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JP2010252496A - Motor drive system - Google Patents

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JP2010252496A
JP2010252496A JP2009098417A JP2009098417A JP2010252496A JP 2010252496 A JP2010252496 A JP 2010252496A JP 2009098417 A JP2009098417 A JP 2009098417A JP 2009098417 A JP2009098417 A JP 2009098417A JP 2010252496 A JP2010252496 A JP 2010252496A
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motor
current
voltage
inverter
neutral point
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Application number
JP2009098417A
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Japanese (ja)
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Kazunari Moriya
一成 守屋
Koji Umeno
孝治 梅野
Shoichi Sasaki
正一 佐々木
Sakaki Okamura
賢樹 岡村
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.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform accurate motor-neutral-point current control by correctly estimating a motor input power. <P>SOLUTION: The power from a capacitor 30 is supplied to a motor 22 via an inverter 24, and a DC power supply 32 is connected to the neutral point of the motor 22. An electronic control unit 40 determines a motor input power Pm, based on the expression: Pm=IdVd<SP>*</SP>+IqVq<SP>*</SP>(where a d-axis voltage command is Vd<SP>*</SP>, a q-axis voltage command is Vq<SP>*</SP>, a d-axis current is Id and q-axis current is Iq). By using the motor input power, the switching of the inverter 24 is controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

モータの中性点に直流電源を接続し、インバータの動作を制御することで、インバータの入力側のコンデンサ電圧を調整するとともに、インバータからの電流でモータを駆動するモータ駆動システムに関する。   The present invention relates to a motor drive system for connecting a DC power source to a neutral point of a motor and controlling the operation of the inverter to adjust the capacitor voltage on the input side of the inverter and to drive the motor with a current from the inverter.

従来より、バッテリからの直流電力をインバータで所定の交流電流に変換してモータを駆動するシステムが広く普及している。このようなシステムにおいて、モータの出力トルクを変更する場合には、インバータ入力電圧を変更することが好ましい。そこで、モータの中性点にバッテリを接続し、インバータ入力側にはコンデンサを接続し、インバータの駆動によってバッテリとコンデンサの間で電力をやり取りして、インバータ入力電圧を変更するモータシステムが提案されている。このシステムでは、モータの出力トルクに応じてインバータ入力電圧を制御できるとともに、バッテリ電圧を比較的低くしておきながら、十分なインバータ入力電圧が得られるというメリットが得られる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a system that drives a motor by converting DC power from a battery into a predetermined AC current using an inverter has been widely used. In such a system, when changing the output torque of the motor, it is preferable to change the inverter input voltage. Therefore, a motor system has been proposed in which a battery is connected to the neutral point of the motor, a capacitor is connected to the inverter input side, and power is exchanged between the battery and the capacitor by driving the inverter to change the inverter input voltage. ing. In this system, the inverter input voltage can be controlled in accordance with the output torque of the motor, and there is an advantage that a sufficient inverter input voltage can be obtained while the battery voltage is kept relatively low.

このようなモータシステムは、例えば特許文献1,2などに示されている。   Such a motor system is disclosed in Patent Documents 1 and 2, for example.

特開2002-291256号公報JP 2002-291256 A 特開2000-50686号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-50686

ここで、上述のようなインバータ入力電圧(コンデンサ電圧)は、バッテリからの中性点電流によって制御される。そこで、モータ入力電力を正確に見積もり、インバータのスイッチングを制御して中性点電流を制御することが好ましい。   Here, the inverter input voltage (capacitor voltage) as described above is controlled by the neutral point current from the battery. Therefore, it is preferable to accurately estimate the motor input power and control the inverter switching to control the neutral point current.

