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JP2021184692A - Power conversion device, control method and program - Google Patents

Power conversion device, control method and program Download PDF

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JP2021184692A
JP2021184692A JP2021066779A JP2021066779A JP2021184692A JP 2021184692 A JP2021184692 A JP 2021184692A JP 2021066779 A JP2021066779 A JP 2021066779A JP 2021066779 A JP2021066779 A JP 2021066779A JP 2021184692 A JP2021184692 A JP 2021184692A
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光浩 古賀
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Abstract

To provide a device effective to suppression of reversal of an electric motor at the time of starting.SOLUTION: A power conversion device 1 includes a first search control unit 112 for causing a power conversion circuit 10 to supply a search output to a motor 20, a magnetic pole position estimation unit 113 for estimating the position of a magnetic pole of the motor 20 based on a response to the search output, a condition setting unit 114 for setting a pulse supply condition according to an estimation result, a second search control unit 115 for causing the power conversion circuit 10 to supply a positive pulse output and a negative pulse output to the motor 20, a difference evaluation unit 116 for evaluating the difference between the magnitude of a response to the positive pulse output and the magnitude of a response to the negative pulse output, a condition changing unit 117 for repeating changing the pulse supply condition and causing the difference evaluation unit 116 to evaluate the difference until an evaluation result exceeds a predetermined level, and a polarity estimation unit 118 for estimating the polarity of the magnetic pole of the motor 20 based on the evaluation result.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電力変換装置、制御方法及びプログラムに関する。 The present disclosure relates to power converters, control methods and programs.

特許文献1には、同期電動機の起動時に、出力電圧の位相に所定の位相補正値を加え、位相補正値を1回以上変更し、且つ、出力電流の検出値に基づいて出力電圧の周波数の補正値を演算し、出力電圧の周波数を補正する装置が開示されている。 In Patent Document 1, a predetermined phase correction value is added to the phase of the output voltage when the synchronous electric motor is started, the phase correction value is changed at least once, and the frequency of the output voltage is changed based on the detected value of the output current. A device that calculates a correction value and corrects the frequency of an output voltage is disclosed.

特開2007−259610号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-259610

本開示は、起動時における電動機の逆転抑制に有効な装置を提供する。 The present disclosure provides a device effective for suppressing reverse rotation of a motor at the time of starting.

本開示の一側面に係る電力変換装置は、電力変換回路から電動機に探索出力を供給させる第1探索制御部と、探索出力に対する応答に基づいて電動機の磁極の位置を推定する磁極位置推定部と、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部と、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させる第2探索制御部と、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部と、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い第2探索制御部に正パルス出力及び負パルス出力を供給させることと、差分評価部に差分を評価させることとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返す条件変更部と、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定する極性推定部と、を備える。 The power conversion device according to one aspect of the present disclosure includes a first search control unit that supplies a search output from the power conversion circuit to the motor, and a magnetic pole position estimation unit that estimates the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output. , A condition setting unit that sets the pulse supply condition according to the estimation result of the position of the magnetic pole, a second search control unit that supplies the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply condition, and the positive pulse. A difference evaluation unit that evaluates the difference between the magnitude of the response to the output and the magnitude of the response to the negative pulse output, changing the pulse supply conditions, and outputting a positive pulse to the second search control unit according to the changed pulse supply conditions. And the condition change part that repeats supplying a negative pulse output and having the difference evaluation unit evaluate the difference until the difference evaluation result exceeds a predetermined level, and the polarity of the magnetic pole based on the difference evaluation result. It is provided with a polarity estimation unit for estimation.

本開示の他の側面に係る電力変換装置は、磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させる第1探索制御部と、探索出力に対する応答に基づいて電動機の磁極の位置を推定する磁極位置推定部と、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部と、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させる第2探索制御部と、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部と、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定する極性推定部と、磁極位置推定部による磁極の位置の推定結果を、センサによる検出結果に基づいて更新する磁極位置更新部と、磁極位置更新部により更新された磁極の位置の推定結果と、極性推定部による磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路から電動機に駆動電力を供給させる駆動制御部と、駆動電力の供給に応じて、センサにより検出された磁極の位置の変化方向に基づいて、磁極の極性の推定エラーを検知するエラー検知部と、を備える。 The power conversion device according to another aspect of the present disclosure is based on a first search control unit that supplies a search output from a power conversion circuit to a motor having a sensor that detects a change in the position of a magnetic pole, and a response to the search output. A power pole position estimation unit that estimates the position of the magnetic poles of the motor, a condition setting unit that sets pulse supply conditions according to the estimation result of the magnetic pole position, and a power conversion circuit that converts positive pulse output and negative pulse output according to the pulse supply conditions. The second search control unit that supplies power from the motor to the motor, the difference evaluation unit that evaluates the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output, and the polarity of the magnetic poles based on the evaluation result of the difference. The polarity estimation unit to be estimated, the magnetic pole position update unit that updates the estimation result of the magnetic pole position by the magnetic pole position estimation unit based on the detection result by the sensor, and the estimation result of the magnetic pole position updated by the magnetic pole position update unit. Based on the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit, the drive control unit that supplies the drive power from the power conversion circuit to the motor, and the change in the position of the magnetic pole detected by the sensor according to the supply of the drive power. It includes an error detection unit that detects an error in estimating the polarity of the magnetic pole based on the direction.

本開示の更に他の側面に係る制御方法は、電力変換回路から電動機に探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいて電動機の磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させることと、差分を評価することとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定することと、を含む。 The control method according to still another aspect of the present disclosure is to supply the motor with a search output from the power conversion circuit, to estimate the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output, and to estimate the position of the magnetic pole. Setting the pulse supply condition according to the result, supplying the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply condition, the magnitude of the response to the positive pulse output, and the response to the negative pulse output. Evaluate the difference from the magnitude of, change the pulse supply condition, supply the positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the changed pulse supply condition, and evaluate the difference. This includes repeating until the difference evaluation result exceeds a predetermined level, and estimating the polarity of the magnetic pole based on the difference evaluation result.

本開示の更に他の側面に係る制御方法は、磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいて電動機の磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定することと、磁極の位置の推定結果を、センサによる検出結果に基づいて更新することと、更新された磁極の位置の推定結果と、磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路から電動機に駆動電力を供給させることと、駆動電力の供給に応じて、センサにより検出された磁極の位置の変化方向に基づいて、磁極の極性の推定エラーを検知することと、を含む。 A control method according to still another aspect of the present disclosure is to supply a search output from a power conversion circuit to an electric motor having a sensor for detecting a change in the position of a magnetic pole, and a magnetic pole of the motor based on a response to the search output. Estimating the position of, setting the pulse supply condition according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and supplying the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply condition. The sensor evaluates the difference between the magnitude of the response to the pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output, estimates the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference, and estimates the position of the magnetic pole. Update based on the detection result, supply drive power to the motor from the power conversion circuit based on the estimation result of the updated magnetic pole position and the estimation result of the polarity of the magnetic pole, and supply the drive power. Includes detecting an error in estimating the polarity of the magnetic poles based on the direction of change in the position of the magnetic poles detected by the sensor.

本開示の更に他の側面に係るプログラムは、電力変換回路から電動機に探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいて電動機の磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させることと、差分を評価することとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定することと、を装置に実行させるためのプログラムである。 The program according to still another aspect of the present disclosure is to supply a search output to a motor from a power conversion circuit, estimate the position of a magnetic pole of the motor based on the response to the search output, and estimate the position of the magnetic pole. The pulse supply conditions are set according to the conditions, the positive pulse output and the negative pulse output are supplied from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions, the magnitude of the response to the positive pulse output, and the response to the negative pulse output. To evaluate the difference from the magnitude, to change the pulse supply condition, to supply the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the changed pulse supply condition, and to evaluate the difference. This is a program for causing the device to repeat the process until the difference evaluation result exceeds a predetermined level, and to estimate the polarity of the magnetic pole based on the difference evaluation result.

本開示の更に他の側面に係るプログラムは、磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいて電動機の磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路から電動機に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定することと、磁極の位置の推定結果を、センサによる検出結果に基づいて更新することと、更新された磁極の位置の推定結果と、磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路から電動機に駆動電力を供給させることと、駆動電力の供給に応じて、センサにより検出された磁極の位置の変化方向に基づいて、磁極の極性の推定エラーを検知することと、を装置に実行させるためのプログラムである。 The program according to still another aspect of the present disclosure is to supply a search output from a power conversion circuit to a motor having a sensor for detecting a change in the position of the magnetic pole, and to supply a search output to the motor's magnetic pole based on the response to the search output. Estimating the position, setting the pulse supply condition according to the estimation result of the position of the magnetic pole, supplying the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply condition, and positive pulse. Evaluating the difference between the magnitude of the response to the output and the magnitude of the response to the negative pulse output, estimating the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference, and detecting the estimation result of the position of the magnetic pole by the sensor. Based on the update based on the result, the estimation result of the position of the updated magnetic pole, and the estimation result of the polarity of the magnetic pole, the power conversion circuit supplies the drive power to the motor, and the drive power is supplied. Accordingly, it is a program for causing the apparatus to detect an error in estimating the polarity of the magnetic pole based on the change direction of the position of the magnetic pole detected by the sensor.

本開示によれば、起動時における電動機の逆転抑制に有効な装置を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a device effective for suppressing reverse rotation of a motor at the time of starting.

電力変換装置の構成を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the structure of the power conversion apparatus. 磁極位置と、正パルス出力及び負パルス出力との関係を例示する模式図である。It is a schematic diagram which illustrates the relationship between a magnetic pole position, a positive pulse output and a negative pulse output. 正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとを例示するグラフである。It is a graph which illustrates the magnitude of the response to a positive pulse output, and the magnitude of the response to a negative pulse output. 制御回路のハードウェア構成を例示するブロック図である。It is a block diagram which illustrates the hardware composition of a control circuit. 制御手順を例示するフローチャートである。It is a flowchart which illustrates the control procedure. 第1探索制御手順を例示するフローチャートである。It is a flowchart illustrating the 1st search control procedure. 第2探索制御手順を例示するフローチャートである。It is a flowchart illustrating the 2nd search control procedure. 電力変換装置の変形例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the modification of the power conversion apparatus. 制御手順の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of the control procedure.

