JP2009278733A - Motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ制御装置に係り、特に、複数相の巻線、及び永久磁石を含んで構成された磁石回転子を有し、複数相の巻線に順に電圧が印加されて各巻線に順に電流が流れることによって発生する回転磁界により磁石回転子が回転するモータの制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device, and in particular, has a multi-phase winding and a magnet rotor configured to include a permanent magnet, and a voltage is sequentially applied to the multi-phase winding so that each winding is in turn. The present invention relates to a motor control device in which a magnet rotor is rotated by a rotating magnetic field generated by current flow.
ブラシレスモータはブラシと整流子とが無いモータとして知られている。このブラシレスモータでは、ブラシ付きモータがブラシと整流子とが接触しているのに対し、摩擦消耗が発生しないため長期間の駆動に適している。このため、使用頻度が激しく、かつメンテナンスを定期的にされないような環境での駆動用モータとして幅広く用いられている。 A brushless motor is known as a motor without a brush and a commutator. This brushless motor is suitable for long-term driving because the brushed motor is in contact with the commutator and the brush is free from frictional wear. For this reason, it is widely used as a drive motor in an environment where the frequency of use is intense and maintenance is not performed regularly.
このブラシレスモータは、複数相の巻線に順に電圧が印加されて各巻線に順に電流が流れることによって発生する回転磁界により、永久磁石を含んで構成された磁石回転子が回転する。 In this brushless motor, a magnet rotor including a permanent magnet is rotated by a rotating magnetic field generated by sequentially applying a voltage to a plurality of phase windings and causing a current to flow through each winding in turn.
このブラシレスモータを高効率で駆動させる制御方式として、ベクトル制御が知られている(例えば、特許文献1)。このベクトル制御では、複数相の巻線に実際に流れる電流を検出し、検出した複数相の巻線の電流値を三相二相変換によりdq座標系に座標変換し、dq座標系の電流値をdq座標系の電流指令値と比較することにより、速度制御やトルク制御を行っている。
ところで、理想的なブラシレスモータでは、複数相の巻線にそれぞれ流れる電流が正弦波となる。このため、ベクトル制御では、各巻線に流れる電流を正弦波形として扱って三相二相変換してdq座標系に座標変換している。 By the way, in an ideal brushless motor, the currents flowing in the windings of the plurality of phases are sine waves. For this reason, in the vector control, the current flowing through each winding is treated as a sine waveform, and three-phase two-phase conversion is performed to perform coordinate conversion into the dq coordinate system.
しかしながら、実際のブラシレスモータでは、磁石回転子の磁石の着磁状態のムラや電流脈動、電流歪み等により各巻線に流れる電流に歪みが発生し、この電流の歪みによって磁石回転子の回転にトルクリプルが発生してしまい、モータを安定して回転駆動させることができない場合がある、という問題点があった。 However, in an actual brushless motor, the current flowing in each winding is distorted due to uneven magnetization of the magnet of the magnet rotor, current pulsation, current distortion, etc., and this current distortion causes torque ripple in the rotation of the magnet rotor. Has occurred, and there has been a problem that the motor cannot be driven to rotate stably.
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、トルクリプルの発生を抑えてモータを安定して回転駆動させることができるモータ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a motor control device that can stably rotate and drive a motor while suppressing generation of torque ripple.