本発明は、星形結線された複数相のモータコイルを有するモータと、モータコイルの中性点に接続された直流電源と、出力側がモータコイルに接続され、モータコイルに電流を供給するインバータと、インバータの入力側に接続されたコンデンサと、を含み、インバータの動作を制御することで、コンデンサ電圧を調整するとともに、モータコイルに供給する電流を制御してモータを駆動するモータ駆動システムであって、モータ入力電力Pmをd軸電圧指令Vdおよびq軸電圧指令Vqと、モータの各相電流の検出値から求めたd軸電流Idおよびq軸電流Iqと、に基づき、下式によって求めることを特徴とする。
Pm=IdVd+IqVq
The present invention includes a motor having a star-connected multi-phase motor coil, a DC power source connected to a neutral point of the motor coil, an inverter whose output side is connected to the motor coil, and supplies current to the motor coil. And a capacitor connected to the input side of the inverter, and controls the operation of the inverter, thereby adjusting the capacitor voltage and controlling the current supplied to the motor coil to drive the motor. Based on the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * and the d-axis current Id and the q-axis current Iq obtained from the detected values of the motor phase currents, It is characterized by seeking.
Pm = IdVd * + IqVq *

本発明によれば、モータ入力電力を比較的簡単にまた正確に見積もることができるため、これに応じて中性点電流を正確に制御して、コンデンサ電圧を正確に制御することができる。   According to the present invention, the motor input power can be estimated relatively easily and accurately, and accordingly, the neutral point current can be accurately controlled and the capacitor voltage can be accurately controlled.

システムの全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of a system. PWM制御の場合のスイッチング指令生成の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switching command production | generation in the case of PWM control. 駆動波制御の場合のスイッチング指令生成の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switching command generation | occurrence | production in the case of drive wave control.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態であるモータシステム20の概略構成を示す図である。このモータシステム20は、三相交流により回転駆動するモータ22と、直流電力を三相交流電力に変換してモータ22に供給可能なインバータ回路24と、インバータ回路24の正極母線26と負極母線28とに接続されたコンデンサ30と、インバータ回路24の負極母線28とモータ22の中性点とに接続された直流電源32と、装置全体をコントロールする電子制御ユニット40とを備える。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a motor system 20 according to an embodiment of the present invention. The motor system 20 includes a motor 22 that is rotationally driven by three-phase AC, an inverter circuit 24 that can convert DC power into three-phase AC power and supply the motor 22, and a positive bus 26 and a negative bus 28 of the inverter circuit 24. , A DC power source 32 connected to the negative electrode bus 28 of the inverter circuit 24 and the neutral point of the motor 22, and an electronic control unit 40 for controlling the entire apparatus.

モータ22は、例えば、外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻回されたステータとからなる発電可能なPM型の同期発電電動機が採用される。モータ22の回転軸は出力軸となっており、この回転軸から動力が出力される。また、モータ22は、その回転軸に動力を入力すれば、発電できる。   As the motor 22, for example, a PM-type synchronous generator motor capable of generating power is used which includes a rotor having a permanent magnet attached to the outer surface and a stator around which a three-phase coil is wound. The rotating shaft of the motor 22 is an output shaft, and power is output from this rotating shaft. Further, the motor 22 can generate electric power when power is input to its rotating shaft.

インバータ回路24は、6個のトランジスタT1〜T6と6個のダイオードD1〜D6とから構成されている。トランジスタT1〜T6は、それぞれ正極母線26と負極母線28とに対してソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置されており、その接続点にはモータ22の三相コイル(u,v,w)の各々が接続されている。したがって、トランジスタT1〜T6をスイッチングすることにより、モータ22の三相コイルにより回転磁界が形成され、モータ22を回転駆動することができる。   The inverter circuit 24 is composed of six transistors T1 to T6 and six diodes D1 to D6. Two transistors T1 to T6 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive electrode bus 26 and the negative electrode bus 28, respectively, and at the connection point, three-phase coils (u, Each of v, w) is connected. Therefore, by switching the transistors T1 to T6, a rotating magnetic field is formed by the three-phase coil of the motor 22, and the motor 22 can be rotationally driven.

直流電源32は、例えば、ニッケル水素系やリチウムイオン系の充放電可能な二次電池で構成されている。   The DC power source 32 is constituted by, for example, a nickel hydride or lithium ion chargeable / dischargeable secondary battery.