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the description, the same elements or elements having the same function are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

〔装置〕
本実施形態に係る電力変換装置1は、モータ20(電動機)に駆動電力を供給する装置である。モータ20は、ロータが磁極を有する同期電動機である。ロータが磁極を有する同期電動機の具体例としては、永久磁石型の同期電動機等が挙げられる。永久磁石型の同期電動機の具体例としては、SPM(Surface Permanent Magnet)モータ、IPM(Interior Permanent Magnet)モータ等が挙げられる。モータ20は、ロータが突極性を有する同期電動機であってもよい。ロータが突極性を有する同期電動機の具体例としては、IPMモータ等が挙げられる。
〔Device〕
The power conversion device 1 according to the present embodiment is a device that supplies drive power to the motor 20 (motor). The motor 20 is a synchronous motor in which the rotor has a magnetic pole. Specific examples of the synchronous motor in which the rotor has a magnetic pole include a permanent magnet type synchronous motor and the like. Specific examples of the permanent magnet type synchronous motor include an SPM (Surface Permanent Magnet) motor, an IPM (Interior Permanent Magnet) motor, and the like. The motor 20 may be a synchronous motor in which the rotor has a salient polarity. Specific examples of a synchronous motor in which the rotor has a salient polarity include an IPM motor and the like.

図2に例示するモータ20は、IPMモータであり、ステータ30と、ロータ40とを有する。ステータ30は、環状のヨーク31と、複数のティース32と、複数のコイル33とを有する。複数のティース32は、ヨーク31の周方向に沿って等間隔に並んでいる。複数のティース32のそれぞれは、ヨーク31の内周からヨーク31の中心に向かって突出している。複数のティース32は、ロータ40の回転方向(磁極の回転方向)に沿って所定の角度ピッチ(図示においては60°)で等間隔に並んでいる。複数のコイル33は、複数のティース32にそれぞれ装着されている。ステータ30は、複数のコイル33への電力の供給に応じて、ヨーク31の中心まわりに回転する磁界を発生させる。 The motor 20 illustrated in FIG. 2 is an IPM motor and has a stator 30 and a rotor 40. The stator 30 has an annular yoke 31, a plurality of teeth 32, and a plurality of coils 33. The plurality of teeth 32 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the yoke 31. Each of the plurality of teeth 32 projects from the inner circumference of the yoke 31 toward the center of the yoke 31. The plurality of teeth 32 are arranged at equal intervals along the rotation direction of the rotor 40 (rotation direction of the magnetic poles) at a predetermined angular pitch (60 ° in the figure). The plurality of coils 33 are attached to the plurality of teeth 32, respectively. The stator 30 generates a magnetic field that rotates around the center of the yoke 31 in response to the supply of electric power to the plurality of coils 33.

ロータ40は、シャフト41と、ロータコア42と、複数の永久磁石43とを有する。シャフト41は、ヨーク31の中心まわりに回転する。ロータコア42は軟質磁性材料により構成され、ヨーク31の外周に固定されている。複数の永久磁石43は、ロータコア42に埋め込まれており、ロータ40に複数の磁極を形成する。図示の例においては、4つの永久磁石43a,43b,43c,43dが、4箇所の磁極40a,40b,40c,40dをそれぞれ形成している。 The rotor 40 has a shaft 41, a rotor core 42, and a plurality of permanent magnets 43. The shaft 41 rotates around the center of the yoke 31. The rotor core 42 is made of a soft magnetic material and is fixed to the outer periphery of the yoke 31. The plurality of permanent magnets 43 are embedded in the rotor core 42, and form a plurality of magnetic poles in the rotor 40. In the illustrated example, the four permanent magnets 43a, 43b, 43c, 43d form the four magnetic poles 40a, 40b, 40c, 40d, respectively.

図1に示すように、電力変換装置1は、電源90の電力(一次側電力)を駆動電力(二次側電力)に変換してモータ20に供給する。一次側電力は、交流電力であってもよく、直流電力であってもよい。二次側電力は交流電力である。一例として、一次側電力及び二次側電力は、いずれも三相交流電力である。例えば電力変換装置1は、電力変換回路10と、制御回路100とを有する。 As shown in FIG. 1, the power conversion device 1 converts the power (primary side power) of the power supply 90 into drive power (secondary side power) and supplies it to the motor 20. The primary power may be AC power or DC power. The secondary power is AC power. As an example, both the primary side power and the secondary side power are three-phase AC power. For example, the power conversion device 1 has a power conversion circuit 10 and a control circuit 100.

電力変換回路10は、一次側電力を二次側電力に変換してモータ20に供給する。電力変換回路10は、例えば電圧形インバータであり、電圧指令に従った駆動電圧をモータ20に印加する。例えば電力変換回路10は、コンバータ回路11と、平滑コンデンサ12と、インバータ回路13と、電流センサ14とを有する。コンバータ回路11は、例えばダイオードブリッジ回路又はPWMコンバータ回路であり、上記電源電力を直流電力に変換する。平滑コンデンサ12は、上記直流電力を平滑化する。 The power conversion circuit 10 converts the primary side electric power into the secondary side electric power and supplies it to the motor 20. The power conversion circuit 10 is, for example, a voltage type inverter, and applies a drive voltage according to a voltage command to the motor 20. For example, the power conversion circuit 10 includes a converter circuit 11, a smoothing capacitor 12, an inverter circuit 13, and a current sensor 14. The converter circuit 11 is, for example, a diode bridge circuit or a PWM converter circuit, and converts the power supply power into DC power. The smoothing capacitor 12 smoothes the DC power.

インバータ回路13は、上記直流電力と上記駆動電力との間の電力変換を行う。例えばインバータ回路13は、複数のスイッチング素子15を有し、複数のスイッチング素子15のオン・オフを切り替えることによって上記電力変換を行う。スイッチング素子15は、例えばパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)又はIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等であり、ゲート駆動信号に応じてオン・オフを切り替える。電流センサ14は、インバータ回路13とモータ20との間に流れる電流を検出する。例えば電流センサ14は、三相交流の全相(U相、V相及びW相)の電流を検出するように構成されていてもよいし、三相交流のいずれか2相の電流を検出するように構成されていてもよい。零相電流が生じない限り、U相、V相、及びW相の電流の合計はゼロなので、2相の電流を検出する場合にも全相の電流の情報が得られる。 The inverter circuit 13 performs power conversion between the DC power and the drive power. For example, the inverter circuit 13 has a plurality of switching elements 15, and performs the power conversion by switching on / off of the plurality of switching elements 15. The switching element 15 is, for example, a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or the like, and switches on / off according to a gate drive signal. The current sensor 14 detects the current flowing between the inverter circuit 13 and the motor 20. For example, the current sensor 14 may be configured to detect the current of all three-phase alternating current (U-phase, V-phase, and W-phase), or detect the current of any two-phase of three-phase alternating current. It may be configured as follows. Since the total of the U-phase, V-phase, and W-phase currents is zero unless a zero-phase current is generated, information on the currents of all phases can be obtained even when two-phase currents are detected.

以上に示した電力変換回路10の構成はあくまで一例であり、モータ20に駆動電力を供給し得る限りにおいていかようにも変更可能である。例えば電力変換回路10は、電流形インバータであってもよい。電流形インバータは、電流指令に従った駆動電流をモータ20に出力する。電力変換回路10は、直流化を経ることなく電源電力と駆動電力との双方向の電力変換を行うマトリクスコンバータ回路であってもよい。電源電力が直流電力である場合に、電力変換回路10はコンバータ回路11を有していなくてもよい。 The configuration of the power conversion circuit 10 shown above is only an example, and can be changed in any way as long as the drive power can be supplied to the motor 20. For example, the power conversion circuit 10 may be a current type inverter. The current type inverter outputs a drive current according to the current command to the motor 20. The power conversion circuit 10 may be a matrix converter circuit that performs bidirectional power conversion between power supply power and drive power without going through direct current conversion. When the power source power is DC power, the power conversion circuit 10 does not have to have the converter circuit 11.

制御回路100は、モータ20に駆動電力を供給するように電力変換回路10を制御する。例えば電力変換回路10が電圧形インバータである場合、制御回路100は、電圧指令に従った駆動電圧をモータ20に印加するように電力変換回路10を制御する。電力変換回路10が電流形インバータである場合、制御回路100は、電流指令に従った駆動電流をモータ20に供給するように電力変換回路10を制御する。 The control circuit 100 controls the power conversion circuit 10 so as to supply drive power to the motor 20. For example, when the power conversion circuit 10 is a voltage type inverter, the control circuit 100 controls the power conversion circuit 10 so as to apply a drive voltage according to a voltage command to the motor 20. When the power conversion circuit 10 is a current type inverter, the control circuit 100 controls the power conversion circuit 10 so as to supply the drive current according to the current command to the motor 20.

