高調波電流の電流指
令値(=0)に対する追従性は大きく改善される。この
結果、モータ電流iu、iv、iwに含まれる高調波電流
を低減することができる。特に、k次およびその近傍の
高調波電流を大幅に低減できる。
The fundamental wave components of the d-axis and q-axis actual currents id and iq output from the three-phase / dq converter 8 are DC quantities.
The harmonic component is an AC amount. The high-pass filter 9 is
Only harmonic components are extracted from the actual currents id and iq. The extracted harmonic components are sent to the dq / dhqh converter 10.
The dq / dhqh conversion unit 10 converts the k-th harmonic component included in the actual currents id and iq into a phase dh that rotates by a phase (θe_h−θe).
It is converted to the actual currents idh and iqh in the qh harmonic coordinate system. Here, θe_h is the phase of the k-th harmonic current. Since the k-th harmonic component can be set in advance, the phase θe_h
−θe can be obtained by calculation. The converted actual currents idh and iqh are DC quantities. Therefore, when the current control operation is performed in the dhqh coordinate system, the ability to follow the current command value (= 0) of the k-th harmonic current is greatly improved. As a result, harmonic currents included in the motor currents iu, iv, iw can be reduced. In particular, the k-th and higher harmonic currents can be significantly reduced.

【0022】従来のモータ制御装置を用いて、空間高調
波成分の大きい集中巻IPMモータを駆動した場合の、
U相電流指令値に対するU相電流の波形を図5に示す。
また、第1の実施の形態のモータ制御装置を用いて、同
じIPMモータを駆動した場合のU相電流指令値に対す
るU相電流の波形を図6に示す。従来のモータ制御装置
を用いた場合、図5から明らかなようにモータ電流に大
きな高調波成分が含まれている。これに対し、第1の実
施の形態のモータ制御装置を用いた場合、図6から明ら
かなように高調波成分が大きく低減されている。
When a conventional motor control device is used to drive a concentrated winding IPM motor having a large spatial harmonic component,
FIG. 5 shows a waveform of the U-phase current with respect to the U-phase current command value.
FIG. 6 shows a waveform of the U-phase current with respect to the U-phase current command value when the same IPM motor is driven using the motor control device of the first embodiment. When a conventional motor control device is used, a large harmonic component is included in the motor current as is apparent from FIG. On the other hand, when the motor control device according to the first embodiment is used, harmonic components are greatly reduced as is clear from FIG.

【0023】このように、第1の実施の形態におけるモ
ータ制御装置によれば、モータ電流に含まれる所定次数
を中心とする高調波成分を低減することができる。
As described above, according to the motor control device of the first embodiment, it is possible to reduce harmonic components centered on a predetermined order included in the motor current.

【0024】なお、上述した第1の実施の形態のモータ
制御装置では、任意の所定次数kの高調波電流を低減す
る例を示したが、モータ速度や負荷などのモータの駆動
状態に応じて、低減する高調波電流の次数kを切り換え
るようにしてもよい。すなわち、モータの駆動状態が変
化すると発生する高調波電流成分も変化するので、モー
タの駆動状態に応じて、最も多い高調波電流成分を低減
する必要がある。
In the motor control device of the first embodiment described above, an example in which the harmonic current of an arbitrary predetermined order k is reduced has been described. Alternatively, the order k of the harmonic current to be reduced may be switched. That is, the harmonic current component generated when the driving state of the motor changes also changes. Therefore, it is necessary to reduce the highest harmonic current component according to the driving state of the motor.

【0025】上述した第1の実施の形態では、dq軸の
実電流id、iqから基本波成分と高調波成分とを抽出す
る例を示した。dq軸では基本波成分は直流量となり、
高調波成分は交流量となるため、後述する第2および第
3の実施の形態で行う方法に比べ、基本波成分と高調波
成分の分離が容易である。
In the above-described first embodiment, an example has been described in which the fundamental component and the harmonic component are extracted from the actual currents id and iq on the dq axes. On the dq axes, the fundamental wave component is a DC amount,
Since the harmonic component is an alternating current, it is easier to separate the fundamental component and the harmonic component as compared with the methods performed in the second and third embodiments described later.

【0026】上述した第1の実施の形態では、高調波座
標系を基本波電流制御回路1〜8のみでモータ電流i
u、iv、iwを制御した場合に発生する所定次数の高調
波成分の周波数で回転する直交座標系dhqhとした例を
示した。高調波座標系として、モータ電流の基本波成分
の周波数の整数倍の周波数で回転する直交座標系を用い
ても、同様な高調波成分の低減効果を得ることができ
る。
In the above-described first embodiment, the harmonic coordinate system is changed to the motor current i by only the fundamental current control circuits 1 to 8.
An example is shown in which a rectangular coordinate system dhqh is rotated at the frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when u, iv, and iw are controlled. A similar harmonic component reduction effect can be obtained even when an orthogonal coordinate system that rotates at a frequency that is an integral multiple of the frequency of the fundamental component of the motor current is used as the harmonic coordinate system.

【0027】《第2の実施の形態》上述した第1の実施
の形態では、基本波分のdq軸電圧指令値vd*、vq*と
高調波分のdq軸電圧指令値vd'、vq'とを加算して最
終的なdq軸電圧指令値(vd*+vd')、(vq*+v
q')を求め、dq/3相変換により3相電圧指令値vu
*、vv*、vw*に変換する例を示した。第2の実施の形
態では、基本波分の3相交流電圧指令値vu*、vv*、v
w*と高調波分の3相交流電圧指令値vu'、vv'、vw'と
を求め、それらを加算して最終的な3相交流電圧指令値
(vu*+vu')、(vv*+vv')、(vw*+vw')を得
る。
<< Second Embodiment >> In the above-described first embodiment, the dq-axis voltage command values vd *, vq * for the fundamental wave and the dq-axis voltage command values vd ', vq' for the harmonic wave. And the final dq-axis voltage command value (vd * + vd '), (vq * + v
q ′) is obtained, and the three-phase voltage command value vu is obtained by dq / 3-phase conversion.
An example of conversion into *, vv *, vw * has been shown. In the second embodiment, the three-phase AC voltage command values vu *, vv *, v
w * and the three-phase AC voltage command values vu ', vv', and vw 'for the harmonics are obtained, and they are added to obtain the final three-phase AC voltage command values (vu * + vu'), (vv * + vv). '), (Vw * + vw').

【0028】図2は、第2の実施の形態のモータ制御装
置の構成を示す図である。なお、図1に示す機器と同様
な機器に対しては同一の符号を付して説明を省略すると
ともに、単線図で表す。基本波電流制御回路については
図1に示す第1の実施の形態と同様であり、その説明は
省略する。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the motor control device according to the second embodiment. The same reference numerals are given to the same devices as those shown in FIG. 1, the description is omitted, and the devices are represented by a single line diagram. The fundamental wave current control circuit is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and a description thereof will be omitted.

【0029】高調波電流制御回路において、ハイパス・
フィルタ9は3相交流モータMの実電流iu、ivにフィ
ルタ処理を施して高調波成分を抽出する。3相/dhqh
変換部21は、高調波座標系dhqhを有し、モータ電流
iu、ivの高調波数成分を高調波座標系dhqhの実電流
idh、iqhに変換する。高調波座標系とは、上述したよ
うに、基本波電流制御回路のみでモータ電流iu、iv、
iwを制御した場合に発生する所定次数の高調波成分の
周波数で回転する直交座標系である。3相座標系から見
たdhqh座標系の位相をθehsとすると、dhqh座標系
の実電流idh、iqhは次式(3)により求められる。
In the harmonic current control circuit, a high-pass
The filter 9 filters the actual currents iu and iv of the three-phase AC motor M to extract harmonic components. 3 phase / dhqh
The conversion unit 21 has a harmonic coordinate system dhqh, and converts the harmonic number components of the motor currents iu and iv into actual currents idh and iqh of the harmonic coordinate system dhqh. As described above, the harmonic coordinate system refers to the motor currents iu, iv,
This is an orthogonal coordinate system that rotates at the frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when iw is controlled. Assuming that the phase of the dhqh coordinate system viewed from the three-phase coordinate system is θehs, the actual currents idh and iqh of the dhqh coordinate system can be obtained by the following equation (3).