電子制御ユニット40は、マイクロプロセッサとして構成されており、モータ22の三相コイルの各相に取り付けられた電流センサ42〜46からの各相電流Iu,Iv,Iwやモータ22の中性点に取り付けられた電流センサ48からの中性点電流In、モータ22の回転軸に取り付けられた回転角センサ38からのロータの回転角θ、コンデンサ30に取り付けられた電圧センサ34からの端子間電圧Vc、直流電源32に取り付けられた電圧センサ36からの端子間電圧Vb、モータの動作に関する指令値(例えば、モータ出力トルク指令値)などが入力される。また、電子制御ユニット40は、インバータ回路24のトランジスタT1〜T6のスイッチング制御を行なうための制御信号を出力する。   The electronic control unit 40 is configured as a microprocessor, and at each phase current Iu, Iv, Iw from the current sensors 42 to 46 attached to each phase of the three-phase coil of the motor 22 and the neutral point of the motor 22. The neutral point current In from the attached current sensor 48, the rotation angle θ of the rotor from the rotation angle sensor 38 attached to the rotation shaft of the motor 22, and the terminal voltage Vc from the voltage sensor 34 attached to the capacitor 30. The voltage Vb between the terminals from the voltage sensor 36 attached to the DC power source 32, a command value related to motor operation (for example, a motor output torque command value) and the like are input. The electronic control unit 40 outputs a control signal for performing switching control of the transistors T1 to T6 of the inverter circuit 24.

このようなモータシステム20では、モータ22、インバータ回路24を介し、コンデンサ30と、直流電源32の間で、電力をやり取りすることができる。すなわち、インバータ回路24における上側のトランジスタT1,T3,T5と、下側のトランジスタT2,T4,T6のオン期間の比を制御することで、コンデンサ30と、直流電源32の間での電力のやり取りを制御する。そこで、モータ出力トルク指令などに応じてコンデンサ30の出力電圧を適切なものに制御して、モータ22を駆動することができる。   In such a motor system 20, electric power can be exchanged between the capacitor 30 and the DC power supply 32 via the motor 22 and the inverter circuit 24. That is, by controlling the ratio of the ON periods of the upper transistors T1, T3, T5 and the lower transistors T2, T4, T6 in the inverter circuit 24, power is exchanged between the capacitor 30 and the DC power supply 32. To control. Therefore, the motor 22 can be driven by controlling the output voltage of the capacitor 30 to an appropriate value in accordance with a motor output torque command or the like.

すなわち、電子制御ユニット40では、出力トルク指令値、モータ22の回転数、モータ各相電流などから、インバータ回路24のスイッチング制御信号を発生し、モータの出力トルクを制御するが、上側、下側トランジスタのデューティー比の制御によって、電力の移動を行う。また、モータ出力トルク指令値、モータ回転数などに応じてインバータ入力電圧(コンデンサ30の電圧)を決定し、その電圧に制御する。   That is, the electronic control unit 40 generates a switching control signal for the inverter circuit 24 from the output torque command value, the rotational speed of the motor 22, the motor phase currents, etc., and controls the output torque of the motor. The power is moved by controlling the duty ratio of the transistor. Further, the inverter input voltage (the voltage of the capacitor 30) is determined according to the motor output torque command value, the motor rotation speed, etc., and controlled to that voltage.

ここで、インバータ入力電圧については、目標電圧に設定されていることを前提として、その際のモータ出力トルク制御について説明する。   Here, regarding the inverter input voltage, the motor output torque control at that time will be described on the assumption that the inverter input voltage is set to the target voltage.

図2には、電子制御ユニット40におけるPWM制御信号(トランジスタT1〜T6のスイッチングを制御するPWM信号)の発生について示してある。目標トルク(モータ出力トルク指令値)、モータ回転数などから、目標励磁電流Id、目標トルク電流Iq、目標インバータ入力電圧(コンデンサ電圧)Vcが計算される。そして、これら目標値は、減算器50d,50q,50cに入力され、差分が計算され、PI制御部52d,52q,52cにおいて、目標偏差に応じたPI制御における指令値に変換される。ここで、PI制御部52cの出力である目標中性点電流についての偏差分は、加算器54に入力され、ここでPm/Vbが加算され、目標中性点電流Inが得られる。 FIG. 2 shows generation of a PWM control signal (PWM signal for controlling switching of the transistors T1 to T6) in the electronic control unit 40. A target excitation current Id * , a target torque current Iq * , and a target inverter input voltage (capacitor voltage) Vc * are calculated from the target torque (motor output torque command value), the motor speed, and the like. These target values are input to the subtracters 50d, 50q, and 50c, the difference is calculated, and the PI control units 52d, 52q, and 52c convert them into command values in PI control according to the target deviation. Here, the deviation with respect to the target neutral point current, which is the output of the PI control unit 52c, is input to the adder 54, where Pm / Vb is added to obtain the target neutral point current In * .