上記目的を達成するために請求項1記載の発明に係るモータ制御装置は、複数相の巻線、及び永久磁石を含んで構成されると共に、前記複数相の巻線に順に電圧が印加されて各巻線に順に電流が流れることによって発生する回転磁界により回転する磁石回転子を有するモータの前記複数相の巻線に順に電圧を印加する電圧印加手段と、前記磁石回転子の回転に伴って誘導電圧を発生するコイルと、前記コイルに発生する誘導電圧の波形を正弦波形とした場合の理想的なモータの誘起電圧の電圧値を導出する導出手段と、前記コイルに発生した実際の誘導電圧の電圧値と前記導出手段により導出された理想的な電圧値とを比較し、実際の誘導電圧の電圧値と前記理想的な電圧値との差に応じて前記電圧印加手段より前記複数相の巻線に印加される電圧を補正する補正手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, a motor control device according to a first aspect of the present invention includes a plurality of phase windings and permanent magnets, and a voltage is sequentially applied to the plurality of phase windings. Voltage application means for sequentially applying a voltage to the plurality of phase windings of a motor having a magnet rotor that is rotated by a rotating magnetic field generated by a current flowing in sequence in each winding, and induction with the rotation of the magnet rotor A coil for generating a voltage, deriving means for deriving an ideal motor induced voltage when the waveform of the induced voltage generated in the coil is a sine waveform, and an actual induced voltage generated in the coil The voltage value is compared with the ideal voltage value derived by the deriving means, and the winding of the plurality of phases is performed by the voltage applying means according to the difference between the actual induced voltage value and the ideal voltage value. Applied to the wire It includes a correcting means for correcting the voltage.
請求項1記載のモータ制御装置は、複数相の巻線、及び永久磁石を含んで構成されると共に、前記複数相の巻線に順に電圧が印加されて各巻線に順に電流が流れることによって発生する回転磁界により回転する磁石回転子を有するモータの複数相の巻線に、電圧印加手段により順に電圧が印加され、磁石回転子の回転に伴ってコイルに誘導電圧が発生する。 The motor control device according to claim 1 includes a plurality of phase windings and a permanent magnet, and is generated by sequentially applying a voltage to the plurality of phase windings and causing a current to flow in each winding in order. A voltage is sequentially applied to the windings of a plurality of phases of a motor having a magnet rotor rotated by a rotating magnetic field, and an induced voltage is generated in the coil as the magnet rotor rotates.
また、導出手段により、コイルに発生する誘導電圧の波形を正弦波形とした場合の理想的なモータの誘起電圧の電圧値が導出される。 The deriving means derives an ideal voltage value of the induced voltage of the motor when the waveform of the induced voltage generated in the coil is a sine waveform.
そして、本発明では、補正手段により、コイルに発生した実際の誘導電圧の電圧値と前記導出手段により導出された理想的な電圧値とを比較し、実際の誘導電圧の電圧値と理想的な電圧値との差に応じて電圧印加手段より複数相の巻線に印加される電圧が補正される。 In the present invention, the correction means compares the voltage value of the actual induced voltage generated in the coil with the ideal voltage value derived by the deriving means, and compares the actual voltage value of the induced voltage with the ideal voltage value. The voltage applied to the windings of the plurality of phases by the voltage applying means is corrected according to the difference from the voltage value.
このように、本発明では、磁石回転子の回転にトルクリプルが発生したとしても、磁石回転子の回転に伴ってコイルに発生した実際の誘導電圧の電圧値と理想的な電圧値とを比較し、実際の誘導電圧の電圧値と理想的な電圧値との差に応じてモータの複数相の巻線に順に印加する電圧を補正しているので、トルクリプルの発生を抑えてモータを安定して回転駆動させることができる。 Thus, in the present invention, even if a torque ripple occurs in the rotation of the magnet rotor, the voltage value of the actual induced voltage generated in the coil with the rotation of the magnet rotor is compared with the ideal voltage value. Since the voltage applied to the windings of the multiple phases of the motor in order is corrected according to the difference between the actual induced voltage value and the ideal voltage value, torque ripple is suppressed and the motor is stabilized. It can be rotated.
なお、請求項1記載の発明は、請求項2記載のように、前記磁石回転子の回転速度及び回転角度を検出する回転検出手段と、前記磁石回転子の回転速度及び回転角度に応じた理想的なモータの磁束に関する情報を記憶した記憶手段と、をさらに備え、前記導出手段が、前記記憶手段に記憶された磁束に関する情報に基づいて、前記回転検出手段により検出された回転速度及び回転角度に応じた理想的な電圧値を導出してもよい。 In addition, the invention according to claim 1 is the rotation detection means for detecting the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor, and the ideal according to the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor. Storage means for storing information on the magnetic flux of a typical motor, wherein the derivation means detects the rotation speed and the rotation angle detected by the rotation detection means based on the information on the magnetic flux stored in the storage means. An ideal voltage value according to the above may be derived.