【数3】 [Equation 3]

【0030】dhqh/3相変換部22は、高調波電流制
御部11から送られてきたdh軸の電圧指令値vdh*、q
h軸の電圧指令値vqh*を高調波分の3相交流電圧指令値
vu'、vv'、vw'に変換する。この変換は式(3)と逆
の変換を行えばよい。加算器13,14は、基本波電流
制御回路で演算した基本波分の3相交流電圧指令値vu
*、vv*、vw*と、高調波電流制御回路で演算した高調
波分の3相交流電圧指令値vu'、vv'、vw'とを加算
し、最終的な3相交流電圧指令値(vu*+vu')、(v
v*+vv')、(vw*+vw')を得る。
The dhqh / 3-phase converter 22 converts the dh-axis voltage command values vdh *, q sent from the harmonic current controller 11
The h-axis voltage command value vqh * is converted into three-phase AC voltage command values vu ', vv', vw 'for harmonics. This conversion may be performed by performing the conversion reverse to the expression (3). Adders 13 and 14 provide three-phase AC voltage command values vu for the fundamental wave calculated by the fundamental wave current control circuit.
*, Vv *, vw * and the three-phase AC voltage command values vu ', vv', vw 'for the harmonics calculated by the harmonic current control circuit, and the final three-phase AC voltage command value ( vu * + vu '), (v
v * + vv ') and (vw * + vw').

【0031】第2の実施の形態のモータ制御装置を用い
たときのモータ電流波形は、図6に示す波形とほぼ同様
な波形が得られる。すなわち、第1の実施の形態のモー
タ制御装置と同様にモータ電流に含まれる所定次数を中
心とする高調波成分を低減することができる。なお、第
2の実施の形態のモータ制御装置では、3相交流座標系
において基本波分と高調波分の指令値演算を行うため、
dq座標系において演算を行う第1の実施の形態よりも
演算処理量が多くなる。
When the motor control device according to the second embodiment is used, a motor current waveform substantially similar to the waveform shown in FIG. 6 is obtained. That is, similarly to the motor control device of the first embodiment, it is possible to reduce harmonic components centered on the predetermined order included in the motor current. In the motor control device according to the second embodiment, the command values for the fundamental wave and the harmonic are calculated in the three-phase AC coordinate system.
The amount of calculation processing is larger than in the first embodiment in which calculation is performed in the dq coordinate system.

【0032】《第3の実施の形態》上述した第1の一実
施の形態では、dq座標系において電圧指令値演算を行
う例を、また第2の実施の形態では3相交流座標系にお
いて電圧指令値演算を行う例をそれぞれ示した。第3の
実施の形態では、αβ座標系において電圧指令値演算を
行う。
<< Third Embodiment >> In the first embodiment described above, an example in which the voltage command value calculation is performed in the dq coordinate system is described. In the second embodiment, the voltage is calculated in the three-phase AC coordinate system. Each example in which the command value calculation is performed has been described. In the third embodiment, a voltage command value calculation is performed in the αβ coordinate system.

【0033】上述した3相交流座標系は、モータのステ
ーターに固定された静止座標系であり、120度ずつず
れたU相、V相、W相の軸を有する座標系である。これ
に対しαβ座標系は、ステーターに固定された直交座標
系である。一般には、α軸を3相交流座標系のU軸と同
一位相にとってαβ座標系を設定する。このαβ座標系
では、3相交流座標系の3つの物理量を直交する2つの
物理量で取り扱えるので、指令値演算の処理量は上述し
た第1の実施の形態のdq座標系の場合とほぼ同じ量に
なる。
The above-described three-phase AC coordinate system is a stationary coordinate system fixed to the stator of the motor, and has a U-phase, V-phase, and W-phase axes shifted by 120 degrees. On the other hand, the αβ coordinate system is an orthogonal coordinate system fixed to the stator. Generally, an αβ coordinate system is set with the α axis having the same phase as the U axis of a three-phase AC coordinate system. In this αβ coordinate system, the three physical quantities of the three-phase AC coordinate system can be handled by two orthogonal physical quantities, so that the processing amount of the command value calculation is almost the same as that of the dq coordinate system of the above-described first embodiment. become.

【0034】図3は第3の実施の形態のモータ制御装置
の構成を示す図である。なお、図1に示す機器と同様な
機器に対しては同一の符号を付して説明を省略するとと
もに、単線図で表す。第3の実施の形態の基本波電流制
御回路は、図1に示す基本波電流制御回路に対して、d
q/αβ変換部31とαβ/3相変換部32が新たに加
わり、3相/dq変換部8に代わって3相/αβ変換部
33とαβ/dq変換部34が用いられる。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the motor control device according to the third embodiment. The same reference numerals are given to the same devices as those shown in FIG. 1, the description is omitted, and the devices are represented by a single line diagram. The fundamental wave current control circuit according to the third embodiment differs from the fundamental wave current control circuit shown in FIG.
A q / αβ conversion unit 31 and an αβ / 3 phase conversion unit 32 are newly added, and a three phase / αβ conversion unit 33 and an αβ / dq conversion unit 34 are used instead of the three phase / dq conversion unit 8.

【0035】dq/αβ変換部31は、基本波電流制御
部2で演算されたdq軸基本波電圧指令値vd*、vq*を
αβ軸基本波電圧指令値vα*、vβ*に変換する。αβ
/3相変換部32は、後述する最終的なαβ軸電圧指令
値(vα*+vα')、(vβ*+vβ')を3相電圧指令
値vu*、vv*、vw*に変換する。3相/αβ変換部33
は、基本波電流位相θeに基づいて3相交流モータMの
実電流iu、iv、iw(=−iu−iv)をαβ軸の実電
流iα、iβに変換する。αβ/dq変換部34は、α
β軸の実電流iα、iβをdq軸の実電流id、iqに変
換する。
The dq / αβ converter 31 converts the dq-axis fundamental voltage command values vd * and vq * calculated by the fundamental current controller 2 into αβ-axis fundamental voltage command values vα * and vβ *. αβ
The / 3-phase conversion unit 32 converts the final αβ axis voltage command values (vα * + vα ′) and (vβ * + vβ ′) described later into three-phase voltage command values vu *, vv *, and vw *. 3 phase / αβ conversion unit 33
Converts the actual currents iu, iv, iw (= -iu-iv) of the three-phase AC motor M into actual currents iα, iβ on the αβ axis based on the fundamental current phase θe. The αβ / dq conversion unit 34 calculates α
The real currents iα and iβ on the β axis are converted to the real currents id and iq on the dq axis.

【0036】第3の実施の形態の高調波電流制御回路で
は、図1に示す高調波電流制御回路のdq/dhqh変換
部10とdhqh/dq変換部12の代わりに、αβ/d
hqh変換部35とdhqh/αβ変換部36がそれぞれ用
いられる。
In the harmonic current control circuit according to the third embodiment, instead of the dq / dhqh conversion unit 10 and the dhqh / dq conversion unit 12 of the harmonic current control circuit shown in FIG.
An hqh converter 35 and a dhqh / αβ converter 36 are used, respectively.

【0037】ハイパス・フィルタ9は、αβ軸の実電流
iα、iβにフィルタ処理を施して高調波成分を抽出す
る。抽出した高調波成分は、αβ/dhqh変換部35に
送られる。αβ/dhqh変換部35は、高調波座標系d
hqhを有し、αβ軸電流iα、iβの高調波成分を高調
波座標系dhqhの実電流idh、iqhに変換する。高調波
座標系は、上述したように、基本波電流制御回路のみで
モータ電流iu、iv、iwを制御した場合に発生する所
定次数の高調波成分の周波数で回転する直交座標系であ
る。dhqh/αβ変換部36は、高調波電流制御部11
から送られてきたdh軸とqh軸の高調波電圧指令値vdh
*、vqh*を、αβ軸高調波電圧指令値vα'、vβ'にそ
れぞれ変換する。
The high-pass filter 9 filters out the actual currents iα and iβ on the αβ axis to extract harmonic components. The extracted harmonic components are sent to the αβ / dhqh converter 35. The αβ / dhqh conversion unit 35 calculates the harmonic coordinate system d
hqh, and converts the harmonic components of the αβ-axis currents iα and iβ into the actual currents idh and iqh of the harmonic coordinate system dhqh. As described above, the harmonic coordinate system is an orthogonal coordinate system that rotates at the frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when the motor currents iu, iv, and iw are controlled only by the fundamental wave current control circuit. The dhqh / αβ conversion unit 36 controls the harmonic current control unit 11
Dh and qh axis harmonic voltage command values vdh sent from
*, Vqh * are converted into αβ axis harmonic voltage command values vα ′, vβ ′, respectively.