本実施形態においては、このモータ入力電力Pmを、d軸電圧指令Vd、q軸電圧指令Vq、d軸電流Id、q軸電流Iqに基づき、
Pm=IdVd+IqVq
によって求める。なお、d軸電流Id、q軸電流Iqは、モータの各相電流の検出値から求められる。
In the present embodiment, the motor input power Pm, d-axis voltage command Vd *, the q-axis voltage command Vq *, d-axis current Id, based on the q-axis current Iq,
Pm = IdVd * + IqVq *
Ask for. The d-axis current Id and the q-axis current Iq are obtained from the detected values of the motor phase currents.

モータの各相電流は、リアルタイムで検出できる値であり、これからd軸、q軸電流は簡単に求まる。一方、トルク指令などから各軸電圧指令もすぐに求まるため、上記式におけるモータ入力電力Pmは比較的簡単な計算で、求めることができる。   Each phase current of the motor is a value that can be detected in real time. From this, the d-axis and q-axis currents can be easily obtained. On the other hand, since each axis voltage command can be obtained immediately from a torque command or the like, the motor input power Pm in the above equation can be obtained by a relatively simple calculation.

従来、モータ入力電力を算出するには、次式のようにモータ軸出力を算出したものを用いていた。ここで、τはトルク指令値、ωは現モータ角速度である。
Pm=τω
Conventionally, in order to calculate the motor input power, a motor shaft output calculated as in the following equation has been used. Here, τ * is the torque command value, and ω is the current motor angular velocity.
Pm = τ * ω

しかし、このようにして算出されるPmでは、モータ内部の損失(銅損、鉄損など)が考慮されず誤差がある。そこで、予め制御対象のモータの各動作条件(角速度、トルク)での損失を測定し二次元マップとして、メモリ内に格納しておき、運転状況に応じてマップから損失分を読みだし、これを上記式で算出したモータ軸出力に加算してモータ入力電圧を計算していた。   However, in Pm calculated in this way, there is an error without considering the loss (copper loss, iron loss, etc.) inside the motor. Therefore, the loss under each operating condition (angular velocity, torque) of the motor to be controlled is measured in advance and stored in a memory as a two-dimensional map, and the loss is read from the map according to the driving situation. The motor input voltage was calculated by adding to the motor shaft output calculated by the above formula.

しかし、この従来手法では、
(1)損失マップデータの誤差により、精度が低下する
(2)マップ格納に必要なメモリ容量が大きくなる
(3)二次元マップの参照に必要な演算量が大きくなる。特に除算が必要である
(4)過渡状態では、磁気エネルギーの変化量を考慮することができず、誤差が発生する
などの問題がある。
However, with this conventional method,
(1) The accuracy decreases due to an error in the loss map data. (2) The memory capacity required for map storage increases. (3) The calculation amount required for referring to the two-dimensional map increases. In particular, in the transient state where division is necessary (4), there is a problem that an amount of change in magnetic energy cannot be taken into account and an error occurs.

本実施形態によれば、実際にモータが必要としている電圧、電流とから電力を計算するため、その時点での正しいモータ入力電力を精度よく算出できる。また、2回の乗算、1回の加算のみで算出できるので計算量も少なくて済む。   According to this embodiment, since the power is calculated from the voltage and current actually required by the motor, the correct motor input power at that time can be accurately calculated. Further, since the calculation can be performed by only two multiplications and one addition, the calculation amount can be reduced.