この請求項2記載の発明によれば、磁石回転子の回転速度及び回転角度に応じた理想的なモータの磁束に関する情報を予め記憶しておくことにより、磁石回転子の回転速度及び回転角度に応じた理想的な電圧値を速やかに導出できる。 According to the second aspect of the invention, by storing in advance information on the ideal motor magnetic flux corresponding to the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor, the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor can be stored. A corresponding ideal voltage value can be quickly derived.
また、本発明は、請求項3記載のように、前記複数相の巻線に各々流れる電流値を三相二相変換して励磁電流に対応するd軸電流値及びトルク発生電流に対応するq軸電流値を求め、当該d軸電流値及びq軸電流値がそれぞれ指定された指定電流値となるように前記電圧印加手段より前記複数相の巻線に印加される電圧を制御する電圧制御手段をさらに備え、前記補正手段が、前記実際の誘導電圧の電圧値と前記理想的な電圧値との差に応じて少なくともq軸成分を補正してもよい。 According to a third aspect of the present invention, the current value flowing through each of the plurality of phase windings is three-phase to two-phase converted, and the d-axis current value corresponding to the excitation current and the q corresponding to the torque generation current are provided. Voltage control means for obtaining an axial current value and controlling the voltage applied to the windings of the plurality of phases from the voltage applying means so that the d-axis current value and the q-axis current value are respectively designated designated current values. The correction means may correct at least the q-axis component according to the difference between the voltage value of the actual induced voltage and the ideal voltage value.
この請求項3記載の発明によれば、複数相の巻線に各々流れる電流値を三相二相変換し、d軸電流値及びq軸電流値を電流指令値と比較するベクトル制御を行うことにより、モータを高効率で駆動させることができる。また、ベクトル制御では、少なくともq軸成分を補正することにより、トルクリプルの発生を抑えることができる。 According to the third aspect of the present invention, the current value flowing through the windings of the plurality of phases is three-phase to two-phase converted, and the vector control for comparing the d-axis current value and the q-axis current value with the current command value is performed. Thus, the motor can be driven with high efficiency. In vector control, it is possible to suppress occurrence of torque ripple by correcting at least the q-axis component.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施の形態に係るモータ制御装置10及びモータ制御装置10により制御されるモータ20が示されている。
FIG. 1 shows a
本実施の形態に係るモータ20は、3相(U相、V相、W相)の巻線、及び磁石回転子を含んで構成された3相ブラシレスモータとされている。モータ20は、各相の巻線に順に電圧が印加されて各巻線に順に電流が流れることによって発生する回転磁界により磁石回転子が回転する。
The
また、本実施の形態に係るモータ20は、3相の巻線とは別に磁石回転子の回転に伴って誘導電圧が発生するサーチコイル22を備えている。
Further, the
モータ制御装置10は、モータ20の回転速度を検出するための回転センサ30と、回転センサ30の出力に基づいてモータ20の回転軸の回転速度を制御するためのコントローラ50と、コントローラ50からの制御に応じて3相の各巻線に交流電流を供給することによりモータ20を回転駆動させるインバータ32と、インバータ32からモータ20のU相、V相、W相の各巻線に実際に流れる電流を検出する電流センサ34と、を主要構成要素として構成されている。
The