ここで、モータ20を駆動するためには、駆動電力の供給によりステータ30に流れる電流の位相を、ロータ40の磁極の位置(例えば磁極40aの位置)に基づいて調節する必要がある。制御回路100は、磁極の位置をセンサを用いて、あるいはセンサレスにて検知する機能を有する。モータ20を駆動している最中において、制御回路100は、例えばセンサの情報に基づき、あるいは電圧指令と、これに応じてモータ20に供給された駆動電流と、周波数指令とに基づく推定により、磁極の位置を検知する。しかしながら、制御回路100に電源が投入された直後は、例えば絶対値エンコーダのようなセンサを用いない限り、磁極の位置を検知することができない。この制御回路100立ち上がり時における磁極の位置及び極性が未知の状態でモータ20の駆動を開始すると、以後の磁極の位置の検知も正しく行われず、例えばロータ40を逆転させてしまうといった可能性を生じる。 Here, in order to drive the motor 20, it is necessary to adjust the phase of the current flowing through the stator 30 by supplying the driving power based on the position of the magnetic pole of the rotor 40 (for example, the position of the magnetic pole 40a). The control circuit 100 has a function of detecting the position of the magnetic pole using a sensor or without a sensor. While driving the motor 20, the control circuit 100 estimates, for example, based on sensor information or based on voltage commands, the drive current supplied to motor 20 accordingly, and frequency commands. Detect the position of the magnetic pole. However, immediately after the power is turned on to the control circuit 100, the position of the magnetic pole cannot be detected unless a sensor such as an absolute value encoder is used. If the driving of the motor 20 is started in a state where the position and polarity of the magnetic poles at the time of rising of the control circuit 100 are unknown, the subsequent detection of the positions of the magnetic poles is not performed correctly, and there is a possibility that the rotor 40 is reversed, for example. ..

これに対し、制御回路100は、電力変換回路10からモータ20に探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分(以下、「応答差分」という。)を評価することと、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、応答差分を評価することとを、応答差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、応答差分の評価結果に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の極性を推定することと、を実行するように構成されている。 On the other hand, the control circuit 100 causes the motor 20 to supply the search output from the power conversion circuit 10, estimates the position of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the response to the search output, and positions the magnetic poles. The pulse supply conditions are set according to the estimation result of the above, the positive pulse output and the negative pulse output are supplied from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions, the magnitude of the response to the positive pulse output, and the negative. Evaluating the difference from the magnitude of the response to the pulse output (hereinafter referred to as "response difference"), changing the pulse supply conditions, and powering the positive pulse output and negative pulse output according to the changed pulse supply conditions. Supplying the motor 20 from the conversion circuit 10 and evaluating the response difference are repeated until the evaluation result of the response difference exceeds a predetermined level, and at least one of the motor 20 is evaluated based on the evaluation result of the response difference. It is configured to estimate the polarity of one pole and to perform.

このような構成によれば、正パルス出力と負パルス出力との差分の評価結果が所定のレベルを超えていない場合に、正パルス出力及び負パルス出力の供給と、上記差分の評価とが繰り返されるので、差分に基づく極性の誤検知が抑制される。従って、磁極の極性の誤検知に起因するモータ20の逆転が抑制されるので、モータ20の逆転抑制に有効である。 According to such a configuration, when the evaluation result of the difference between the positive pulse output and the negative pulse output does not exceed a predetermined level, the supply of the positive pulse output and the negative pulse output and the evaluation of the above difference are repeated. Therefore, false detection of polarity based on the difference is suppressed. Therefore, the reversal of the motor 20 due to the false detection of the polarity of the magnetic pole is suppressed, which is effective in suppressing the reversal of the motor 20.

例えば制御回路100は、ロータ40が追従できない高周波の探索出力を電力変換回路10からモータ20に供給させる。電力変換回路10が電圧形インバータである場合、制御回路100は、高周波の探索電圧(探索出力)を電力変換回路10からモータ20に印加させ、探索電圧の印加に応じてモータ20に供給された探索電流(応答)に基づいて少なくとも一つの磁極の位置を推定する。また、制御回路100は、パルス供給条件に従い正パルス電圧(正パルス出力)及び負パルス電圧(負パルス出力)を電力変換回路10からモータ20に印加させ、正パルス電圧に応じてモータ20に供給された正電流と、負パルス電圧に応じてモータ20に供給された負電流との差分(応答差分)を評価する。 For example, the control circuit 100 supplies the motor 20 with a high-frequency search output that the rotor 40 cannot follow from the power conversion circuit 10. When the power conversion circuit 10 is a voltage type inverter, the control circuit 100 applies a high-frequency search voltage (search output) from the power conversion circuit 10 to the motor 20 and supplies the high frequency search voltage to the motor 20 in response to the application of the search voltage. Estimate the position of at least one magnetic pole based on the search current (response). Further, the control circuit 100 applies a positive pulse voltage (positive pulse output) and a negative pulse voltage (negative pulse output) from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions, and supplies the positive pulse voltage to the motor 20 according to the positive pulse voltage. The difference (response difference) between the positive current generated and the negative current supplied to the motor 20 according to the negative pulse voltage is evaluated.

電力変換回路10が電流形インバータである場合、制御回路100は、高周波の探索電流(探索出力)を電力変換回路10からモータ20に供給させ、探索電流の供給に応じてモータ20に印加された探索電圧(応答)に基づいて少なくとも一つの磁極の位置を推定する。また、制御回路100は、パルス供給条件に従い正パルス電流(正パルス出力)及び負パルス電流(負パルス出力)を電力変換回路10からモータ20に供給させ、正パルス電流に応じてモータ20に印加された正電圧と、負パルス電流に応じてモータ20に印加された負電圧との差分(応答差分)を評価する。以下、電力変換回路10が電圧型インバータである場合の制御回路100の構成をより具体的に例示する。 When the power conversion circuit 10 is a current type inverter, the control circuit 100 supplies a high-frequency search current (search output) from the power conversion circuit 10 to the motor 20 and applies the high-frequency search current to the motor 20 in response to the supply of the search current. Estimate the position of at least one magnetic pole based on the search voltage (response). Further, the control circuit 100 supplies a positive pulse current (positive pulse output) and a negative pulse current (negative pulse output) from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions, and applies the positive pulse current to the motor 20 according to the positive pulse current. The difference (response difference) between the positive voltage generated and the negative voltage applied to the motor 20 according to the negative pulse current is evaluated. Hereinafter, the configuration of the control circuit 100 when the power conversion circuit 10 is a voltage type inverter will be more specifically exemplified.

図1に示すように、制御回路100は、機能上の構成(以下、「機能ブロック」という。)として、PWM制御部111と、第1探索制御部112と、磁極位置推定部113と、条件設定部114と、第2探索制御部115と、差分評価部116と、条件変更部117と、極性推定部118と、駆動制御部121とを有する。 As shown in FIG. 1, the control circuit 100 has a PWM control unit 111, a first search control unit 112, a magnetic pole position estimation unit 113, and conditions as a functional configuration (hereinafter referred to as “functional block”). It has a setting unit 114, a second search control unit 115, a difference evaluation unit 116, a condition change unit 117, a polarity estimation unit 118, and a drive control unit 121.

PWM制御部111は、電圧指令に従った駆動電圧をモータ20に印加するように電力変換回路10を制御する。例えばPWM制御部111は、ステータ30に固定された固定座標系における電圧指令ベクトルに対応する駆動電圧をモータ20に印加するように、インバータ回路13の複数のスイッチング素子15のオン・オフを切り替える。 The PWM control unit 111 controls the power conversion circuit 10 so as to apply a drive voltage according to the voltage command to the motor 20. For example, the PWM control unit 111 switches on / off of a plurality of switching elements 15 of the inverter circuit 13 so as to apply a drive voltage corresponding to a voltage command vector in a fixed coordinate system fixed to the stator 30 to the motor 20.

第1探索制御部112は、電力変換回路10からモータ20に高周波の探索電圧を印加させる。例えば第1探索制御部112は、上記探索電圧を電力変換回路10に印加させるための探索電圧指令を生成し、PWM制御部111に出力する。探索電圧指令は、例えば固定座標系における電圧指令ベクトルの位相の時間変化を含む。 The first search control unit 112 applies a high-frequency search voltage to the motor 20 from the power conversion circuit 10. For example, the first search control unit 112 generates a search voltage command for applying the search voltage to the power conversion circuit 10 and outputs the search voltage command to the PWM control unit 111. The search voltage command includes, for example, a time change in the phase of the voltage command vector in a fixed coordinate system.

図2に示すように、固定座標系は、ロータ40の回転中心を原点とし、α軸と、α軸と電気角にて90度の角度を成すβ軸とを有する。探索電圧指令は、α軸に対する電圧指令ベクトルの位相角との時間変化を含む。 As shown in FIG. 2, the fixed coordinate system has an α-axis with the rotation center of the rotor 40 as the origin, and a β-axis having an angle of 90 degrees with the α-axis at an electric angle. The search voltage command includes a time change with the phase angle of the voltage command vector with respect to the α axis.

図1に戻り、磁極位置推定部113は、探索電圧の印加に応じてモータ20に供給された探索電流(探索出力に対する応答)に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定する。例えば磁極位置推定部113は、探索電流の検出結果を電流センサ14から取得する。磁極位置推定部113は、磁極40a,40b,40c,40dのいずれか一つの位置を推定してもよいし、磁極40a,40b,40c,40dのそれぞれの位置を推定してもよい。例えば磁極位置推定部113は、α軸を基準としたロータ40の回転中心まわりの角度にて、磁極40aの中心の位置である磁極位置θ1と、磁極40bの中心の位置である磁極位置θ2と、磁極40cの中心の位置である磁極位置θ3と、磁極40dの中心の位置である磁極位置θ4とを推定する(図2参照)。 Returning to FIG. 1, the magnetic pole position estimation unit 113 estimates the position of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the search current (response to the search output) supplied to the motor 20 in response to the application of the search voltage. For example, the magnetic pole position estimation unit 113 acquires the detection result of the search current from the current sensor 14. The magnetic pole position estimation unit 113 may estimate the position of any one of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, and 40d, or may estimate the position of each of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, and 40d. For example, the magnetic pole position estimation unit 113 has a magnetic pole position θ1 which is a position of the center of the magnetic pole 40a and a magnetic pole position θ2 which is a position of the center of the magnetic pole 40b at an angle around the rotation center of the rotor 40 with respect to the α axis. , The magnetic pole position θ3, which is the center position of the magnetic pole 40c, and the magnetic pole position θ4, which is the center position of the magnetic pole 40d, are estimated (see FIG. 2).