このようにして、得られたモータ入力電力Pmを直流電源32から賄うとして、その電圧Vbで除算することで、その時点で必要な中性点電流が推定される。すなわち、モータ駆動電流は、中性点電流として直流電源32から供給されるものであり、その中性点電流がPI制御部52cからのコンデンサ電圧の偏差分の電流量に加算され、モータ駆動およびコンデンサ電圧の両方の制御のために決定された目標中性点電流Inが決定される。 Thus, assuming that the obtained motor input power Pm is covered by the DC power supply 32, the neutral point current required at that time is estimated by dividing by the voltage Vb. That is, the motor drive current is supplied from the DC power supply 32 as a neutral point current, and the neutral point current is added to the amount of current corresponding to the deviation of the capacitor voltage from the PI control unit 52c, so that the motor drive and A target neutral point current In * determined for both control of the capacitor voltage is determined.

この加算器54の出力である目標中性点電流Inは、減算器56に入力され、ここで実際に測定された中性点電流Inが減算され、その差分がPI制御部58に供給され、ここで中性点電圧の目標値(中性点電圧指令)Vnが決定される。 The target neutral point current In * , which is the output of the adder 54, is input to the subtractor 56, where the neutral point current In actually measured is subtracted, and the difference is supplied to the PI control unit 58. Here, the target value (neutral point voltage command) Vn * of the neutral point voltage is determined.

ここで、上述において、中性点からの引き出し線を流れる実際の電流を中性点電流Inとしている。一方、三相(u,v,w)電流Iu,Iv,Iwから座標変換して得られる電流Id,Iq,I0のI0が零相電流と呼ばれる。   Here, in the above description, the actual current flowing through the lead line from the neutral point is referred to as neutral point current In. On the other hand, I0 of currents Id, Iq, and I0 obtained by coordinate conversion from three-phase (u, v, w) currents Iu, Iv, and Iw is called a zero-phase current.

なお、PI制御部52cの出力は、Vn*であるため、これをV0*に変換する必要があるが、この変換は単に係数√3を乗算するだけであり、以下単にVn*と表す。この変換を、PI制御部52cにおけるゲインkp(微分ゲイン)、ki(積分ゲイン)に含ませれば、PI制御部52cの出力Vn*はV0*である。   Since the output of the PI control unit 52c is Vn *, it is necessary to convert it to V0 *. However, this conversion is simply multiplied by a coefficient √3, and is simply expressed as Vn * hereinafter. If this conversion is included in the gains kp (differential gain) and ki (integral gain) in the PI control unit 52c, the output Vn * of the PI control unit 52c is V0 *.

このようにして、PI制御部52d、52qで得られた目標励磁電圧(d軸電圧指令)Vd、目標トルク電圧(q軸電圧指令)Vq、目標零相電圧(零相電圧指令)Vnは、dq0逆変換部62に入力され、ここでuvw相の電圧指令値に変換される。得られた電圧指令値はPWM変調部64において、PWMキャリアと比較され、各スイッチング素子のPWM制御信号を得て、これがインバータ回路24の各トランジスタT1〜T6の制御端(トランジスタがIGBTであればゲート)に入力され、これらがスイッチングされる。このようにして、中性点電流およびモータ駆動電流の制御が行える。また、このPWM変調器64には、PWM中心値となるVb/Vcも供給され、これに基づいて中性点電流が制御される。 In this way, the target excitation voltage (d-axis voltage command) Vd * , target torque voltage (q-axis voltage command) Vq * , and target zero-phase voltage (zero-phase voltage command) Vn obtained by the PI control units 52d and 52q. * Is input to the dq0 inverse converter 62, where it is converted into a voltage command value for the uvw phase. The obtained voltage command value is compared with the PWM carrier in the PWM modulation unit 64 to obtain the PWM control signal of each switching element, which is the control terminal of each transistor T1 to T6 of the inverter circuit 24 (if the transistor is IGBT) Gate) and these are switched. In this way, neutral point current and motor drive current can be controlled. The PWM modulator 64 is also supplied with Vb / Vc * as a PWM center value, and the neutral point current is controlled based on this.