インバータ32は、FET(Field Effect Transistor)などの電力変換素子により、コントローラ50より入力されるU、V、Wの各相の電流指定値にしたがって、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て、3相の各巻線に3相交流電圧U、V、Wを印加する。
The
回転センサ30は、モータ20の回転軸に設けられている。回転センサ30は、モータ20の回転軸が所定角度回転する毎にパルス信号を出力するものとされている。また、回転センサ30は、モータ20の回転軸が所定の回転角度となると回転軸の回転角度の検出に使用する原点位置信号を出力するものとされている。回転センサ30は、モータ20の回転軸が回転すると回転軸の回転速度の応じた周期でパルス信号を出力し、また、回転軸が1回転する毎に原点位置信号を出力。
The
電流センサ34は、モータ20のU相、V相、W相の各巻線に実際に流れる電流をそれぞれ検出しており、U相、V相、W相の各巻線に流れる電流値iu,iv、iwを示す信号を各々コントローラ50へ出力する。
The
コントローラ50は、回転センサ30、電流センサ34、サーチコイル22及び外部装置とそれぞれ電気的に接続されており、回転センサ30からパルス信号と原点位置信号、電流センサ34からU相、V相、W相の各巻線に流れる電流値iu,iv、iwを示す信号、サーチコイル22に発生した誘導電圧、及び外部装置から目標とする回転速度に応じた電流指令値がそれぞれ入力されるようになっている。
The
コントローラ50は、演算装置であるCPUや記憶装置であるRAM、ROM等を含んで構成されている。コントローラ50は、電流指令値と実際に巻線に流れる電流値とを比較してこれらの差がなくなるように、インバータ32による各巻線への給電の有無、供給電流の大きさを制御するようになっている。
The
図1には、コントローラ50による回転速度の制御の流れを機能的に示した機能ブロック図が示されている。
FIG. 1 is a functional block diagram functionally showing the flow of control of the rotation speed by the
同図に示すように、コントローラ50は、回転角度・回転速度検出部52と、モータ磁束情報記憶部54と、電圧値導出部56と、誤差補正演算部58と、2相交流変換部60と、回転座標変換部62と、加算部64と、減算部66と、PI制御部68と、直交座標変換部70と、3相交流変換部72と、を備えている。
As shown in the figure, the
回転センサ30から出力されるパルス信号及び原点位置信号は、回転角度・回転速度検出部52に入力される。また、電流センサ34から出力される電流iu,iv,iwを示す信号は、2相交流変換部60に入力される。さらに、サーチコイル22に発生した誘導電圧eθは、誤差補正演算部58に供給される。
The pulse signal and the origin position signal output from the
回転角度・回転速度検出部52は、原点位置信号が入力する毎にカウント値をゼロとして、入力するパルス信号のパルス数をカウントすることによりモータ20の回転軸の回転角度θを検出する。また、回転角度・回転速度検出部52は、入力するパルス信号のパルス幅または単位時間当りのパルス数を検出することによりモータ20の回転軸の回転速度ωを検出する。回転角度・回転速度検出部52は、検出した回転角度θを電圧値導出部56、回転座標変換部62及び直交座標変換部70へ出力し、また、検出した回転速度ωを電圧値導出部56へ出力する。
The rotation angle / rotation
ここで、サーチコイル22には、モータ20の磁石回転子の回転に伴って誘導電圧eθが発生する。この誘導電圧eθは、理想的には正弦波形となるため、磁石回転子の回転速度に応じて誘導電圧の発生周期や発生する電圧値を実験やコンピュータシミュレーションにより求めることができる。
Here, an induced voltage eθ is generated in the
本実施の形態では、理想的なモータの磁束に関する情報をモータ磁束情報記憶部54に記憶している。なお、本実施の形態では、モータ磁束情報を、磁石回転子の回転速度及び回転角度毎に理想的なモータの磁束をテーブルとして記憶するもとするが、例えば、磁石回転子の回転速度及び回転角度を入力パラメータとし、理想的なモータ磁束を出力パラメータとする関数として記憶してもよい。
In the present embodiment, information regarding the ideal motor magnetic flux is stored in the motor magnetic flux
電圧値導出部56は、モータ磁束情報記憶部54に記憶されたモータ磁束情報に基づき、回転角度・回転速度検出部52により検出された回転速度ω及び回転角度θに応じた理想的な電圧値eを導出し、導出した理想的な電圧値eを誤差補正演算部58へ出力する。
The voltage
誤差補正演算部58は、サーチコイル22に発生する実際の誘導電圧eθを検出しており、検出した実際の誘導電圧の電圧値eθと電圧値導出部56により導出された理想的な電圧値eとを比較し、実際の誘導電圧の電圧値eθに対する理想的な電圧値eの差を求め、当該差を補正量Δiとして加算部64へ出力する。
The error
2相交流変換部60は、電流センサ34から入力され信号により示されるU相、V相、W相の巻線に流れる3相交流の電流値iu,iv,iwを2相交流の電流値iα,iβに変換する。回転座標変換部62は、2相交流変換部60により変換された2相交流の電流値iα,iβを、回転角度・回転速度検出部52により検出された回転角度θの回転座標系で示した励磁電流に対応するd軸電流値idとトルク発生電流に対応するq軸電流値の電流値に変換する。
The two-phase alternating
すなわち、本実施の形態では、2相交流変換部60及び回転座標変換部62によって、3相交流の電流値iu,iv、iwの三相二相変換を行ってd軸電流値id及びq軸電流値iqを求めている。