条件設定部114は、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する。例えば条件設定部114は、磁極位置θ1の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する。パルス供給条件は、上記正パルス電圧及び負パルス電圧の印加条件である。正パルス電圧は、ロータ40の動きを微動に留める短期間で、固定座標系における所定方向に単発の磁束ベクトルを発生させる電圧である。負パルス電圧は、ロータ40の動きを微動に留める短期間で、正パルス電圧による磁束ベクトルと逆向きの磁束ベクトルを発生させる電圧である。 The condition setting unit 114 sets the pulse supply condition according to the estimation result of the position of the magnetic pole. For example, the condition setting unit 114 sets the pulse supply condition according to the estimation result of the magnetic pole position θ1. The pulse supply conditions are the conditions for applying the positive pulse voltage and the negative pulse voltage. The positive pulse voltage is a voltage that generates a single magnetic flux vector in a predetermined direction in a fixed coordinate system in a short period of time in which the movement of the rotor 40 is limited to a slight movement. The negative pulse voltage is a voltage that generates a magnetic flux vector in the opposite direction to the magnetic flux vector due to the positive pulse voltage in a short period of time in which the movement of the rotor 40 is kept in a slight movement.

正パルス電圧及び負パルス電圧の印加条件は、正パルス電圧及び負パルス電圧の位相を定めるパルス位相条件と、正パルス電圧及び負パルス電圧のパルス幅(時間幅)を定めるパルス幅条件と、正パルス電圧及び負パルス電圧の大きさを定めるパルス大きさ条件とを含む。例えば条件設定部114は、磁極位置θ1の推定結果に基づいて、正パルス電圧及び負パルス電圧の位相が磁極位置θ1に対応するようにパルス位相条件を定める。一例として、条件設定部114は、正パルス電圧PV1の印加により生じる磁束ベクトルMV1及び負パルス電圧PV2の印加により生じる磁束ベクトルMV2が少なくとも一つの磁極の位置(例えば磁極40aの位置)を通るようにパルス位相条件を定める(図2参照)。なお、図示の例においては、永久磁石43を通ることが、磁極を通ることであると認識できるが、永久磁石43の配置によっては、どこまでが磁極の範囲であるのかが不明瞭な場合もあり得る。そのような場合、磁極を通るとは、例えば、磁極の中心の位置に対して、電気角で±30°以内を通ることを意味する。 The conditions for applying the positive pulse voltage and the negative pulse voltage are the pulse phase condition that determines the phase of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage, the pulse width condition that determines the pulse width (time width) of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage, and the positive pulse width condition. Includes pulse magnitude conditions that determine the magnitude of the pulse voltage and negative pulse voltage. For example, the condition setting unit 114 determines the pulse phase condition so that the phases of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage correspond to the magnetic pole position θ1 based on the estimation result of the magnetic pole position θ1. As an example, the condition setting unit 114 allows the magnetic flux vector MV1 generated by the application of the positive pulse voltage PV1 and the magnetic flux vector MV2 generated by the application of the negative pulse voltage PV2 to pass through the position of at least one magnetic pole (for example, the position of the magnetic pole 40a). Determine the pulse phase conditions (see Figure 2). In the illustrated example, it can be recognized that passing through the permanent magnet 43 means passing through the magnetic pole, but depending on the arrangement of the permanent magnet 43, it may be unclear how far the magnetic pole range is. obtain. In such a case, passing through the magnetic pole means, for example, passing within ± 30 ° in electrical angle with respect to the position of the center of the magnetic pole.

条件設定部114は、正パルス電圧のパルス幅と負パルス電圧のパルス幅とが同じ所定値となるようにパルス幅条件を定め、正パルス電圧の大きさと負パルス電圧の大きさとが同じ所定値となるようにパルス大きさ条件を定める。所定値は、ロータ40を動かさないか、ロータ40の動きを少なくとも微動に留めるように、予め設定されている。例えば所定値は、正パルス電圧及び負パルス電圧の印加によりロータ40に微動が生じたとしても、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極から外れないように予め設定されている。 The condition setting unit 114 determines the pulse width condition so that the pulse width of the positive pulse voltage and the pulse width of the negative pulse voltage have the same predetermined value, and the magnitude of the positive pulse voltage and the magnitude of the negative pulse voltage are the same predetermined value. The pulse magnitude condition is determined so as to be. The predetermined value is preset so that the rotor 40 is not moved or the movement of the rotor 40 is at least finely moved. For example, the predetermined value is preset so that the magnetic flux vectors MV1 and MV2 do not deviate from the magnetic poles even if the rotor 40 is slightly moved by the application of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage.

図3は、経過時間と電圧ベクトルの大きさとの関係を表すグラフである。このグラフにおいて、正パルス電圧PV1は、正方向に突出した単発の矩形波であり、負パルス電圧PV2は、負方向に突出した単発の矩形波である。図3においては、印加期間T1が正パルス電圧PV1の幅に相当し、印加期間T2が負パルス電圧PV2の幅に相当する。また、印加電圧V1が正パルス電圧PV1の大きさに相当し、印加電圧V2が負パルス電圧PV2の大きさに相当する。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the magnitude of the voltage vector. In this graph, the positive pulse voltage PV1 is a single-shot square wave protruding in the positive direction, and the negative pulse voltage PV2 is a single-shot square wave protruding in the negative direction. In FIG. 3, the application period T1 corresponds to the width of the positive pulse voltage PV1, and the application period T2 corresponds to the width of the negative pulse voltage PV2. Further, the applied voltage V1 corresponds to the magnitude of the positive pulse voltage PV1, and the applied voltage V2 corresponds to the magnitude of the negative pulse voltage PV2.

図3に示すように、条件設定部114は、正パルス電圧PV1及び負パルス電圧PV2をこの順で印加するようにパルス供給条件を設定してもよい。これとは逆に、条件設定部114は、負パルス電圧PV2及び正パルス電圧PV1をこの順で印加するようにパルス供給条件を設定してもよい。また、条件設定部114は、正パルス電圧PV1と負パルス電圧PV2との間に所定期間をあけるようにパルス供給条件を設定してもよい。例えば所定期間は、先のパルス電圧の印加により生じた電流が、後のパルス電圧の印加前にゼロとなるように定められる。 As shown in FIG. 3, the condition setting unit 114 may set the pulse supply condition so that the positive pulse voltage PV1 and the negative pulse voltage PV2 are applied in this order. On the contrary, the condition setting unit 114 may set the pulse supply condition so that the negative pulse voltage PV2 and the positive pulse voltage PV1 are applied in this order. Further, the condition setting unit 114 may set the pulse supply condition so as to allow a predetermined period between the positive pulse voltage PV1 and the negative pulse voltage PV2. For example, the predetermined period is set so that the current generated by the application of the earlier pulse voltage becomes zero before the application of the later pulse voltage.

図1に戻り、第2探索制御部115は、パルス供給条件に従い正パルス電圧及び負パルス電圧を電力変換回路10からモータ20に印加させる。例えば第2探索制御部115は、正パルス電圧PV1及び負パルス電圧PV2を電力変換回路10からモータ20に印加させるための電圧指令を生成し、PWM制御部111に出力する。 Returning to FIG. 1, the second search control unit 115 applies a positive pulse voltage and a negative pulse voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions. For example, the second search control unit 115 generates a voltage command for applying the positive pulse voltage PV1 and the negative pulse voltage PV2 from the power conversion circuit 10 to the motor 20, and outputs the voltage command to the PWM control unit 111.

差分評価部116は、正パルス電圧の印加に応じてモータ20に供給される正電流の大きさと、負パルス電圧の印加に応じてモータ20に供給される負電流の大きさとの差分(上記応答差分)を評価する。例えば差分評価部116は、正電流及び負電流の検出結果を電流センサ14から取得する。 The difference evaluation unit 116 is a difference between the magnitude of the positive current supplied to the motor 20 in response to the application of the positive pulse voltage and the magnitude of the negative current supplied to the motor 20 in response to the application of the negative pulse voltage (the response described above). Difference) is evaluated. For example, the difference evaluation unit 116 acquires the detection results of the positive current and the negative current from the current sensor 14.

応答差分の大きさを定量的に評価し得る限り、応答差分の評価手法に特に制限はない。例えば差分評価部116は、図3に例示するように、正パルス電圧PV1の印加に応じてモータ20に供給される正電流RA1の大きさと、負パルス電圧PV2の印加に応じてモータ20に供給される負電流RA2の大きさとの差分を応答差分として評価する。 As long as the magnitude of the response difference can be evaluated quantitatively, there is no particular limitation on the method for evaluating the response difference. For example, as illustrated in FIG. 3, the difference evaluation unit 116 supplies the magnitude of the positive current RA1 supplied to the motor 20 in response to the application of the positive pulse voltage PV1 and the magnitude of the positive current RA1 in response to the application of the negative pulse voltage PV2 to the motor 20. The difference from the magnitude of the negative current RA2 to be generated is evaluated as the response difference.

差分評価部116は、正電流RA1の大きさの積分値と、負電流RA2の大きさの積分値との差分に基づいて応答差分を評価してもよい。差分評価部116は、正電流RA1の大きさの平均値と、負電流RA2の大きさの平均値との差分に基づいて応答差分を評価してもよい。差分評価部116は、正電流RA1の大きさの最大値と、負電流RA2の大きさの最大値との差分に基づいて応答差分を評価してもよい。 The difference evaluation unit 116 may evaluate the response difference based on the difference between the integrated value of the magnitude of the positive current RA1 and the integrated value of the magnitude of the negative current RA2. The difference evaluation unit 116 may evaluate the response difference based on the difference between the average value of the magnitudes of the positive current RA1 and the average value of the magnitudes of the negative current RA2. The difference evaluation unit 116 may evaluate the response difference based on the difference between the maximum value of the magnitude of the positive current RA1 and the maximum value of the magnitude of the negative current RA2.