すなわち、中性点電圧は、上側トランジスタと、下側トランジスタのデューティー比により決定される。一方、上側トランジスタと下側トランジスタのデューティー比は、Vb/Vcで決定される。Vb/Vc=0.5であれば、上側トランジスタのオン期間の上下トランジスタのオン期間に対する割合を示すデューディー比は50%であり、Vb/Vc=1/3であれば、上側トランジスタのオン期間を示すデューディー比は33%である。そこで、PWM変調器は、PI制御部58からの出力に対応する補償分のデューティー比を基本となるVb/Vcに加算し、デューティー比を決定する。 That is, the neutral point voltage is determined by the duty ratio of the upper transistor and the lower transistor. On the other hand, the duty ratio of the upper transistor and the lower transistor is determined by Vb / Vc * . If Vb / Vc * = 0.5, the duty ratio indicating the ratio of the ON period of the upper transistor to the ON period of the upper and lower transistors is 50%. If Vb / Vc * = 1/3, the upper transistor The duty ratio indicating the ON period is 33%. Therefore, the PWM modulator adds the duty ratio for compensation corresponding to the output from the PI control unit 58 to the basic Vb / Vc * to determine the duty ratio.

このように、本実施形態では、モータ入力電力Pmを正確に検出しているため、中性点電流の制御を正確に行うことができ、コンデンサ電圧を正確に制御することができる。   Thus, in this embodiment, since the motor input power Pm is accurately detected, the neutral point current can be accurately controlled and the capacitor voltage can be accurately controlled.

図3には、矩形波制御を行う場合の電圧制御のための構成が示されている。モータの出力トルクについてのトルク指令τmが減算器70に供給される。この減算器70には、実際のモータトルク出力の推定値(トルク推定値)が入力されている。このトルク推定値は、モータ入力電流から検出すれば良いが、出力軸におけるトルク測定などの手段によって計測してもよい。減算器70により出力トルクの誤差分が得られ、これがPI制御部72に入力され、モータの入力電圧位相角についての誤差補償用の指令値Ψが出力される。なお、モータの入力電圧位相は、ロータの磁石位置に対する入力電圧の位相である。このPI制御部72の出力Ψは、加算器74に供給される。この加算器74には、計測されたモータの回転角θeが入力されており、加算器74において、入力電圧位相角の指令値が算出され、これが一次遅れフィルタ76によって、位相角指令の変化速度を制限して回転角指令値θesとしてスイッチングパターン生成手段78に供給される。なお、一次遅れフィルタ76は、伝達関数が1/(Ts+1)のフィルタであり、Tは時定数、sはラプラス演算子である。 FIG. 3 shows a configuration for voltage control when rectangular wave control is performed. A torque command τm * for the motor output torque is supplied to the subtractor 70. The subtracter 70 receives an estimated value (torque estimated value) of an actual motor torque output. The estimated torque value may be detected from the motor input current, but may be measured by means such as torque measurement on the output shaft. An error of the output torque is obtained by the subtractor 70, which is input to the PI control unit 72, and a command value Ψ * for error compensation for the input voltage phase angle of the motor is output. The input voltage phase of the motor is a phase of the input voltage with respect to the magnet position of the rotor. The output Ψ * of the PI control unit 72 is supplied to the adder 74. The adder 74 is input with the measured rotation angle θe of the motor, and the adder 74 calculates a command value of the input voltage phase angle, which is converted by the first-order lag filter 76 to change the phase angle command. Is supplied to the switching pattern generation means 78 as the rotation angle command value θes * . The first-order lag filter 76 is a filter having a transfer function of 1 / (Ts + 1), T is a time constant, and s is a Laplace operator.

一方、中性点電流の制御のためのデューティー比についての指令値Vnの算出については、図2と同一であり、減算器50c、PI制御部52c、加算器54,56、PI制御部58を有し、PI制御部58から零相電圧指令Vnが出力される。ここで、図2では、PWM制御であったため、加算器60において、Vb/Vcを加算したが、図3の構成では、零相電圧指令Vnを演算器80に入力する。この演算器80には、PI制御部58からのVnの他に、Vcと、Vbが供給されており、これらからθd=(Vb+Vn)/2Vcを算出し、θdを出力する。ここで、このθdは、上側トランジスタのオン期間と下側トランジスタのオン期間の切り換えタイミング位相を示すものであり、2Vcが2πに対応し、Vb/2Vcがそのときのコンデンサ電圧Vcをえるためのタイミングであり、Vn/Vcが誤差分からの補正項である。 On the other hand, the calculation of the command value Vn * for the duty ratio for controlling the neutral point current is the same as in FIG. 2, and the subtracter 50c, the PI control unit 52c, the adders 54 and 56, and the PI control unit 58. And a zero-phase voltage command Vn * is output from the PI control unit 58. Here, since PWM control is performed in FIG. 2, Vb / Vc is added in the adder 60. However, in the configuration of FIG. 3, the zero-phase voltage command Vn * is input to the calculator 80. In addition to Vn * from the PI control unit 58, Vc * and Vb are supplied to this computing unit 80. From these, θd * = (Vb + Vn * ) / 2Vc * is calculated and θd * is output. To do. Here, θd * indicates a switching timing phase between the ON period of the upper transistor and the ON period of the lower transistor. 2Vc * corresponds to 2π, and Vb / 2Vc * represents the capacitor voltage Vc at that time. Vn * / Vc * is a correction term from the error.