That is, in the present embodiment, the two-phase alternating
回転座標変換部62は、変換したd軸電流値id及びq軸電流値iqを減算部66へ出力する。
The rotation coordinate
加算部64には、誤差補正演算部58により求められた補正量Δiと共に、外部装置からの電流指令値も入力している。
In addition to the correction amount Δi obtained by the error
本実施の形態では、加算部64に電流指令値として、目標とするd軸電流を指令するd軸電流指令値id*と、目標とするq軸電流を指令するq軸電流指令値iq*が入力する。
In the present embodiment, a d-axis current command value id * for commanding a target d-axis current and a q-axis current command value iq * for commanding a target q-axis current are used as current command values for the
加算部64は、入力したd軸電流指令値id*を減算部66へそのまま出力すると共に、入力したq軸電流指令値iq*に対して補正量Δiを加算し、加算によって得られた値を新たなq軸電流指令値iq*として減算部66へ出力する。
The
減算部66は、入力したq軸電流指令値iq*からq軸電流値iqを減算してq軸の偏差を求めると共に、入力したd軸電流指令値id*からd軸電流値idを減算してd軸の偏差を求める。減算部66は、求めたq軸及びd軸の偏差をPI制御部68へ出力する。
The subtracting
PI制御部68は、q軸及びd軸毎に、減算部66により求められたq軸及びd軸の偏差の比例計算(P制御)、及び偏差を時間積分する積分計算(I制御)を行い、この比例計算、及び積分計算により求められる比例値と積分値とを加算して得られる値に対して所定のゲイン係数を乗算し、当該乗算により得られた値を電流指定値νd*,νq*として直交座標変換部70へ出力する。
The
直交座標変換部70は、PI制御部68により求められた、回転角度θの回転座標系で示された電流指定値νd*,νq*を静止座標系の電流指定値να*,νβ*に変換する。3相交流変換部72は、直交座標変換部70により変換された静止座標系の2相交流の電流指定値να*,νβ*を3相交流の電流指定値νu*,νv*,νw*に変換し、インバータ32へ出力する。
Orthogonal coordinate converting
すなわち、本実施の形態では、直交座標変換部70及び3相交流変換部72によって回転座標系の電流指定値νd*,νq*の二相三相変換を行って3相交流の電流指定値νu*,νv*,νw*を求めている。
That is, in the present embodiment, the orthogonal coordinate
ところで、以上のように構成されたモータ制御装置10の各構成要素(回転角度・回転速度検出部52、電圧値導出部56、誤差補正演算部58、2相交流変換部60、回転座標変換部62、加算部64、減算部66、PI制御部68、直交座標変換部70、及び3相交流変換部72)に対応する処理は、プログラムを実行することにより、コンピュータを利用してソフトウェア構成により実現することができる。但し、ソフトウェア構成による実現に限られるものではなく、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成の組み合わせによって実現することもできることは言うまでもない。
By the way, each component (the rotation angle / rotation
以下では、本実施の形態に係るコントローラ50が、ベクトル制御処理プログラムを実行することにより上記各構成要素による処理を実現するものとされている場合について説明する。この場合、ベクトル制御処理プログラムをコントローラ50に備えられたROMに予め記憶されている。また、上記モータ磁束情報もROMに予め記憶されている。
Below, the case where the
次に、本実施の形態に係るモータ制御装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the
モータ20は、コントローラ50が作動してインバータ32からモータ20の3相の各巻線に3相交流電圧U、V、Wが印加され、各巻線に順に電流が流れることによって発生する回転磁界により磁石回転子が回転する。
The
モータ20の磁石回転子が回転すると、回転センサ30は、モータ20の回転軸の回転速度に応じた周期でパルス信号を出力する。出力されたパルス信号はコントローラ50に入力する。また、電流センサ34は、モータ20のU相、V相、W相の各巻線に実際に流れる電流をそれぞれ検出し、U相、V相、W相の巻線に流れる電流値iu,iv、iwを示す信号を各々コントローラ50へ出力する。さらに、サーチコイル22には、磁石回転子の回転に伴って誘導電圧eθが発生する。
When the magnet rotor of the
コントローラ50は、ベクトル制御処理プログラムを実行することにより、モータ20の回転駆動を制御している。
The
図2には、コントローラ50により実行されるベクトル制御処理プログラムの処理の流れが示されている。なお、以下のベクトル制御処理プログラムの処理は、モータ20を回転駆動させる間、所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 2 shows the flow of processing of the vector control processing program executed by the
ステップ100では、回転センサ30から入力するパルス信号のパルス数からモータ20の回転軸の回転角度θを検出し、また、入力するパルス信号のパルス幅または単位時間当りのパルス数からモータ20の回転軸の回転速度ωを検出する。