正電流RA1の大きさと、負電流RA2の大きさとの大小関係は、磁極の極性(例えば磁極40aの極性)に応じて変わる。例えば正パルス電圧PV1の印加により生じる磁束の方向(上記磁束ベクトルMV1の方向)が、磁極位置θ1で磁極40aが生じる磁束の方向(以下、「磁石磁束方向」という。)と一致する場合、磁束ベクトルMV1の方向が磁石磁束方向と逆向きである場合に比較して、正電流RA1が大きくなる。同様に、負パルス電圧PV2の印加により生じる磁束の方向(上記磁束ベクトルMV2の方向)が、磁石磁束方向と一致する場合、磁束ベクトルMV2の方向が磁石磁束方向と逆向きである場合に比較して、負電流RA2が大きくなる。このため、正パルス電圧PV1の幅及び大きさと負パルス電圧PV2の幅及び大きさとが等しい場合、正電流RA1と負電流RA2との大小関係に基づき磁石磁束方向を推定することが可能である。例えば上述した応答差分が正の値である場合、磁極40aの極性は、磁石磁束方向が磁束ベクトルMV1に一致する極性(例えばN極)であると推定される。また、上記応答差分が負の値である場合、磁極40aの極性は、磁石磁束方向が磁束ベクトルMV2に一致する極性(例えばS極)であると推定される。しかしながら、実際のモータ20においては、正パルス電圧PV1及び負パルス電圧PV2の印加時に、ティース32がロータ40のどの部位に対向しているかによって、応答差分の大きさに変化が生じる。例えば、ティース32が永久磁石43に対向する場合と、ティース32が永久磁石43同士の間に対向する場合とで、応答差分の大きさは変わる。このような実環境の影響により、応答差分の大きさが小さい場合、磁極の極性の推定結果に誤りが生じる可能性がある。 The magnitude relationship between the magnitude of the positive current RA1 and the magnitude of the negative current RA2 changes depending on the polarity of the magnetic pole (for example, the polarity of the magnetic pole 40a). For example, when the direction of the magnetic flux generated by the application of the positive pulse voltage PV1 (the direction of the magnetic flux vector MV1) coincides with the direction of the magnetic flux generated by the magnetic pole 40a at the magnetic pole position θ1 (hereinafter referred to as “magnet magnetic flux direction”), the magnetic flux. The positive current RA1 becomes larger as compared with the case where the direction of the vector MV1 is opposite to the direction of the magnetic flux of the magnet. Similarly, when the direction of the magnetic flux generated by the application of the negative pulse voltage PV2 (the direction of the magnetic flux vector MV2) coincides with the magnetic flux direction of the magnet, the direction of the magnetic flux vector MV2 is opposite to the direction of the magnetic flux of the magnet. Therefore, the negative current RA2 becomes large. Therefore, when the width and magnitude of the positive pulse voltage PV1 and the width and magnitude of the negative pulse voltage PV2 are equal, it is possible to estimate the magnetic flux direction of the magnet based on the magnitude relationship between the positive current RA1 and the negative current RA2. For example, when the above-mentioned response difference is a positive value, the polarity of the magnetic pole 40a is estimated to be the polarity (for example, N pole) in which the magnetic flux direction of the magnet matches the magnetic flux vector MV1. When the response difference is a negative value, the polarity of the magnetic pole 40a is estimated to be the polarity (for example, the S pole) in which the magnetic flux direction of the magnet matches the magnetic flux vector MV2. However, in the actual motor 20, when the positive pulse voltage PV1 and the negative pulse voltage PV2 are applied, the magnitude of the response difference changes depending on which part of the rotor 40 the teeth 32 faces. For example, the magnitude of the response difference varies depending on whether the teeth 32 face the permanent magnets 43 or the teeth 32 face each other between the permanent magnets 43. Due to such an influence in the actual environment, when the magnitude of the response difference is small, an error may occur in the estimation result of the polarity of the magnetic pole.

これに対し、条件変更部117は、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い第2探索制御部115に正パルス電圧及び負パルス電圧を印加させることと、差分評価部116に応答差分を評価させることとを、応答差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返す。 On the other hand, the condition changing unit 117 changes the pulse supply condition, applies the positive pulse voltage and the negative pulse voltage to the second search control unit 115 according to the changed pulse supply condition, and the difference evaluation unit 116. To evaluate the response difference, and repeat until the evaluation result of the response difference exceeds a predetermined level.

例えば条件変更部117は、正パルス電圧及び負パルス電圧の供給により生じる磁束ベクトルの方向を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。一例として、条件変更部117は、図2の磁束ベクトルMV1,MV2が同一の磁極から外れない範囲で、磁束ベクトルMV1,MV2の方向を変えるように上記パルス位相条件を変更する。例えば条件変更部117は、条件設定部114により定められたパルス位相条件による磁束ベクトルMV1,MV2が通る磁極の範囲内(当該磁極の中心の位置に対して±30°以内)で磁束ベクトルMV1,MV2の方向を変えるようにパルス位相条件を変更する。 For example, the condition changing unit 117 may change the pulse supply condition so as to change the direction of the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage. As an example, the condition changing unit 117 changes the pulse phase condition so as to change the direction of the magnetic flux vectors MV1 and MV2 within a range in which the magnetic flux vectors MV1 and MV2 in FIG. 2 do not deviate from the same magnetic pole. For example, the condition changing unit 117 is the magnetic flux vector MV1 and MV1 within the range of the magnetic poles through which the magnetic flux vectors MV1 and MV2 are passed under the pulse phase condition determined by the condition setting unit 114 (within ± 30 ° with respect to the position of the center of the magnetic poles). The pulse phase condition is changed so as to change the direction of MV2.

条件変更部117は、コイル33の角度ピッチに基づいて磁束ベクトルの方向の変更角度を特定し、変更角度に応じて前記磁束ベクトルの方向を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。例えば条件変更部117は、実質的に、角度ピッチの半ピッチ(角度ピッチの0.5倍)を奇数倍(例えば1倍、3倍、又は5倍等)したの角度で磁束ベクトルの方向を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。 The condition changing unit 117 may specify the change angle of the direction of the magnetic flux vector based on the angle pitch of the coil 33, and change the pulse supply condition so as to change the direction of the magnetic flux vector according to the change angle. For example, the condition changing unit 117 substantially changes the direction of the magnetic flux vector at an angle obtained by multiplying half the pitch of the angle pitch (0.5 times the angle pitch) by an odd number (for example, 1 times, 3 times, or 5 times, etc.). The pulse supply conditions may be changed to change.

条件変更部117は、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40a(第1磁極)を通る状態で応答差分が所定のレベルを超えない場合に、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40b,40c,40dのいずれか(第2磁極)を通るようにパルス位相条件を変更してもよい。例えば条件変更部117は、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40a(第1磁極)を通る状態で応答差分が所定のレベルを超えない場合に、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40b(第2磁極)を通るようにパルス位相条件を変更してもよい。更に条件変更部117は、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40b(第1磁極)を通る状態で応答差分が所定のレベルを超えない場合に、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40c(第2磁極)を通るようにパルス位相条件を変更してもよい。更に条件変更部117は、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40c(第1磁極)を通る状態で応答差分が所定のレベルを超えない場合に、磁束ベクトルMV1,MV2が磁極40d(第2磁極)を通るようにパルス位相条件を変更してもよい。 The condition changing unit 117 indicates that the magnetic flux vectors MV1 and MV2 are any of the magnetic poles 40b, 40c, and 40d when the response difference does not exceed a predetermined level while the magnetic flux vectors MV1 and MV2 pass through the magnetic poles 40a (first magnetic pole). The pulse phase condition may be changed so as to pass through (second magnetic flux). For example, in the condition changing unit 117, when the response difference does not exceed a predetermined level in a state where the magnetic flux vectors MV1 and MV2 pass through the magnetic pole 40a (first magnetic pole), the magnetic flux vectors MV1 and MV2 perform the magnetic flux 40b (second magnetic pole). The pulse phase condition may be changed so as to pass. Further, in the condition changing unit 117, when the response difference does not exceed a predetermined level in a state where the magnetic flux vectors MV1 and MV2 pass through the magnetic pole 40b (first magnetic pole), the magnetic flux vectors MV1 and MV2 perform the magnetic flux 40c (second magnetic pole). The pulse phase condition may be changed so as to pass. Further, the condition changing unit 117 causes the magnetic flux vectors MV1 and MV2 to set the magnetic poles 40d (second magnetic pole) when the response difference does not exceed a predetermined level while the magnetic flux vectors MV1 and MV2 pass through the magnetic poles 40c (first magnetic pole). The pulse phase condition may be changed so as to pass.

条件変更部117は、正パルス電圧及び負パルス電圧の大きさを変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。例えば条件変更部117は、正パルス電圧PV1の印加電圧V1及び負パルス電圧PV2の印加電圧V2の大きさを大きくするように上記パルス大きさ条件を変更してもよい。条件変更部117は、正パルス電圧及び負パルス電圧の幅を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。例えば条件変更部117は、正パルス電圧PV1の印加期間T1及び負パルス電圧PV2の印加期間T2を長くするように上記パルス幅条件を変更してもよい。条件変更部117は、正パルス電圧及び負パルス電圧の供給により生じる磁束ベクトルの方向を変えることと、正パルス電圧及び負パルス電圧の大きさを変えることと、正パルス電圧及び負パルス電圧の幅を変えることと、の3種のうち2種以上を組み合わせて実行してもよい。 The condition changing unit 117 may change the pulse supply condition so as to change the magnitudes of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage. For example, the condition changing unit 117 may change the pulse magnitude condition so as to increase the magnitude of the applied voltage V1 of the positive pulse voltage PV1 and the applied voltage V2 of the negative pulse voltage PV2. The condition changing unit 117 may change the pulse supply condition so as to change the width of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage. For example, the condition changing unit 117 may change the pulse width condition so as to lengthen the application period T1 of the positive pulse voltage PV1 and the application period T2 of the negative pulse voltage PV2. The condition changing unit 117 changes the direction of the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage, changes the magnitude of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage, and the width of the positive pulse voltage and the negative pulse voltage. And 2 or more of the 3 types may be combined and executed.