【0038】加算器13,14は、基本波電流制御回路
で演算したαβ軸基本波電圧指令値vα*、vβ*と、高
調波電流制御回路で演算したαβ軸高調波電圧指令値v
α'、vβ'とを加算し、最終的なαβ軸電圧指令値(v
α*+vα')、(vβ*+vβ')を得る。
The adders 13 and 14 are composed of the αβ axis fundamental voltage command values vα * and vβ * calculated by the fundamental current control circuit and the αβ axis harmonic voltage command value v calculated by the harmonic current control circuit.
α ′ and vβ ′ are added, and the final αβ axis voltage command value (v
α * + vα ′) and (vβ * + vβ ′).

【0039】最終的なαβ軸電圧指令値(vα*+v
α')、(vβ*+vβ')は、αβ/3相変換部32に
より3相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に変換され
る。電力変換部4は、3相交流電圧指令値vu*、vv*、
vw*に基づいて、3相交流電圧U、V、Wを3相交流モ
ータMに印加する。
The final αβ axis voltage command value (vα * + v
α ′) and (vβ * + vβ ′) are converted into three-phase AC voltage command values vu *, vv *, and vw * by the αβ / 3-phase converter 32. The power converter 4 includes three-phase AC voltage command values vu *, vv *,
The three-phase AC voltages U, V, and W are applied to the three-phase AC motor M based on vw *.

【0040】第3の実施の形態のモータ制御装置を用い
たときのモータ電流波形は、図6に示す波形とほぼ同様
な波形が得られる。すなわち、第1の実施の形態のモー
タ制御装置と同様に、モータ電流に含まれる所定次数を
中心とする高調波成分を低減することができる。
When the motor control device according to the third embodiment is used, a motor current waveform substantially similar to the waveform shown in FIG. 6 is obtained. That is, similarly to the motor control device of the first embodiment, it is possible to reduce harmonic components centered on a predetermined order included in the motor current.

【0041】《第4の実施の形態》上述した第1〜第3
の実施の形態ではいずれも、モータ電流に含まれる単一
次数を中心とした高調波成分を低減する例を示した。第
4の実施の形態では、2つの次数、ここでは一般的に成
分が大きいとされる第5次と第7次を中心とする高調波
成分を低減する例を示す。
<< Fourth Embodiment >> The above-described first to third embodiments
In each of the embodiments, an example has been shown in which harmonic components centered on a single order included in the motor current are reduced. In the fourth embodiment, an example is shown in which harmonic components centered on two orders, here the fifth and seventh orders, whose components are generally large, are reduced.

【0042】図4は第4の実施の形態のモータ制御装置
の構成を示す図である。なお、図1に示す機器と同様な
機器に対しては同一の符号を付して説明を省略するとと
もに、単線図で表す。第4の実施の形態の基本波電流制
御回路の構成は、図1に示す第1の実施の形態の基本波
電流制御回路の構成と同じである。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a motor control device according to the fourth embodiment. The same reference numerals are given to the same devices as those shown in FIG. 1, the description is omitted, and the devices are represented by a single line diagram. The configuration of the fundamental current control circuit of the fourth embodiment is the same as the configuration of the fundamental current control circuit of the first embodiment shown in FIG.

【0043】第1の実施の形態のモータ制御装置と異な
るのは、高調波電流制御回路である。すなわち、第4の
実施の形態のモータ制御装置では、図1に示す第1の実
施の形態の高調波電流制御回路を2組備えている。2つ
のうちの1つの高調波電流制御回路は、3相/dq変換
部8、ハイパス・フィルタ9、dq/dh1qh1変換部1
0A、高調波電流制御部11およびdh1qh1/dq変換
部12Aから構成される。もう1つの高調波電流制御回
路は、3相/dq変換部8、ハイパス・フィルタ9、d
q/dh2qh2変換部10B、高調波電流制御部11およ
びdh1qh1/dq変換部12Bから構成される。
The difference from the motor control device of the first embodiment is a harmonic current control circuit. That is, the motor control device according to the fourth embodiment includes two sets of the harmonic current control circuits according to the first embodiment shown in FIG. One of the two harmonic current control circuits includes a three-phase / dq converter 8, a high-pass filter 9, and a dq / dh1qh1 converter 1.
0A, a harmonic current controller 11 and a dh1qh1 / dq converter 12A. Another harmonic current control circuit includes a three-phase / dq converter 8, a high-pass filter 9, d
It comprises a q / dh2qh2 converter 10B, a harmonic current controller 11, and a dh1qh1 / dq converter 12B.

【0044】dq/dh1qh1変換部10Aとdq/dh2
qh2変換部10Bは、図1に示すdq/dhqh変換部1
0と同様のものである。しかし、dq/dh1qh1変換部
10Aは、dq軸の実電流id、iqの高調波成分を、モ
ータ電流の第5次高調波成分の位相(θeh1−θe)に同
期して回転する直交座標系(高調波座標系)dh1qh1の
実電流idh1、iqh1に変換するものである。また、dq
/dh2qh2変換部10Bは、dq軸の実電流id、iqの
高調波成分を、モータ電流の第7次高調波成分の位相
(θeh2−θe)に同期して回転する直交座標系(高調波
座標系)dh2qh2の実電流idh2、iqh2に変換するもの
である。
Dq / dh1qh1 converter 10A and dq / dh2
The qh2 conversion unit 10B is a dq / dhqh conversion unit 1 shown in FIG.
It is the same as 0. However, the dq / dh1qh1 converter 10A converts the harmonic components of the real currents id and iq on the dq axes into a rectangular coordinate system (rotating in synchronization with the phase (θeh1−θe) of the fifth harmonic component of the motor current). (Harmonic coordinate system) dh1qh1 is converted into actual currents idh1, iqh1. Also, dq
The / dh2qh2 conversion unit 10B converts the harmonic components of the real currents id and iq on the dq axes into a rectangular coordinate system (harmonic coordinates) that rotates in synchronization with the phase (θeh2-θe) of the seventh harmonic component of the motor current. (System) This is to convert the actual currents dh2qh2 into the actual currents idh2, iqh2.

【0045】dh1qh1/dq変換部12Aとdh2qh2/
dq変換部12Bは、図1に示すdhqh/dq変換部1
2と同様のものである。しかし、dh1qh1/dq変換部
12Aは、dh1軸とqh1軸の高調波電圧指令値vdh1*、
vqh1*をd軸とq軸の高調波電圧指令値vd1’、vq1’
に変換するものである。また、dh2qh2/dq変換部1
2Bは、dh2軸とqh2軸の高調波電圧指令値vdh2*、v
qh2*をd軸とq軸の高調波電圧指令値vd2’、vq2’に
変換するものである。
The dh1qh1 / dq converter 12A and dh2qh2 /
The dq converter 12B is a dhqh / dq converter 1 shown in FIG.
Same as 2. However, the dh1qh1 / dq converter 12A outputs the harmonic voltage command values vdh1 * for the dh1 axis and the qh1 axis,
vqh1 * is replaced with d-axis and q-axis harmonic voltage command values vd1 ', vq1'
Is converted to Dh2qh2 / dq converter 1
2B is a harmonic voltage command value vdh2 *, v for the dh2 axis and the qh2 axis.
It converts qh2 * into d-axis and q-axis harmonic voltage command values vd2 ', vq2'.

【0046】加算器13,14は、基本波電流制御回路
で演算したdq軸基本波電圧指令値vd*、vq*と、第5
次高調波電流制御回路で演算したdq軸高調波電圧指令
値vd1'、vq1'と、第7次高調波電流制御回路で演算し
たdq軸高調波電圧指令値vd2'、vq2'とを加算し、最
終的なdq軸電圧指令値(vd*+vd1'+vd2')、(v
q*+vq1'+vq2')を得る。
The adders 13 and 14 are provided with the dq-axis fundamental wave voltage command values vd * and vq * calculated by the fundamental wave current control circuit and the fifth
The dq-axis harmonic voltage command values vd1 ', vq1' calculated by the seventh harmonic current control circuit and the dq-axis harmonic voltage command values vd2 ', vq2' calculated by the seventh harmonic current control circuit are added. , Final dq axis voltage command value (vd * + vd1 '+ vd2'), (v
q * + vq1 '+ vq2').