In
次のステップ102では、サーチコイル22に発生する誘導電圧のサンプリングを行って実際の誘導電圧の電圧値eθを検出する。
In the
次のステップ104では、予め記憶したモータ磁束情報に基づき、上記ステップ100において検出されたモータ20の回転軸の回転角度θ及び回転速度ωに応じた理想的な電圧値eを導出する。
In the
次のステップ106では、実際の誘導電圧の電圧値eθと上記ステップ104で導出された理想的な電圧値eとを比較し、実際の誘導電圧の電圧値eθに対する理想的な電圧値eの差を求め、当該差を補正量Δiとする。
In the
次のステップ108では、上記ステップ100において検出したU相、V相、W相の巻線に流れる電流値iu,iv,iwに対して三相二相変換を行ってd軸電流値id及びq軸電流値iqを求める。
In the
次のステップ110では、外部装置から入力したq軸電流指令値iq*に対して上記ステップ106において求めた補正量Δiを加算する。
In the
次のステップ112では、補正量Δiを加算したq軸電流指令値iq*からq軸電流値iqを減算してq軸の偏差を求め、また、外部装置から入力したd軸電流指令値id*からd軸電流値idを減算してd軸の偏差を求める。
In the
次のステップ114では、q軸及びd軸毎に、q軸及びd軸の偏差の比例計算、及び積分計算を行い、この比例計算、及び積分計算により求められる比例値と積分値とを加算して得られる値に対して所定のゲイン係数を乗算し、当該乗算により得られた値を電流指定値νd*,νq*を求める。
In the
次のステップ116では、電流指定値νd*,νq*の二相三相変換を行って3相交流の電流指定値νu,νv,νwに変換し、変換した電流指定値νu,νv,νwをインバータ32へ出力する。
In the
インバータ32は、コントローラ50より入力される電流指定値νu,νv,νwにしたがって、バッテリなどの直流電源の直流電圧をスイッチングして、3相に分類された各巻線に3相交流電圧U、V、Wを印加してモータ20の各巻線に順に電流を流すことによって回転磁界を発生させる。これにより、モータ20の磁石回転子が回転する。
The
ところで、モータ20は、磁石回転子の磁石の着磁状態のムラや電流脈動、電流歪み等により各巻線に流れる電流に歪みが発生し、この電流の歪みによって磁石回転子の回転にトルクリプルが発生する場合がある。
By the way, in the
図3には、磁石回転子の回転にトルクリプルが発生した場合のサーチコイル22に発生する1周期分の実際の誘導電圧の電圧値eθの波形と、当該誘導電圧を正弦波形とした理想的な電圧値eの波形が示されている。
In FIG. 3, an ideal that the waveform of the voltage value e theta induced voltage actual for one period generated in the
モータ20の磁石回転子の回転にトルクリプルが発生してサーチコイル22に発生する実際の誘導電圧が歪んだ場合、実際の電圧値eθと理想的な電圧値eとの間には誤差が発生する。図3では、サーチコイル22に発生する実際の電圧値eθに対する理想的な電圧値eの差(補正量Δi)が誤差として示されている。誤差の波形は、図3に示すように、実際の電圧値eθが理想的な電圧値eよりも大きい場合にマイナスとなり、実際の電圧値eθが理想的な電圧値eよりも小さい場合にプラスとなる。
When torque ripple occurs in the rotation of the magnet rotor of the
本実施の形態に係るコントローラ50は、外部装置から入力するq軸電流指令値iq*に補正量Δiを加算することにより、インバータ32からモータ20の各巻線に印加される電圧の補正を行っている。
The
この補正により、サーチコイル22に発生する実際の電圧値eθが理想的な電圧値eよりも大きい場合はq軸電流指令値iq*がマイナスされてモータ20の各相の巻線に流れる電流が低下し、サーチコイル22に発生する実際の電圧値eθが理想的な電圧値eよりも小さい場合はq軸電流指令値iq*がプラスされてモータ20の各相の巻線に流れる電流が増加する。
This correction current actual voltage value generated in the search coil 22 e theta is flowing through each phase winding of the ideal case greater than the voltage value e is the q-axis current command value iq * is negative the
図4には、q軸電流指令値iq*を補正したことによるモータ20の各相(例えばU相)の巻線に流れる電流の変化が示されている。
FIG. 4 shows changes in the current flowing through the windings of the respective phases (for example, the U phase) of the
以上のように本実施の形態によれば、モータ20の磁石回転子の回転にトルクリプルが発生したとしても、磁石回転子の回転に伴ってサーチコイル22に発生する実際の誘導電圧と理想的な電圧値とを比較し、実際の誘導電圧の電圧値と理想的な電圧値との差に応じてモータ20の複数相の巻線に順に印加する電圧を補正しているので、トルクリプルの発生を抑えてモータを安定して回転駆動させることができる。
As described above, according to the present embodiment, even if torque ripple is generated in the rotation of the magnet rotor of the