極性推定部118は、上記所定のレベルを超えた応答差分の評価結果に基づいて磁極40aの極性を推定する。なお、磁極40aの他の磁極を磁束ベクトルMV1,MV2が通るパルス供給条件に従い、所定のレベルを超える応答差分が得られた場合には、当該応答差分の評価結果に基づいて当該他の磁極の極性が推定される。他の磁極の極性が決まれば、自ずと磁極40aの極性も決まるので、他の磁極の極性を推定することは、磁極40aの磁極を推定することに相当する。 The polarity estimation unit 118 estimates the polarity of the magnetic pole 40a based on the evaluation result of the response difference exceeding the predetermined level. If a response difference exceeding a predetermined level is obtained according to the pulse supply conditions through which the magnetic flux vectors MV1 and MV2 pass through the other magnetic poles 40a, the other magnetic poles of the other magnetic poles are based on the evaluation result of the response difference. The polarity is estimated. If the polarities of the other magnetic poles are determined, the polarities of the magnetic poles 40a are naturally determined. Therefore, estimating the polarities of the other magnetic poles corresponds to estimating the magnetic poles of the magnetic poles 40a.

駆動制御部121は、磁極位置推定部113による磁極の位置の推定結果と、極性推定部118による磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路10からモータ20への駆動電力の供給を開始させる。例えば駆動制御部121は、電力変換回路10からモータ20に駆動電力を供給させるための電圧指令を生成し、PWM制御部111に出力する。例えば駆動制御部121は、磁極位置推定部113による磁極の位置の推定結果と、極性推定部118による磁極の極性の推定結果とに基づいて、磁極の位置を特定する。この場合、磁束ベクトルMV1と方向が一致する磁石磁束を作る磁極の位置の推定値が磁極の位置に特定される。以下、当該位置が特定された磁極を、「正方向磁極」という。駆動制御部121は、正方向磁極と同期して回転するよう回転速度が決定される回転座標系における電圧指令を生成する。例えば駆動制御部121は、モータ20に供給する駆動電流を電流指令に追従させるように、回転座標系における電圧指令を生成する。その後、駆動制御部121は、回転座標系における電圧指令と、正方向磁極の位置とに基づいて、上述の固定座標系における電圧指令ベクトルを算出し、算出した電圧指令ベクトルをPWM制御部111に出力する。 The drive control unit 121 supplies drive power from the power conversion circuit 10 to the motor 20 based on the estimation result of the position of the magnetic pole by the magnetic pole position estimation unit 113 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit 118. Let's get started. For example, the drive control unit 121 generates a voltage command for supplying drive power to the motor 20 from the power conversion circuit 10 and outputs the voltage command to the PWM control unit 111. For example, the drive control unit 121 specifies the position of the magnetic pole based on the estimation result of the position of the magnetic pole by the magnetic pole position estimation unit 113 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit 118. In this case, an estimated value of the position of the magnetic pole that creates the magnetic flux whose direction coincides with the magnetic flux vector MV1 is specified at the position of the magnetic pole. Hereinafter, the magnetic pole whose position is specified is referred to as a "positive magnetic pole". The drive control unit 121 generates a voltage command in a rotating coordinate system in which the rotation speed is determined so as to rotate in synchronization with the positive magnetic pole. For example, the drive control unit 121 generates a voltage command in the rotating coordinate system so that the drive current supplied to the motor 20 follows the current command. After that, the drive control unit 121 calculates the voltage command vector in the above-mentioned fixed coordinate system based on the voltage command in the rotating coordinate system and the position of the positive magnetic pole, and transfers the calculated voltage command vector to the PWM control unit 111. Output.

以後、駆動制御部121は、回転検出センサ(例えばエンコーダ)の出力に基づく磁極位置演算、又はセンサレスでの磁極位置推定(例えば電圧指令とこれに応じてモータ20に供給された駆動電流と、周波数指令とに基づく磁極位置推定)を行い、こうして得られた正方向磁極の位置に基づき、固定座標系における電圧指令ベクトルを更新し、PWM制御部111に出力することを繰り返す。これにより、正方向磁極の位置に応じた駆動電力の供給が継続される。駆動制御部121は、駆動電流の検出結果を電流センサ14から取得する。 After that, the drive control unit 121 calculates the magnetic pole position based on the output of the rotation detection sensor (for example, an encoder), or estimates the magnetic pole position without a sensor (for example, a voltage command and a drive current and a frequency supplied to the motor 20 in response to the voltage command). The magnetic pole position estimation based on the command) is performed, the voltage command vector in the fixed coordinate system is updated based on the position of the positive magnetic pole thus obtained, and the voltage command vector is repeatedly output to the PWM control unit 111. As a result, the supply of drive power according to the position of the positive magnetic pole is continued. The drive control unit 121 acquires the detection result of the drive current from the current sensor 14.

図4は、制御回路100のハードウェア構成を例示する模式図である。図4に示すように、制御回路100は、一つ又は複数のプロセッサ191と、メモリ192と、ストレージ193と、入出力ポート194と、スイッチング制御回路195とを含む。ストレージ193は、例えば不揮発性の半導体メモリ等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ193は、電力変換回路10からモータ20に探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、差分を評価することとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、差分の評価結果に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の極性を推定することと、を制御回路100に実行させるためのプログラムを記憶している。例えばストレージ193は、上述した各機能ブロックを制御回路100に構成させるためのプログラムを記憶している。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the hardware configuration of the control circuit 100. As shown in FIG. 4, the control circuit 100 includes one or more processors 191 and a memory 192, a storage 193, an input / output port 194, and a switching control circuit 195. The storage 193 has a computer-readable storage medium, such as a non-volatile semiconductor memory. The storage 193 responds to the power conversion circuit 10 supplying the motor 20 with a search output, estimating the position of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the response to the search output, and estimating the position of the magnetic poles. The pulse supply conditions are set, the positive pulse output and the negative pulse output are supplied from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions, the magnitude of the response to the positive pulse output, and the response to the negative pulse output. Evaluating the difference from the magnitude, changing the pulse supply conditions, supplying positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the changed pulse supply conditions, and evaluating the difference. This is repeated until the difference evaluation result exceeds a predetermined level, and the polarity of at least one magnetic pole of the motor 20 is estimated based on the difference evaluation result, in order to cause the control circuit 100 to execute. I remember the program of. For example, the storage 193 stores a program for configuring each of the above-mentioned functional blocks in the control circuit 100.

メモリ192は、ストレージ193の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ191による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ191は、メモリ192と協働して上記プログラムを実行することで、制御回路100の各機能ブロックを構成する。入出力ポート194は、プロセッサ191からの指令に従って、電流センサ14との間で電気信号の入出力を行う。スイッチング制御回路195は、プロセッサ191からの指令に従って、インバータ回路13内の複数のスイッチング素子15のオン、オフを切り替えることにより、上記駆動電力をモータ20へ出力する。 The memory 192 temporarily stores the program loaded from the storage medium of the storage 193 and the calculation result by the processor 191. The processor 191 constitutes each functional block of the control circuit 100 by executing the above program in cooperation with the memory 192. The input / output port 194 inputs / outputs an electric signal to / from the current sensor 14 according to a command from the processor 191. The switching control circuit 195 outputs the drive power to the motor 20 by switching on and off of the plurality of switching elements 15 in the inverter circuit 13 according to a command from the processor 191.

なお、制御回路100は、必ずしもプログラムにより各機能を構成するものに限られない。例えば制御回路100は、専用の論理回路又はこれを集積したASIC(Application Specific Integrated Circuit)により少なくとも一部の機能を構成してもよい。 The control circuit 100 is not necessarily limited to the one that configures each function by a program. For example, the control circuit 100 may be configured with at least a part of a function by a dedicated logic circuit or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) that integrates the logic circuit.

〔制御手順〕
続いて、制御方法の一例として、制御回路100が実行するモータ20の起動制御手順を例示する。この手順は、電力変換回路10からモータ20に探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、差分を評価することとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、差分の評価結果に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の極性を推定することと、を含む。
[Control procedure]
Subsequently, as an example of the control method, a start control procedure of the motor 20 executed by the control circuit 100 will be illustrated. This procedure depends on feeding the motor 20 a search output from the power conversion circuit 10, estimating the position of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the response to the search output, and estimating the position of the magnetic poles. The pulse supply conditions are set, the positive pulse output and the negative pulse output are supplied from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions, the magnitude of the response to the positive pulse output, and the response to the negative pulse output. Evaluating the difference from the magnitude, changing the pulse supply conditions, supplying positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the changed pulse supply conditions, and evaluating the difference. This includes repeating until the difference evaluation result exceeds a predetermined level, and estimating the polarity of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the difference evaluation result.

図5に示すように、制御回路100は、まずステップS01,S02,S03,S04,S05,S06を実行する。ステップS01では、第1探索制御部112が、電力変換回路10からモータ20に高周波の探索電圧を印加させる。ステップS01のより詳細な手順については後述する。ステップS02では、磁極位置推定部113が、探索電圧の印加に応じてモータ20に供給された探索電流に基づいてモータ20の磁極の位置を推定する。ステップS03では、条件設定部114が、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する。 As shown in FIG. 5, the control circuit 100 first executes steps S01, S02, S03, S04, S05, and S06. In step S01, the first search control unit 112 causes the motor 20 to apply a high-frequency search voltage from the power conversion circuit 10. A more detailed procedure of step S01 will be described later. In step S02, the magnetic pole position estimation unit 113 estimates the position of the magnetic pole of the motor 20 based on the search current supplied to the motor 20 in response to the application of the search voltage. In step S03, the condition setting unit 114 sets the pulse supply condition according to the estimation result of the position of the magnetic pole.