そして、スイッチングパターン生成手段78が、入力信号からインバータ回路24におけるトランジスタT1〜T6の各相のスイッチングパターンSu,Sv,Swを生成し、これによってトランジスタT1〜T6のスイッチングが制御される。   Then, the switching pattern generation means 78 generates switching patterns Su, Sv, Sw of the phases of the transistors T1 to T6 in the inverter circuit 24 from the input signal, and thereby the switching of the transistors T1 to T6 is controlled.

この実施形態においても、零相電圧指令Vnを算出する際に、上述のようにして得られたPm/Vbを利用するため、上述の場合と同様に効果的な中性点電流制御を行うことができる。 Also in this embodiment, since the Pm / Vb obtained as described above is used when calculating the zero-phase voltage command Vn * , effective neutral point current control is performed in the same manner as described above. be able to.

なお、矩形波制御の全体は、特開2002−84758号公報などに記載されているものが採用できるため、ここでは説明を省略する。   In addition, since the whole rectangular wave control can employ | adopt what is described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-84758 etc., description is abbreviate | omitted here.

20 モータシステム、22 モータ、24 インバータ回路、26 正極母線、28 負極母線、30 コンデンサ、32 直流電源、34,36 電圧センサ、38 回転角センサ、40 電子制御ユニット、42,44,46,48 電流センサ、50d,50q,50c,56,70 減算器、52d,52q,52c,58,72 PI制御部、54,74 加算器、62 dq0逆変換部、64 PWM変調部、76 一次遅れフィルタ、78 スイッチングパターン生成手段、80 演算器。   20 Motor system, 22 Motor, 24 Inverter circuit, 26 Positive bus, 28 Negative bus, 30 Capacitor, 32 DC power supply, 34, 36 Voltage sensor, 38 Rotation angle sensor, 40 Electronic control unit, 42, 44, 46, 48 Current Sensor, 50d, 50q, 50c, 56, 70 Subtractor, 52d, 52q, 52c, 58, 72 PI control unit, 54, 74 Adder, 62 dq0 inverse conversion unit, 64 PWM modulation unit, 76 First order lag filter, 78 Switching pattern generation means, 80 arithmetic unit.

Claims (1)

星形結線された複数相のモータコイルを有するモータと、
モータコイルの中性点に接続された直流電源と、
出力側がモータコイルに接続され、モータコイルに電流を供給するインバータと、
インバータの入力側に接続されたコンデンサと、
を含み、インバータの動作を制御することで、コンデンサ電圧を調整するとともに、モータコイルに供給する電流を制御してモータを駆動するモータ駆動システムであって、
モータ入力電力Pmを、d軸電圧指令Vdおよびq軸電圧指令Vqと、モータの各相電流の検出値から求めたd軸電流Idおよびq軸電流Iqと、に基づき、下式によって求めることを特徴とするモータ駆動システム。
Pm=IdVd+IqVq
A motor having a multi-phase motor coil connected in a star shape;
A DC power source connected to the neutral point of the motor coil;
An inverter whose output side is connected to the motor coil and supplies current to the motor coil;
A capacitor connected to the input side of the inverter;
And adjusting the capacitor voltage by controlling the operation of the inverter, and controlling the current supplied to the motor coil to drive the motor,
The motor input power Pm is obtained by the following equation based on the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * and the d-axis current Id and the q-axis current Iq obtained from the detected values of the respective phase currents of the motor. A motor drive system characterized by that.
Pm = IdVd * + IqVq *
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