【0047】最終的なdq軸電圧指令値(vd*+vd1'
+vd2')、(vq*+vq1'+vq2')は、dq/3相変
換部3により3相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に変
換される。電力変換部4は、3相交流電圧指令値vu*、
vv*、vw*に基づいて、3相交流電圧U、V、Wを3相
交流モータMに印加する。
The final dq axis voltage command value (vd * + vd1 ')
+ Vd2 ') and (vq * + vq1' + vq2 ') are converted by the dq / 3-phase converter 3 into three-phase AC voltage command values vu *, vv *, and vw *. The power converter 4 includes a three-phase AC voltage command value vu *,
The three-phase AC voltages U, V, and W are applied to the three-phase AC motor M based on vv * and vw *.

【0048】第4の実施の形態のモータ制御装置によれ
ば、上述した第1〜第3の実施の形態のモータ制御装置
よりもさらにモータ電流に含まれる高調波成分、特に第
5次と第7次を中心とした高調波成分を低減することが
できる。
According to the motor control device of the fourth embodiment, the harmonic components contained in the motor current, especially the fifth and the fourth harmonic components, are further compared to the motor control devices of the first to third embodiments. Higher harmonic components centered on the seventh order can be reduced.

【0049】なお、第4の実施の形態のモータ制御装置
では、第1の実施の形態のモータ制御装置の高調波制御
回路を2組備えた構成としている。同様に、第2の実施
の形態のモータ制御装置の高調波制御回路を2組備える
構成とすることもできるし、第3の実施の形態のモータ
制御装置の高調波制御回路を2組備える構成とすること
もできる。また、第4の実施の形態では、モータ電流に
含まれる高調波電流のうち、第5次と第7次の高調波成
分が多いので、第5次高調波成分と第7次高調波成分を
低減する例を示したが、低減対象となる高調波の次数は
この実施の形態に限定されない。すなわち、高調波電流
のうち含まれている高調波成分が多い次数を低減すれば
よい。さらに、第4の実施の形態では、第5次と第7次
の2つの次数の高調波成分を中心に低減する例を示した
が、3つ以上の高調波成分を低減することもできる。こ
の場合、低減対象となる高調波成分の数だけ上述した高
調波電流制御回路を設ければよい。
The motor control device according to the fourth embodiment has a configuration in which two sets of harmonic control circuits of the motor control device according to the first embodiment are provided. Similarly, a configuration including two sets of harmonic control circuits of the motor control device according to the second embodiment may be provided, or a configuration including two sets of harmonic control circuits of the motor control device according to the third embodiment. It can also be. In the fourth embodiment, since the fifth and seventh harmonic components are large in the harmonic current included in the motor current, the fifth and seventh harmonic components are separated. Although an example of reduction is shown, the order of harmonics to be reduced is not limited to this embodiment. That is, it is only necessary to reduce the order in which the harmonic current contained in the harmonic current is large. Further, in the fourth embodiment, an example has been described in which the harmonic components of the two orders of the fifth and seventh orders are mainly reduced, but three or more harmonic components can also be reduced. In this case, the above-described harmonic current control circuits may be provided by the number of harmonic components to be reduced.

【0050】《第5の実施の形態》図9は、第5の実施
の形態のモータ制御装置の構成を示す図である。なお、
図1に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付
して説明を省略するとともに、単線図で表す。基本波電
流制御回路については図1に示す第1の実施の形態と同
様であり、その説明は省略する。
<< Fifth Embodiment >> FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a motor control device according to a fifth embodiment. In addition,
The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and a single line diagram will be used. The fundamental wave current control circuit is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and a description thereof will be omitted.

【0051】第5の実施の形態のモータ制御装置が、図
1に示すモータ制御装置と異なるのは、高調波電流検出
部50である。すなわち、第1の実施の形態のモータ制
御装置では、ハイパス・フィルタ9を用いてdq軸の実
電流id,iqの高調波成分を検出しているが、第5の実
施の形態のモータ制御装置では、高調波電流検出部50
を用いて高調波成分を検出している。高調波電流検出部
50は、dq軸の電流指令値id*,iq*に対する電流応
答値を予測し、予測した電流応答値と3相/dq変換部
8で変換したdq軸電流id,iqとを用いてdq軸電流
id,iqの高調波成分を検出する。この方法を図10を
用いて詳しく説明する。
The motor control device according to the fifth embodiment is different from the motor control device shown in FIG. That is, in the motor control device according to the first embodiment, the high-pass filter 9 is used to detect the harmonic components of the real currents id and iq on the dq axes, but the motor control device according to the fifth embodiment is used. Then, the harmonic current detection unit 50
Is used to detect harmonic components. The harmonic current detector 50 predicts a current response value for the dq-axis current command values id * and iq *, and calculates the predicted current response value and the dq-axis currents id and iq converted by the three-phase / dq converter 8. Is used to detect the harmonic components of the dq-axis currents id and iq. This method will be described in detail with reference to FIG.

【0052】図10は、高調波電流検出部50の構成を
示すブロック図である。電流応答予測部51は、dq軸
の電流指令値id*,iq*に対する電流応答予測値id_
i,iq_iを出力する伝達関数G(s)を有する。基本
波電流制御部2で行う電流制御を例えばPI制御にて行
う場合、図11に示すように、伝達関数G(s)を1次
のローパス・フィルタ51aで実現することができる。
この場合、ローパス・フィルタ51aの時定数は、基本
波電流制御部2の時定数と等しい。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the harmonic current detection unit 50. The current response prediction unit 51 calculates the current response prediction value id_ with respect to the current command values id * and iq * on the dq axes.
It has a transfer function G (s) that outputs i, iq_i. When the current control performed by the fundamental wave current control unit 2 is performed by, for example, PI control, the transfer function G (s) can be realized by the first-order low-pass filter 51a as shown in FIG.
In this case, the time constant of the low-pass filter 51a is equal to the time constant of the fundamental current control unit 2.

【0053】電流応答予測部51にdq軸の電流指令値
id*,iq*を入力し、例えばローパスフィルタ51aを
用いてフィルタ処理を施すことにより、電流応答予測値
id_i,iq_iを求めて減算器52,53に出力する。
減算器52は、d軸の実電流idからd軸の電流応答予
測値id_iを減じて、d軸電流の高調波成分id_hを求
める。また、減算器53は、q軸の実電流iqからq軸
の電流応答予測値iq_iを減じて、q軸電流の高調波成
分iq_hを求める。なお、dq軸の電流指令値id*,iq
*に対する電流応答予測値の位相特性・ゲイン特性は、
基本波電流制御部2の位相特性・ゲイン特性と等しい。
また、基本波電流制御部2がPI制御以外の制御を行う
ときは、その制御系に対応した伝達関数を用いればよ
い。
The current command values id * and iq * on the dq axes are input to the current response prediction unit 51, and the current response prediction values id_i and iq_i are obtained by performing filter processing using, for example, a low-pass filter 51a. 52 and 53 are output.
The subtractor 52 subtracts the d-axis current response predicted value id_i from the d-axis actual current id to obtain a harmonic component id_h of the d-axis current. Further, the subtracter 53 obtains a harmonic component iq_h of the q-axis current by subtracting the predicted q-axis current response value iq_i from the actual q-axis current iq. The dq-axis current command values id *, iq
* The phase and gain characteristics of the predicted current response to
It is equal to the phase characteristic / gain characteristic of the fundamental wave current controller 2.
When the fundamental wave current control unit 2 performs control other than PI control, a transfer function corresponding to the control system may be used.