なお、本実施の形態では、磁石回転子の回転速度及び回転角度に応じた理想的なモータの誘起電圧の電圧値を示すモータ磁束情報を予め記憶しておき、磁石回転子の回転速度及び回転角度に応じた理想的な電圧値を導出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電流センサ34により検出される複数相の巻線に各々流れる電流値に基づいて、理想的な誘起電圧を導出してもよい。
In this embodiment, motor magnetic flux information indicating a voltage value of an ideal induced voltage of the motor according to the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor is stored in advance, and the rotation speed and rotation of the magnet rotor are stored. Although the case of deriving an ideal voltage value according to the angle has been described, the present invention is not limited to this. For example, the current value flowing through the plurality of phase windings detected by the
また、本実施の形態のように、コントローラ50が各巻線に流れる電流を、d軸電流とq軸電流に分けて各巻線に印加する電圧をベクトル制御する場合、q軸電流は磁石回転子を回転させる成分である。このため、q軸電流の偏差を補正することにより、モータ20でのトルクリプルの発生を低減させることができる。なお、d軸電流は磁石回転子を径方向に加振させる成分であり、磁石回転子の径方向の剛性が低いと、磁石回転子のヨーク(ケース)を振動させてしまう。このため、d軸電流の偏差をさらに補正するようにしてもよい。
Further, as in the present embodiment, when the
その他、上記各実施の形態で説明したモータ制御装置10の構成(図1参照。)は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
In addition, the configuration (see FIG. 1) of the
また、本実施の形態で説明したベクトル制御処理プログラム(図2参照。)の処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。 The processing flow of the vector control processing program (see FIG. 2) described in the present embodiment is also an example, and it goes without saying that it can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
10…モータ制御装置、20…モータ、22…サーチコイル(コイル)、30…回転センサ(回転検出手段)、32…インバータ(電圧印加手段)、34…電流センサ(電流検出手段)、50…コントローラ、52…回転角度・回転速度検出部(回転検出手段)、54…モータ磁束情報記憶部(記憶手段)、56…電圧値導出部(導出手段)、58…誤差補正演算部(補正手段)、60…2相交流変換部(電圧制御手段)、62…回転座標変換部(電圧制御手段)、64…加算部(補正手段)、66…減算部(電圧制御手段)、68…PI制御部(電圧制御手段)、70…直交座標変換部(電圧制御手段)、72…3相交流変換部(電圧制御手段)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記磁石回転子の回転に伴って誘導電圧を発生するコイルと、
前記コイルに発生する誘導電圧の波形を正弦波形とした場合の理想的なモータの誘起電圧の電圧値を導出する導出手段と、
前記コイルに発生した実際の誘導電圧の電圧値と前記導出手段により導出された理想的な電圧値とを比較し、実際の誘導電圧の電圧値と前記理想的な電圧値との差に応じて前記電圧印加手段より前記複数相の巻線に印加される電圧を補正する補正手段と、
を備えたモータ制御装置。 A magnet rotor that is configured to include a plurality of phase windings and permanent magnets, and that is rotated by a rotating magnetic field generated by sequentially applying a voltage to each of the plurality of phase windings and causing a current to flow sequentially to each winding. Voltage applying means for sequentially applying a voltage to the plurality of phase windings of the motor having;
A coil that generates an induced voltage as the magnet rotor rotates,
Deriving means for deriving an ideal motor induced voltage value when the induced voltage waveform generated in the coil is a sine waveform;