ステップS04では、第2探索制御部115が、パルス供給条件に従い正パルス電圧及び負パルス電圧を電力変換回路10からモータ20に印加させる。ステップS04のより詳細な手順については後述する。ステップS05では、差分評価部116が、正パルス電圧の印加に応じてモータ20に供給される正電流の大きさと、負パルス電圧の印加に応じてモータ20に供給される負電流の大きさとの差分(上記応答差分)を評価する。ステップS06では、応答差分の評価結果が所定のレベルを超えているか否かを条件変更部117が確認する。 In step S04, the second search control unit 115 applies a positive pulse voltage and a negative pulse voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions. A more detailed procedure of step S04 will be described later. In step S05, the difference evaluation unit 116 determines the magnitude of the positive current supplied to the motor 20 in response to the application of the positive pulse voltage and the magnitude of the negative current supplied to the motor 20 in response to the application of the negative pulse voltage. Evaluate the difference (the above response difference). In step S06, the condition changing unit 117 confirms whether or not the evaluation result of the response difference exceeds a predetermined level.

ステップS06において応答差分の評価結果が所定のレベルを超えていないと判定した場合、制御回路100はステップS07を実行する。ステップS07では、条件変更部117がパルス供給条件を変更する。その後、条件変更部117は処理をステップS04に戻す。以後、応答差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで、パルス供給条件に従い正パルス電圧及び負パルス電圧を電力変換回路10からモータ20に印加させることと、応答差分を評価することと、パルス供給条件を変更することとが繰り返される。 When it is determined in step S06 that the evaluation result of the response difference does not exceed a predetermined level, the control circuit 100 executes step S07. In step S07, the condition changing unit 117 changes the pulse supply condition. After that, the condition changing unit 117 returns the process to step S04. After that, until the evaluation result of the response difference exceeds a predetermined level, the positive pulse voltage and the negative pulse voltage are applied from the power conversion circuit 10 to the motor 20 according to the pulse supply conditions, the response difference is evaluated, and the pulse supply is performed. Changing the conditions is repeated.

ステップS06において応答差分の評価結果が所定のレベルを超えていると判定した場合、制御回路100はステップS08,S09を実行する。ステップS08では、極性推定部118が、所定のレベルを超えた応答差分の評価結果に基づいて、磁極40aの極性を推定する。ステップS09では、駆動制御部121が、磁極位置推定部113による磁極の位置の推定結果と、極性推定部118による磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路10からモータ20への駆動電力の供給を開始させる。以後、駆動制御部121は、回転検出センサの出力に基づく磁極位置演算、又はセンサレスでの磁極位置推定を行い、こうして得られた磁極の位置に基づき電圧指令を再生成し、PWM制御部111に出力することを繰り返す。これにより、磁極の位置に応じた駆動電力の供給が継続される。以上でモータ20の起動制御手順が完了する。 When it is determined in step S06 that the evaluation result of the response difference exceeds a predetermined level, the control circuit 100 executes steps S08 and S09. In step S08, the polarity estimation unit 118 estimates the polarity of the magnetic pole 40a based on the evaluation result of the response difference exceeding a predetermined level. In step S09, the drive control unit 121 drives the power conversion circuit 10 to the motor 20 based on the estimation result of the position of the magnetic pole by the magnetic pole position estimation unit 113 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit 118. Start supplying power. After that, the drive control unit 121 performs magnetic pole position calculation based on the output of the rotation detection sensor or sensorless magnetic pole position estimation, regenerates a voltage command based on the position of the magnetic pole thus obtained, and causes the PWM control unit 111 to generate a voltage command. Repeat the output. As a result, the supply of driving power according to the position of the magnetic pole is continued. This completes the start control procedure for the motor 20.

図6は、ステップS01における探索電圧の印加手順を例示するフローチャートである。図6に示すように制御回路100は、まずステップS11,S12,S13を実行する。ステップS11では、第1探索制御部112が、電力変換回路10からモータ20への探索電圧の印加を開始させる。ステップS12では、磁極位置推定部113が、探索電流の検出結果を電流センサ14から取得し、取得した検出結果とその時の探索電圧の位相とを記憶する。ステップS13では、所定の探索期間が経過したか否かを第1探索制御部112が確認する。 FIG. 6 is a flowchart illustrating the procedure for applying the search voltage in step S01. As shown in FIG. 6, the control circuit 100 first executes steps S11, S12, and S13. In step S11, the first search control unit 112 starts applying the search voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20. In step S12, the magnetic pole position estimation unit 113 acquires the detection result of the search current from the current sensor 14, and stores the acquired detection result and the phase of the search voltage at that time. In step S13, the first search control unit 112 confirms whether or not the predetermined search period has elapsed.

ステップS13において探索期間が経過していないと判定した場合、制御回路100は処理をステップS12に戻す。以後、探索期間が経過するまでは、探索電圧の印加と、これに応じた探索電流の検出結果の取得と記憶とが繰り返される。 If it is determined in step S13 that the search period has not elapsed, the control circuit 100 returns the process to step S12. After that, until the search period elapses, the application of the search voltage and the acquisition and storage of the detection result of the search current corresponding to the application are repeated.

ステップS13において探索期間が経過したと判定した場合、制御回路100はステップS14を実行する。ステップS14では、第1探索制御部112が、電力変換回路10からモータ20への探索電圧の印加を停止させる。以上で探索電圧の印加手順が完了する。 If it is determined in step S13 that the search period has elapsed, the control circuit 100 executes step S14. In step S14, the first search control unit 112 stops the application of the search voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20. This completes the procedure for applying the search voltage.

図7は、ステップS04における正パルス電圧及び負パルス電圧の印加手順を例示するフローチャートである。図7に示すように、制御回路100は、まずステップS21,S22,S23,S24を実行する。ステップS21では、第2探索制御部115が、正パルス電圧の印加時刻を待機する。ステップS22では、第2探索制御部115が、電力変換回路10からモータ20への正パルス電圧の印加を開始させる。ステップS23では、差分評価部116が、正電流の検出結果を電流センサ14から取得する。ステップS24では、正パルス電圧の印加期間が経過したか否かを第2探索制御部115が確認する。 FIG. 7 is a flowchart illustrating the procedure for applying the positive pulse voltage and the negative pulse voltage in step S04. As shown in FIG. 7, the control circuit 100 first executes steps S21, S22, S23, and S24. In step S21, the second search control unit 115 waits for the application time of the positive pulse voltage. In step S22, the second search control unit 115 starts applying a positive pulse voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20. In step S23, the difference evaluation unit 116 acquires the positive current detection result from the current sensor 14. In step S24, the second search control unit 115 confirms whether or not the application period of the positive pulse voltage has elapsed.

ステップS24において正パルス電圧の印加期間が経過していないと判定した場合、制御回路100は処理をステップS23に戻す。以後、正パルス電圧の印加期間が経過するまでは、正パルス電圧の印加と正電流の検出結果の取得とが繰り返される。 If it is determined in step S24 that the period for applying the positive pulse voltage has not elapsed, the control circuit 100 returns the process to step S23. After that, until the application period of the positive pulse voltage elapses, the application of the positive pulse voltage and the acquisition of the detection result of the positive current are repeated.

ステップS24において正パルス電圧の印加期間が経過したと判定した場合、制御回路100はステップS25,S31,S32,S33,S34を実行する。ステップS25では、第2探索制御部115が、電力変換回路10からモータ20への正パルス電圧の印加を停止させる。ステップS31では、第2探索制御部115が、負パルス電圧の印加時刻を待機する。ステップS32では、第2探索制御部115が、電力変換回路10からモータ20への負パルス電圧の印加を開始させる。ステップS33では、差分評価部116が、負電流の検出結果を電流センサ14から取得する。ステップS34では、負パルス電圧の印加期間が経過したか否かを第2探索制御部115が確認する。 When it is determined in step S24 that the application period of the positive pulse voltage has elapsed, the control circuit 100 executes steps S25, S31, S32, S33, and S34. In step S25, the second search control unit 115 stops the application of the positive pulse voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20. In step S31, the second search control unit 115 waits for the application time of the negative pulse voltage. In step S32, the second search control unit 115 starts applying a negative pulse voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20. In step S33, the difference evaluation unit 116 acquires the detection result of the negative current from the current sensor 14. In step S34, the second search control unit 115 confirms whether or not the application period of the negative pulse voltage has elapsed.

ステップS34において負パルス電圧の印加期間が経過していないと判定した場合、制御回路100は処理をステップS33に戻す。以後、負パルス電圧の印加期間が経過するまでは、負パルス電圧の印加と負電流の検出結果の取得とが繰り返される。 If it is determined in step S34 that the application period of the negative pulse voltage has not elapsed, the control circuit 100 returns the process to step S33. After that, until the application period of the negative pulse voltage elapses, the application of the negative pulse voltage and the acquisition of the detection result of the negative current are repeated.

ステップS34において負パルス電圧の印加期間が経過したと判定した場合、制御回路100はステップS35を実行する。ステップS35では、第2探索制御部115が、電力変換回路10からモータ20への負パルス電圧の印加を停止させる。以上で正パルス電圧及び負パルス電圧の印加手順が完了する。 When it is determined in step S34 that the application period of the negative pulse voltage has elapsed, the control circuit 100 executes step S35. In step S35, the second search control unit 115 stops the application of the negative pulse voltage from the power conversion circuit 10 to the motor 20. This completes the procedure for applying the positive pulse voltage and the negative pulse voltage.

〔本実施形態の効果〕
以上に説明したように、電力変換装置1は、電力変換回路10からモータ20に探索出力を供給させる第1探索制御部112と、探索出力に対する応答に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定する磁極位置推定部113と、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部114と、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させる第2探索制御部115と、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部116と、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い第2探索制御部115に正パルス出力及び負パルス出力を供給させることと、差分評価部116に差分を評価させることとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返す条件変更部117と、差分の評価結果に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の極性を推定する極性推定部118と、を備える。
[Effect of this embodiment]
As described above, the power conversion device 1 includes the first search control unit 112 that supplies the search output to the motor 20 from the power conversion circuit 10, and the position of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the response to the search output. The magnetic pole position estimation unit 113 that estimates the position of the magnetic pole, the condition setting unit 114 that sets the pulse supply condition according to the estimation result of the magnetic pole position, and the motor 20 from the power conversion circuit 10 to output the positive pulse and the negative pulse according to the pulse supply condition. The second search control unit 115 to be supplied to the system, the difference evaluation unit 116 to evaluate the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output, and the pulse supply condition to be changed and after the change. The second search control unit 115 is supplied with the positive pulse output and the negative pulse output according to the pulse supply condition of the above, and the difference evaluation unit 116 is made to evaluate the difference, which is repeated until the difference evaluation result exceeds a predetermined level. It includes a condition changing unit 117 and a polarity estimation unit 118 that estimates the polarity of at least one magnetic pole of the motor 20 based on the evaluation result of the difference.