【0054】図1に示すハイパス・フィルタ9を用いて
dq軸電流の高調波成分を検出する場合、基本波電流が
変化した時に基本波電流の変化分がハイパス・フィルタ
9を通過して高調波成分として検出されることがある。
高調波成分が誤って検出されると、電力変換部4に送ら
れる3相交流電圧指令値vu*、vv*、vw*にも誤差が生
じるので、モータの制御の精度が悪化する。ハイパス・
フィルタ9の代わりに高調波電流検出部50を用いてd
q軸電流の高調波成分を検出した場合、基本波電流が変
化する時でも高調波成分id_h,iq_hは基本波電流の変
化分を含むことはない。すなわち、dq軸の電流指令値
id*,iq*が変化すると電流応答予測値id_i,iq_i
も変化するので、減算器52,53で電流応答予測値の
変化分が減じられて算出される高調波成分には基本波電
流の変化分は含まれない。
When the harmonic component of the dq-axis current is detected by using the high-pass filter 9 shown in FIG. 1, when the fundamental current changes, the change in the fundamental current passes through the high-pass filter 9 and becomes higher. May be detected as a component.
If a harmonic component is erroneously detected, an error occurs in the three-phase AC voltage command values vu *, vv *, and vw * sent to the power conversion unit 4, and the accuracy of motor control deteriorates. High pass
Using the harmonic current detection unit 50 instead of the filter 9, d
When the harmonic component of the q-axis current is detected, even when the fundamental current changes, the harmonic components id_h and iq_h do not include a change in the fundamental current. That is, when the current command values id * and iq * on the dq axes change, the predicted current response values id_i and iq_i
Therefore, the harmonic component calculated by subtracting the change in the current response predicted value by the subtracters 52 and 53 does not include the change in the fundamental current.

【0055】図13〜図17を用いて、第1の実施の形
態のモータ制御装置を用いてシミュレーションを行った
ときの制御結果と第5の実施の形態のモータ制御装置を
用いてシミュレーションを行ったときの制御結果とを比
較する。図13は、d軸電流指令値とq軸電流指令値の
時間変化を示す図である。図14は、図13に示す電流
指令値に対して、第1の実施の形態におけるモータ制御
装置を用いてq軸の高調波電流を検出したときの結果で
ある。縦軸のスケールは、−60[A]〜150[A]
である。図14から明らかなように、検出されたq軸の
高調波電流には、基本波電流の変化分も含まれている。
Referring to FIGS. 13 to 17, control results when a simulation is performed using the motor control device of the first embodiment and a simulation is performed using the motor control device of the fifth embodiment. Is compared with the control result at the time. FIG. 13 is a diagram illustrating a temporal change in the d-axis current command value and the q-axis current command value. FIG. 14 shows a result when the q-axis harmonic current is detected with respect to the current command value shown in FIG. 13 using the motor control device according to the first embodiment. The scale of the vertical axis is -60 [A] to 150 [A].
It is. As is apparent from FIG. 14, the detected q-axis harmonic current includes a change in the fundamental current.

【0056】図15は、図13に示す電流指令値に対し
て、第5の実施の形態におけるモータ制御装置を用いて
q軸の高調波電流を検出したときの結果である。縦軸の
スケールは、−20[A]〜20[A]である。検出さ
れたq軸の高調波電流の変動は小さく、基本波電流の変
化分は含まれていないことが分かる。高調波電流指令値
idh=0,iqh=0としたときの、図13に示す電流
指令値に対する応答値を図16,図17に示す。図16
から分かるように、第1の実施の形態のモータ制御装置
による制御では、d軸電流が変動している。これに対
し、第5の実施の形態のモータ制御装置による制御で
は、d軸電流の変動が抑えられて、制御精度が向上して
いる。また、電流指令値に対するq軸電流の応答性も向
上している。
FIG. 15 shows a result when the q-axis harmonic current is detected using the motor control device according to the fifth embodiment with respect to the current command value shown in FIG. The scale of the vertical axis is -20 [A] to 20 [A]. It can be seen that the fluctuation of the detected q-axis harmonic current is small and does not include the change in the fundamental current. FIGS. 16 and 17 show response values to the current command values shown in FIG. 13 when the harmonic current command values idh = 0 and iqh = 0. FIG.
As can be understood from the above, in the control by the motor control device of the first embodiment, the d-axis current fluctuates. On the other hand, in the control by the motor control device of the fifth embodiment, the fluctuation of the d-axis current is suppressed, and the control accuracy is improved. In addition, the responsiveness of the q-axis current to the current command value is also improved.

【0057】図17は、図16の一部を拡大した図であ
り、q軸電流指令値に対する第1の実施の形態のモータ
制御装置による制御結果と、第5の実施の形態のモータ
制御装置による制御結果とを示す。図から分かるよう
に、第5の実施の形態のモータ制御装置による制御の方
が、電流指令値に対するq軸電流の応答値の制御精度が
向上している。上述したように、第1の実施の形態のモ
ータ制御装置による制御では、基本波電流の変化分が誤
って高調波電流として検出されるために、d軸電流、q
軸電流ともに制御精度が悪化する。第5の実施の形態の
モータ制御装置による制御では、検出した高調波電流に
は基本波電流が含まれないので、dq軸電流の制御精度
を向上させることができる。
FIG. 17 is an enlarged view of a part of FIG. 16, showing the control result of the q-axis current command value by the motor control device of the first embodiment and the motor control device of the fifth embodiment. And the results of the control by. As can be seen from the figure, the control by the motor control device of the fifth embodiment improves the control accuracy of the response value of the q-axis current to the current command value. As described above, in the control by the motor control device according to the first embodiment, the change in the fundamental wave current is erroneously detected as the harmonic current.
Both the shaft current and the control accuracy deteriorate. In the control by the motor control device according to the fifth embodiment, since the detected harmonic current does not include the fundamental wave current, the control accuracy of the dq-axis current can be improved.

【0058】第5の実施の形態のモータ制御装置で用い
られたローパス・フィルタ51aの時定数は、基本波電
流制御部2の時定数と等しい固定の値である。この時定
数を可変とすることもできる。実際の制御においては、
モータMの抵抗は温度によって変化し、インダクタンス
はモータ電流によって変化するように、モータMの状態
は変化する。この場合、時定数を固定とした一次遅れ系
の制御では、電流指令値と電流応答値との間に誤差が生
じる。この誤差を抑えるために、ローパス・フィルタ5
1aの時定数を可変として、高調波電流の検出精度を向
上させることができる。
The time constant of the low-pass filter 51a used in the motor control device according to the fifth embodiment is a fixed value equal to the time constant of the fundamental current control unit 2. This time constant may be variable. In actual control,
The state of the motor M changes such that the resistance of the motor M changes with temperature and the inductance changes with the motor current. In this case, in the control of the first-order lag system in which the time constant is fixed, an error occurs between the current command value and the current response value. To suppress this error, a low-pass filter 5
By making the time constant of 1a variable, it is possible to improve the detection accuracy of the harmonic current.

【0059】図12は、ローパス・フィルタ51aの時
定数を可変とした高調波電流検出部50Aの構成を示す
ブロック図である。時定数テーブル54は、dq電流指
令値id*,iq*に応じてローパス・フィルタ51aAの
時定数を設定するためのテーブルである。電流指令値i
d*,iq*とローパス・フィルタ51aAの時定数との関
係は、予め実験によって求めておく。ローパス・フィル
タ51aAは、時定数テーブル54により求められる時
定数を用いてフィルタ処理を行い、電流応答予測値id_
i,iq_iを減算器52,53にそれぞれ出力する。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the harmonic current detecting section 50A in which the time constant of the low-pass filter 51a is variable. The time constant table 54 is a table for setting the time constant of the low-pass filter 51aA according to the dq current command values id *, iq *. Current command value i
The relationship between d * and iq * and the time constant of the low-pass filter 51aA is obtained in advance by experiments. The low-pass filter 51aA performs a filtering process using the time constant obtained from the time constant table 54, and obtains a current response predicted value id_
i and iq_i are output to the subtracters 52 and 53, respectively.

【0060】第5の実施の形態のモータ制御装置によれ
ば、基本波電流が変化した時でも、基本波電流の変化分
が高調波電流として検出されることはなく、確実に高調
波電流を検出することができる。また、電流指令値id
*,iq*に応じてローパス・フィルタ51aAの時定数
を設定することにより、さらに正確に高調波電流を検出
することができる。
According to the motor control device of the fifth embodiment, even when the fundamental current changes, the change in the fundamental current is not detected as the harmonic current, and the harmonic current is reliably detected. Can be detected. Also, the current command value id
By setting the time constant of the low-pass filter 51aA according to * and iq *, it is possible to more accurately detect the harmonic current.