The voltage value of the actual induced voltage generated in the coil is compared with the ideal voltage value derived by the deriving means, and according to the difference between the voltage value of the actual induced voltage and the ideal voltage value Correction means for correcting the voltage applied to the windings of the plurality of phases from the voltage application means;
A motor control device comprising:
前記磁石回転子の回転速度及び回転角度に応じた理想的なモータの磁束に関する情報を記憶した記憶手段と、をさらに備え、
前記導出手段は、前記記憶手段に記憶された磁束に関する情報に基づいて、前記回転検出手段により検出された回転速度及び回転角度に応じた前記理想的な電圧値を導出する
請求項1記載のモータ制御装置。 Rotation detection means for detecting the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor;
Storage means for storing information on the ideal magnetic flux according to the rotation speed and rotation angle of the magnet rotor,
2. The motor according to claim 1, wherein the derivation unit derives the ideal voltage value corresponding to the rotation speed and the rotation angle detected by the rotation detection unit based on information on the magnetic flux stored in the storage unit. Control device.
前記補正手段は、前記実際の誘導電圧の電圧値と前記理想的な電圧値との差に応じて少なくともq軸成分を補正する
請求項1又は請求項2記載のモータ制御装置。 Three-phase two-phase conversion is performed on current values flowing in the windings of the plurality of phases to obtain a d-axis current value corresponding to the excitation current and a q-axis current value corresponding to the torque generation current, and the d-axis current value and the q-axis Voltage control means for controlling the voltage applied to the windings of the plurality of phases from the voltage application means so that the current value becomes a specified current value, respectively,
The motor control device according to claim 1, wherein the correction unit corrects at least a q-axis component according to a difference between a voltage value of the actual induced voltage and the ideal voltage value.
Priority Applications (1)
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JP2008126052A JP2009278733A (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Motor controller |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017139945A (en) * | 2016-02-01 | 2017-08-10 | 株式会社デンソー | Controller for rotary electric machine |
JP2021118652A (en) * | 2020-01-28 | 2021-08-10 | マツダ株式会社 | Motor magnet temperature estimation device and hybrid vehicle including the same |
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2008
- 2008-05-13 JP JP2008126052A patent/JP2009278733A/en active Pending
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JP2021118652A (en) * | 2020-01-28 | 2021-08-10 | マツダ株式会社 | Motor magnet temperature estimation device and hybrid vehicle including the same |
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