【0061】なお、時定数テーブル54に格納されるロ
ーパス・フィルタ51aAの時定数を、電流指令値id
*,iq*ではなく、dq軸電流id,iqに応じる値とす
ることもできる。
The time constant of the low-pass filter 51aA stored in the time constant table 54 is set to the current command value id.
Instead of * and iq *, a value corresponding to the dq-axis currents id and iq can be used.

【0062】《第6の実施の形態》第5の実施の形態の
モータ制御装置は、第1の実施の形態のモータ制御装置
におけるハイパス・フィルタ9を高調波電流検出部50
と置き換えて構成している。第6の実施の形態のモータ
制御装置は、第2の実施の形態のモータ制御装置におけ
るハイパス・フィルタ9を高調波電流検出部50Bと置
き換えて構成される。また、高調波電流検出部50Bに
電流指令値iu*,iv*を入力するために、dq/3相変
換部55を備えている。第6の実施の形態のモータ制御
装置の構成を図18に示す。
Sixth Embodiment A motor control device according to a fifth embodiment is different from the motor control device according to the first embodiment in that the high-pass filter 9 is replaced by the harmonic current detector 50.
It is configured by replacing The motor control device according to the sixth embodiment is configured by replacing the high-pass filter 9 in the motor control device according to the second embodiment with a harmonic current detection unit 50B. Further, a dq / 3-phase converter 55 is provided for inputting the current command values iu * and iv * to the harmonic current detector 50B. FIG. 18 shows the configuration of the motor control device according to the sixth embodiment.

【0063】図19は、高調波電流検出部50Bの構成
を示すブロック図である。dq/3相変換部55で変換
された電流指令値iu*,iv*は、ローパス・フィルタ5
1aBに入力される。入力された電流指令値iu*,iv*
は、ローパス・フィルタ51aBでフィルタ処理が施さ
れて電流応答予測値iu_i,iv_iが求められる。減算
器52は、u相電流iuからu相電流応答予測値iu_i
を減じて、u相電流の高調波成分iu_hを求める。ま
た、減算器53は、v相電流ivからv相電流応答予測
値iv_iを減じて、v相電流の高調波成分iv_hを求め
る。求めた高調波成分iu_h,iv_hはそれぞれ3相/d
hqh変換部21に出力される。
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the harmonic current detector 50B. The current command values iu * and iv * converted by the dq / 3-phase converter 55 are
1aB. Input current command values iu *, iv *
Is subjected to filter processing by a low-pass filter 51aB to obtain current response predicted values iu_i and iv_i. The subtracter 52 calculates the u-phase current response predicted value iu_i from the u-phase current iu.
To obtain the harmonic component iu_h of the u-phase current. Further, the subtracter 53 obtains a harmonic component iv_h of the v-phase current by subtracting the predicted value of the v-phase current response iv_i from the v-phase current iv. The obtained harmonic components iu_h and iv_h are each 3 phases / d
It is output to the hqh conversion unit 21.

【0064】また、第5の実施の形態と同様に、ローパ
ス・フィルタ51aBの時定数を可変とすることもでき
る。図20は、ローパス・フィルタ51aBの時定数を
可変とした高調波電流検出部50Cの構成を示すブロッ
ク図である。時定数テーブル54Cには、u相電流指令
値iu*,v相電流指令値iv*に対応するローパス・フィ
ルタ51aCの時定数が格納されている。ローパス・フ
ィルタ51aCの時定数を可変とすることにより、第5
の実施の形態でローパス・フィルタ51aAの時定数を
可変としたときと同様の効果を得ることができる。な
お、時定数テーブル54Cに格納されるローパス・フィ
ルタ51aCの時定数を、電流指令値iu*,iv*ではな
く、U相電流iu,V相電流ivに応じる値とすることも
できる。
Further, similarly to the fifth embodiment, the time constant of the low-pass filter 51aB can be made variable. FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a harmonic current detection unit 50C in which the time constant of the low-pass filter 51aB is variable. The time constant table 54C stores the time constant of the low-pass filter 51aC corresponding to the u-phase current command value iu * and the v-phase current command value iv *. By making the time constant of the low-pass filter 51aC variable, the fifth
The same effect as when the time constant of the low-pass filter 51aA is variable in the embodiment can be obtained. The time constant of the low-pass filter 51aC stored in the time constant table 54C may be a value corresponding to the U-phase current iu and the V-phase current iv instead of the current command values iu * and iv *.

【0065】第6の実施の形態のモータ制御装置によれ
ば、第5の実施の形態のモータ制御装置と同様の効果を
得ることができる。
According to the motor control device of the sixth embodiment, the same effects as those of the motor control device of the fifth embodiment can be obtained.

【0066】《第7の実施の形態》図21は、第7の実
施の形態のモータ制御装置の構成を示す図である。第7
の実施の形態のモータ制御装置は、第3の実施の形態の
モータ制御装置におけるハイパス・フィルタ9を高調波
電流検出部50Dと置き換えて構成される。また、高調
波電流検出部50Dに電流指令値iα*,iβ*を入力す
るために、dq/αβ変換部56を備えている。
<< Seventh Embodiment >> FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a motor control device according to a seventh embodiment. Seventh
The motor control device according to the third embodiment is configured by replacing the high-pass filter 9 in the motor control device according to the third embodiment with a harmonic current detection unit 50D. Further, a dq / αβ conversion unit 56 is provided to input the current command values iα * and iβ * to the harmonic current detection unit 50D.

【0067】図22は、高調波電流検出部50Dの構成
を示すブロック図である。dq/αβ変換部56で変換
された電流指令値iα*,iβ*は、ローパス・フィルタ
51aDに入力される。入力された電流指令値iα*,
iβ*は、ローパス・フィルタ51aDでフィルタ処理
が施されて電流応答予測値iα_i,iβ_iが求められ
る。減算器52は、α軸電流iαからα軸電流応答予測
値iα_iを減じて、α軸電流の高調波成分iα_hを求
める。また、減算器53は、β軸電流iβからβ軸電流
応答予測値iβ_iを減じて、β軸電流の高調波成分i
β_hを求める。求めた高調波成分iβ_h,iβ_hはそれ
ぞれαβ/dhqh変換部35に出力される。
FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the harmonic current detector 50D. The current command values iα * and iβ * converted by the dq / αβ conversion unit 56 are input to the low-pass filter 51aD. The input current command value iα *,
iβ * is subjected to a filtering process by a low-pass filter 51aD to obtain current response predicted values iα_i and iβ_i. The subtractor 52 subtracts the predicted α-axis current response value iα_i from the α-axis current iα to obtain a harmonic component iα_h of the α-axis current. Further, the subtractor 53 subtracts the β-axis current response predicted value iβ_i from the β-axis current iβ to obtain a harmonic component i of the β-axis current.
Find β_h. The obtained harmonic components iβ_h and iβ_h are output to the αβ / dhqh conversion unit 35, respectively.

【0068】ローパス・フィルタ51aDの時定数を可
変とすることができるのも、第5,第6の実施の形態と
同様である。図23は、ローパス・フィルタ51aDの
時定数を可変とした高調波電流検出部50Eの構成を示
すブロック図である。時定数テーブル54Eには、α軸
電流指令値iα*,β軸電流指令値iβ*に対応するロー
パス・フィルタ51aEの時定数が格納されている。ロ
ーパス・フィルタ51aEの時定数を可変とする効果
は、第5,第6の実施の形態でローパス・フィルタ51
aAの時定数を可変としたときと同じであり、その詳細
については省略する。
The time constant of the low-pass filter 51aD can be made variable as in the fifth and sixth embodiments. FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of a harmonic current detection unit 50E in which the time constant of the low-pass filter 51aD is variable. The time constant table 54E stores the time constant of the low-pass filter 51aE corresponding to the specified α-axis current value iα * and the specified β-axis current value iβ *. The effect of making the time constant of the low-pass filter 51aE variable is the effect of the low-pass filter 51aE in the fifth and sixth embodiments.
This is the same as when the time constant of aA is variable, and the details are omitted.

【0069】第7の実施の形態のモータ制御装置におい
ても、第5,第6の実施の形態のモータ制御装置と同様
の効果を得ることができる。
In the motor control device according to the seventh embodiment, the same effects as those of the motor control devices according to the fifth and sixth embodiments can be obtained.

【0070】《第8の実施の形態》第8の実施の形態の
モータ制御装置は、第4の実施の形態のモータ制御装置
におけるハイパス・フィルタ9を高調波電流検出部50
と置き換えて構成される。すなわち、第8の実施の形態
のモータ制御装置は、図9に示す第1の実施の形態のモ
ータ制御装置の高調波電流制御回路を2組備えている。
第8の実施の形態のモータ制御装置の構成を図24に示
す。高調波電流検出部50は、第1の実施の形態の高調
波電流検出部50と同じものを用いることができるの
で、その構成は図10,11に示すものとなる。また、
ローパス・フィルタ51aの時定数を可変としたときの
高調波電流検出部50の構成は、図12に示すものとな
る。第8の実施の形態のモータ制御装置においても、第
5〜第7の実施の形態のモータ制御装置と同様の効果を
得ることができる。
<< Eighth Embodiment >> A motor control device according to an eighth embodiment differs from the motor control device according to the fourth embodiment in that the high-pass filter 9 is replaced by the harmonic current detector 50.
It is configured by replacing That is, the motor control device of the eighth embodiment includes two sets of harmonic current control circuits of the motor control device of the first embodiment shown in FIG.
FIG. 24 shows the configuration of the motor control device according to the eighth embodiment. As the harmonic current detector 50 can be the same as the harmonic current detector 50 of the first embodiment, the configuration is as shown in FIGS. Also,
The configuration of the harmonic current detector 50 when the time constant of the low-pass filter 51a is made variable is as shown in FIG. In the motor control device according to the eighth embodiment, the same effects as those of the motor control devices according to the fifth to seventh embodiments can be obtained.

【0071】なお、第8の実施の形態のモータ制御装置
では、第5の実施の形態のモータ制御装置の高調波制御
回路を2組備えた構成としている。同様に、第6の実施
の形態のモータ制御装置の高調波制御回路を2組備える
構成とすることもできるし、第7の実施の形態のモータ
制御装置の高調波制御回路を2組備える構成とすること
もできる。これらの構成によるモータ制御装置では、2
つの次数の高調波成分を低減することができるが、3つ
以上の高調波成分を低減する構成とすることもできる。
この場合、低減対象となる高調波成分の数だけ上述した
高調波電流制御回路を設ければよい。
The motor control device according to the eighth embodiment has a configuration in which two sets of harmonic control circuits of the motor control device according to the fifth embodiment are provided. Similarly, a configuration in which two sets of harmonic control circuits of the motor control device of the sixth embodiment are provided, or a configuration in which two sets of harmonic control circuits of the motor control device of the seventh embodiment are provided. It can also be. In the motor control device having these configurations, 2
Although it is possible to reduce harmonic components of three orders, it is also possible to adopt a configuration in which three or more harmonic components are reduced.
In this case, the above-described harmonic current control circuits may be provided by the number of harmonic components to be reduced.

【0072】本発明は、上述した実施の形態に限定され
ることはない。例えば、第2〜第4の実施の形態のモー
タ制御装置の高調波電流制御回路における制御対象であ
る高調波電流成分の次数は、モータ速度やモータにかか
る負荷などのモータの制御状態に応じて切り替えること
ができる。また、交流モータの種類に限定されることは
なく、同期モータや誘導モータに適用することもでき
る。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the order of the harmonic current component to be controlled in the harmonic current control circuit of the motor control device of the second to fourth embodiments depends on the control state of the motor such as the motor speed and the load applied to the motor. You can switch. Further, the present invention is not limited to the type of AC motor, and can be applied to a synchronous motor or an induction motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態のモータ制御装置の構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a first embodiment.

【図2】第2の実施の形態のモータ制御装置の構成を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a second embodiment.

【図3】第3の実施の形態のモータ制御装置の構成を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a third embodiment.

【図4】第4の実施の形態のモータ制御装置の構成を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a fourth embodiment.

【図5】従来のモータ制御装置により駆動したモータの
電流波形を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a current waveform of a motor driven by a conventional motor control device.

【図6】第1の実施の形態により駆動したモータの電流
波形を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a current waveform of a motor driven according to the first embodiment.

【図7】IPMモータのローター構造を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a rotor structure of an IPM motor.

【図8】SPMモータのローター構造を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a rotor structure of the SPM motor.

【図9】第5の実施の形態のモータ制御装置の構成を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a fifth embodiment.

【図10】第5の実施の形態のモータ制御装置における
高調波電流検出部の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detector in a motor control device according to a fifth embodiment.

【図11】電流応答予測部にローパス・フィルタを用い
て構成される高調波電流検出部の構成を示すブロック図
である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detection unit configured using a low-pass filter in a current response prediction unit.

【図12】ローパス・フィルタの時定数を可変としたと
きの高調波電流検出部の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detection unit when a time constant of a low-pass filter is variable.

【図13】dq軸の電流指令値を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a current command value on the dq axes.

【図14】図13に示す電流指令値に対して、第1の実
施の形態のモータ制御装置により検出されるq軸の高調
波電流を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing q-axis harmonic currents detected by the motor control device according to the first embodiment with respect to the current command values shown in FIG.

【図15】図13に示す電流指令値に対して、第5の実
施の形態のモータ制御装置により検出されるq軸の高調
波電流を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a q-axis harmonic current detected by the motor control device according to the fifth embodiment with respect to the current command value shown in FIG.

【図16】図13に示す電流指令値に対して、dq軸の
電流応答値を示す図である。
16 is a diagram showing a current response value on the dq axes with respect to the current command value shown in FIG.

【図17】図16の一部を拡大した図である。FIG. 17 is an enlarged view of a part of FIG. 16;

【図18】第6の実施の形態のモータ制御装置の構成を
示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a sixth embodiment.

【図19】第6の実施の形態のモータ制御装置における
高調波電流検出部の構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detector in a motor control device according to a sixth embodiment.

【図20】ローパス・フィルタの時定数を可変としたと
きの第6の実施の形態の高調波電流検出部の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detector according to a sixth embodiment when the time constant of the low-pass filter is variable.

【図21】第7の実施の形態のモータ制御装置の構成を
示す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to a seventh embodiment.

【図22】第7の実施の形態のモータ制御装置における
高調波電流検出部の構成を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detection unit in a motor control device according to a seventh embodiment.

【図23】ローパス・フィルタの時定数を可変としたと
きの第7の実施の形態の高調波電流検出部の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of a harmonic current detector according to a seventh embodiment when the time constant of the low-pass filter is variable.

【図24】第8の実施の形態のモータ制御装置の構成を
示す図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a motor control device according to an eighth embodiment.

【図25】従来のモータ制御装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a conventional motor control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トルク制御部 2 基本波電流制御部 3 dq/3相変換部 4 電力変換部 5 位相速度演算部 6,7 電流センサー 8 3相/dq変換部 9 ハイパス・フィルター 10 dq/dhqh変換部 10A dq/dh1qh1変換部 10B dq/dh2qh2変換部 11 高調波電流制御部 12 dhqh/dq変換部 12A dh1qh1/dq変換部 12B dh2qh2/dq変換部 13,14 加算器 21 3相/dhqh変換部 22 dhqh/3相変換部 31 dq/αβ変換部 32 αβ/3相変換部 33 3相/αβ変換部 34 αβ/dq変換部 35 αβ/dhqh変換部 36 dhqh/αβ変換部 50、50A、50B、50C、50D、50E 高調
波電流検出部 51 電流応答予測部 51a、51aA、51aB、51aC、51aD、5
1aE、 ローパス・フィルタ 52、53 減算器 54、54C、54E 時定数テーブル 55 dq/3相変換部 56 dq/αβ変換部 M 3相交流モータ PS エンコーダー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Torque control part 2 Fundamental wave current control part 3 dq / 3 phase conversion part 4 Power conversion part 5 Phase speed calculation part 6,7 Current sensor 8 Three phase / dq conversion part 9 High pass filter 10 dq / dhqh conversion part 10A dq / Dh1qh1 converter 10B dq / dh2qh2 converter 11 harmonic current controller 12 dhqh / dq converter 12A dh1qh1 / dq converter 12B dh2qh2 / dq converter 13,14 adder 21 three-phase / dhqh converter 22h Phase converter 31 dq / αβ converter 32 αβ / 3-phase converter 33 3-phase / αβ converter 34 αβ / dq converter 35 αβ / dhqh converter 36 dhqh / αβ converter 50, 50A, 50B, 50C, 50D , 50E harmonic current detector 51 current response predictor 51a, 51aA, 51aB, 51aC, 51aD, 5
1aE, low-pass filter 52, 53 subtractor 54, 54C, 54E time constant table 55 dq / 3-phase converter 56 dq / αβ converter M 3-phase AC motor PS encoder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米倉 光一郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 塚本 雅裕 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 DA07 DB20 DC12 RR01 XA02 XA13 5H576 BB04 DD07 EE01 GG04 JJ17 JJ25 LL07 LL22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Koichiro Yonekura 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Masahiro Tsukamoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. Terms (reference) 5H560 BB04 BB12 DA07 DB20 DC12 RR01 XA02 XA13 5H576 BB04 DD07 EE01 GG04 JJ17 JJ25 LL07 LL22

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3相交流モータに流れる電流の励磁電流成
分に対応するd軸とトルク電流成分に対応するq軸とか
らなり、モータ回転に同期して回転するdq座標系でモ
ータ電流の基本波成分を制御する基本波電流制御回路
と、 モータ電流の基本波成分の周波数の整数倍の周波数で回
転する直交座標系(以下、高調波座標系と呼ぶ)でモー
タ電流に含まれる高調波成分を制御する高調波電流制御
回路とを備え、 前記基本波電流制御回路の出力と前記高調波電流制御回
路の出力とを加算して3相交流座標系の各相の電圧指令
値を生成し、3相交流モータを駆動制御することを特徴
とするモータ制御装置。
1. A dq coordinate system comprising a d-axis corresponding to an exciting current component of a current flowing through a three-phase AC motor and a q-axis corresponding to a torque current component, and rotating in synchronization with motor rotation. A fundamental wave current control circuit for controlling a wave component, and a harmonic component included in the motor current in an orthogonal coordinate system (hereinafter referred to as a harmonic coordinate system) rotating at an integer multiple of the frequency of the fundamental wave component of the motor current. A harmonic current control circuit for controlling the output of the fundamental current control circuit and the output of the harmonic current control circuit to generate a voltage command value of each phase of the three-phase AC coordinate system, A motor control device for driving and controlling a three-phase AC motor.
【請求項2】請求項1に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波座標系を前記基本波電流制御回路のみでモー
タ電流を制御した場合に発生する所定次数の高調波成分
の周波数で回転する直交座標系とし、 前記高調波電流制御回路は、モータ電流に含まれる高調
波成分の内の前記所定次数の高調波成分が0となるよう
に高調波電流を制御することを特徴とするモータ制御装
置。
2. The motor control device according to claim 1, wherein the harmonic coordinate system rotates at a frequency of a harmonic component of a predetermined order generated when the motor current is controlled only by the fundamental current control circuit. A motor having a rectangular coordinate system, wherein the harmonic current control circuit controls the harmonic current so that the harmonic component of the predetermined order among the harmonic components included in the motor current becomes zero. apparatus.
【請求項3】請求項2に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波電流制御回路は、モータ電流をdq座標系の
電流に変換し、このdq座標系の電流の高調波成分を検
出して前記高調波座標系の高調波電流に変換することを
特徴とするモータ制御装置。
3. The motor control device according to claim 2, wherein the harmonic current control circuit converts the motor current into a current in a dq coordinate system and detects a harmonic component of the current in the dq coordinate system. A motor control device for converting into a harmonic current in the harmonic coordinate system.
【請求項4】請求項2に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波電流制御回路は、モータ電流の高調波成分を
検出して前記高調波座標系の高調波電流に変換すること
を特徴とするモータ制御装置。
4. The motor control device according to claim 2, wherein the harmonic current control circuit detects a harmonic component of the motor current and converts it into a harmonic current in the harmonic coordinate system. Motor control device.
【請求項5】請求項2に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波電流制御回路は、モータ電流をモータのステ
ーター側に固定されたαβ直交座標系の電流に変換し、
このαβ座標系の電流の高調波成分を検出して前記高調
波座標系の高調波電流に変換することを特徴とするモー
タ制御装置。
5. The motor control device according to claim 2, wherein the harmonic current control circuit converts the motor current into a current in an αβ orthogonal coordinate system fixed on a stator side of the motor,
A motor control device, wherein a harmonic component of the current in the αβ coordinate system is detected and converted to a harmonic current in the harmonic coordinate system.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかの項に記載のモー
タ制御装置において、 前記高調波電流制御回路における制御対象の高調波次数
をモータの駆動状態に応じて切り換えることを特徴とす
るモータ制御装置。
6. The motor control device according to claim 1, wherein a harmonic order to be controlled in the harmonic current control circuit is switched according to a driving state of the motor. Motor control device.
【請求項7】請求項3に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波電流制御回路は、dq座標系の電流指令値に
対する電流応答値を予測する電流応答値予測回路と、 dq座標系の電流値から前記電流応答値予測回路で予測
された電流応答値を減算して高調波電流を検出する高調
波電流検出回路を備えることを特徴とするモータ制御装
置。
7. The motor control device according to claim 3, wherein the harmonic current control circuit predicts a current response value to a current command value in a dq coordinate system, and a current response value in a dq coordinate system. A motor control device comprising: a harmonic current detection circuit that detects a harmonic current by subtracting a current response value predicted by the current response value prediction circuit from a value.
【請求項8】請求項4に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波電流制御回路は、モータ電流指令値に対する
電流応答値を予測する電流応答値予測回路と、 基本波電流値から前記電流応答値予測回路で予測された
電流応答値を減算して高調波電流を検出する高調波電流
検出回路を備えることを特徴とするモータ制御装置。
8. The motor control device according to claim 4, wherein said harmonic current control circuit predicts a current response value to a motor current command value, and said current response value is calculated from a fundamental wave current value. A motor control device comprising: a harmonic current detection circuit that detects a harmonic current by subtracting a current response value predicted by a value prediction circuit.
【請求項9】請求項5に記載のモータ制御装置におい
て、 前記高調波電流制御回路は、αβ座標系の電流指令値に
対する電流応答値を予測する電流応答値予測回路と、 αβ座標系の電流値から前記電流応答値予測回路で予測
された電流応答値を減算して高調波電流を検出する高調
波電流検出回路を備えることを特徴とするモータ制御装
置。
9. The motor control device according to claim 5, wherein the harmonic current control circuit predicts a current response value to a current command value in an αβ coordinate system, and a current response value in an αβ coordinate system. A motor control device comprising: a harmonic current detection circuit that detects a harmonic current by subtracting a current response value predicted by the current response value prediction circuit from a value.
【請求項10】請求項7〜9のいずれかの項に記載のモ
ータ制御装置において、 前記電流応答値予測回路は、ローパス・フィルタである
ことを特徴とするモータ制御装置。
10. The motor control device according to claim 7, wherein said current response value prediction circuit is a low-pass filter.
【請求項11】請求項10に記載のモータ制御装置にお
いて、 前記ローパス・フィルタの時定数は、モータの状態が変
化することに伴い変化することを特徴とするモータ制御
装置。
11. The motor control device according to claim 10, wherein the time constant of the low-pass filter changes as the state of the motor changes.
【請求項12】請求項1〜11のいずれかの項に記載の
モータ制御装置において、 複数の次数の高調波電流に対応する複数組の前記高調波
電流制御回路を備えることを特徴とするモータ制御装
置。
12. The motor control device according to claim 1, further comprising a plurality of sets of said harmonic current control circuits corresponding to a plurality of harmonic currents of a plurality of orders. Control device.
【請求項13】請求項12に記載のモータ制御装置にお
いて、 前記高調波電流制御回路における制御対象の高調波次数
を、モータ電流に含まれる高調波成分の多い順に決定す
ることを特徴とするモータ制御装置。
13. The motor control device according to claim 12, wherein the harmonic order to be controlled in the harmonic current control circuit is determined in the order of higher harmonic components included in the motor current. Control device.
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