起動時におけるモータ20の逆転を防ぐには、磁極位置及び極性に対し適切なベクトルにてモータ20に駆動出力を供給する必要がある。これに対し、電力変換装置1によれば、正パルス出力と負パルス出力との差分の評価結果が所定のレベルを超えていない場合には、正パルス出力及び負パルス出力の供給と、上記差分の評価とが繰り返されるので、差分に基づく極性の誤検知が抑制される。従って、磁極の極性の誤検知に起因するモータ20の逆転とが抑制されるので、モータ20の逆転抑制に有効である。 In order to prevent the motor 20 from reversing at the time of starting, it is necessary to supply the drive output to the motor 20 with an appropriate vector for the magnetic pole position and polarity. On the other hand, according to the power conversion device 1, when the evaluation result of the difference between the positive pulse output and the negative pulse output does not exceed a predetermined level, the supply of the positive pulse output and the negative pulse output and the above difference. Since the evaluation of is repeated, false detection of polarity based on the difference is suppressed. Therefore, the reversal of the motor 20 due to the false detection of the polarity of the magnetic pole is suppressed, which is effective in suppressing the reversal of the motor 20.

条件設定部114は、正パルス出力及び負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルがモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を通るようにパルス供給条件を設定してもよい。この場合、正パルス出力及び負パルス出力の供給回数をより確実に抑制することができる。 The condition setting unit 114 may set the pulse supply condition so that the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output passes through the position of at least one magnetic pole of the motor 20. In this case, the number of times the positive pulse output and the negative pulse output are supplied can be suppressed more reliably.

条件変更部117は、正パルス出力及び負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルの方向を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。この場合、パルス供給条件を迅速に調節することができる。 The condition changing unit 117 may change the pulse supply condition so as to change the direction of the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output. In this case, the pulse supply conditions can be adjusted quickly.

モータ20は、磁極の回転方向に沿って所定の角度ピッチで並ぶ複数のコイル33を備え、条件変更部117は、角度ピッチに基づいて磁束ベクトルの方向の変更角度を特定し、変更角度に応じて磁束ベクトルの方向を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分は、各コイル33が、ロータ40のどの部位に対向しているかによって変わり得る。角度ピッチに基づき磁束ベクトルの方向を変えることによって、ロータ40の影響を受け易いコイル33への供給電流を減らしつつ、ロータ40の影響を受け難いコイル33への供給電流を増やし、パルス供給条件を迅速に調節することができる。 The motor 20 includes a plurality of coils 33 arranged at a predetermined angle pitch along the rotation direction of the magnetic poles, and the condition changing unit 117 specifies a change angle in the direction of the magnetic flux vector based on the angle pitch, and responds to the change angle. The pulse supply conditions may be changed so as to change the direction of the magnetic flux vector. The difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output can vary depending on which portion of the rotor 40 each coil 33 faces. By changing the direction of the magnetic flux vector based on the angular pitch, the supply current to the coil 33, which is easily affected by the rotor 40, is reduced, while the supply current to the coil 33, which is not easily affected by the rotor 40, is increased, and the pulse supply condition is changed. It can be adjusted quickly.

条件変更部117は、実質的に、上記角度ピッチの半ピッチを奇数倍した角度で磁束ベクトルの方向を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。この場合、パルス供給条件をより迅速に調節することができる。 The condition changing unit 117 may change the pulse supply condition so as to change the direction of the magnetic flux vector at an angle obtained by substantially multiplying the half pitch of the above angle pitch by an odd number. In this case, the pulse supply conditions can be adjusted more quickly.

磁極位置推定部113は、探索出力における電圧と電流との関係に基づいて、少なくともモータ20の第2磁極の位置を更に推定し、条件設定部114は、正パルス出力及び負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが上記磁極を通るようにパルス供給条件を設定し、条件変更部117は、正パルス出力及び負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが第2磁極を通るようにパルス供給条件を変更してもよい。この場合、パルス供給条件を迅速に調節することができる。 The magnetic flux position estimation unit 113 further estimates the position of at least the second magnetic flux of the motor 20 based on the relationship between the voltage and the current in the search output, and the condition setting unit 114 supplies positive pulse output and negative pulse output. The pulse supply condition is set so that the generated magnetic flux vector passes through the magnetic pole, and the condition changing unit 117 changes the pulse supply condition so that the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output passes through the second magnetic pole. You may. In this case, the pulse supply conditions can be adjusted quickly.

条件変更部117は、正パルス出力及び負パルス出力の大きさを変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。この場合、パルス供給条件を迅速に調節することができる。 The condition changing unit 117 may change the pulse supply conditions so as to change the magnitudes of the positive pulse output and the negative pulse output. In this case, the pulse supply conditions can be adjusted quickly.

条件変更部117は、正パルス出力及び負パルス出力の幅を変えるようにパルス供給条件を変更してもよい。この場合、パルス供給条件を迅速に調節することができる。 The condition changing unit 117 may change the pulse supply condition so as to change the width of the positive pulse output and the negative pulse output. In this case, the pulse supply conditions can be adjusted quickly.

図8は、電力変換装置1の変形例を示す模式図である。本変形例において、モータ20は、センサ21を有する。センサ21は、磁極40a,40b,40c,40dの変位を検出する。磁極40a,40b,40c,40dの変位を検出することは、磁極40a,40b,40c,40dの変位方向を検出することを含む。センサ21の具体例としては、ロータ40の回転に応じて第1パルス波信号及び第2パルス波信号を出力するパルスジェネレータが挙げられる。第2パルス波信号は、第1パルス波信号とパルス幅が等しく、且つ第1パルス波信号に対して位相がずれた信号である。第1パルス波信号及び第2パルス波信号に基づき、ロータ40がいずれの方向に回転しているのか(磁極40a,40b,40c,40dがいずれの方向に変位しているのか)が検出される。また、第1パルス波信号及び第2パルス波信号の周波数に基づき、ロータ40の回転速度(磁極40a,40b,40c,40dの変位速度)が検出される。更に、第1パルス波信号及び第2パルス波信号のカウント値に基づき、ロータ40の回転角度(磁極40a,40b,40c,40dの変位角度)が検出される。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a modified example of the power conversion device 1. In this modification, the motor 20 has a sensor 21. The sensor 21 detects the displacement of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, 40d. Detecting the displacement of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, 40d includes detecting the displacement direction of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, 40d. Specific examples of the sensor 21 include a pulse generator that outputs a first pulse wave signal and a second pulse wave signal according to the rotation of the rotor 40. The second pulse wave signal is a signal having the same pulse width as the first pulse wave signal and being out of phase with the first pulse wave signal. Based on the first pulse wave signal and the second pulse wave signal, it is detected in which direction the rotor 40 is rotating (in which direction the magnetic poles 40a, 40b, 40c, and 40d are displaced). .. Further, the rotation speed of the rotor 40 (displacement speed of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, 40d) is detected based on the frequencies of the first pulse wave signal and the second pulse wave signal. Further, the rotation angle of the rotor 40 (displacement angle of the magnetic poles 40a, 40b, 40c, 40d) is detected based on the count values of the first pulse wave signal and the second pulse wave signal.

本変形例における制御回路100は、上述の磁極位置推定部113に代えて、磁極位置推定部131と、磁極位置更新部132とを有する。磁極位置推定部131は、上述した磁極位置推定部113と同様に、探索電圧の印加に応じてモータ20に供給された探索電流に基づいてモータ20の磁極の位置を推定する。 The control circuit 100 in this modification has a magnetic pole position estimation unit 131 and a magnetic pole position update unit 132 in place of the magnetic pole position estimation unit 113 described above. Similar to the magnetic pole position estimation unit 113 described above, the magnetic pole position estimation unit 131 estimates the position of the magnetic pole of the motor 20 based on the search current supplied to the motor 20 in response to the application of the search voltage.

磁極位置更新部132は、磁極位置推定部131による磁極の位置の推定結果を、センサ21による検出結果に基づいて更新する。例えば磁極位置更新部132は、センサ21が出力する第1パルス波信号及び第2パルス波信号に基づいて磁極の変位方向及び変位角度を特定し、特定した変位方向及び変位角度に基づいて磁極の位置の推定結果を更新する。このように、磁極位置推定部131による磁極の位置の推定結果を磁極位置更新部132が更新することによって、磁極位置推定部131による磁極の位置の推定以降も、磁極の現在位置の情報が継続的に得られる。 The magnetic pole position updating unit 132 updates the estimation result of the magnetic pole position by the magnetic pole position estimation unit 131 based on the detection result by the sensor 21. For example, the magnetic pole position update unit 132 specifies the displacement direction and displacement angle of the magnetic pole based on the first pulse wave signal and the second pulse wave signal output by the sensor 21, and the magnetic pole position update unit 132 determines the displacement direction and displacement angle of the magnetic pole based on the specified displacement direction and displacement angle. Update the position estimation result. In this way, the magnetic pole position updating unit 132 updates the estimation result of the magnetic pole position by the magnetic pole position estimation unit 131, so that the information on the current position of the magnetic pole continues even after the magnetic pole position estimation unit 131 estimates the magnetic pole position. Can be obtained.

駆動制御部121は、磁極位置更新部132により更新された磁極の位置の推定結果と、極性推定部118による磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路10からモータ20に駆動電力を供給させる。例えば駆動制御部121は、磁極位置更新部132により更新された磁極の位置の推定結果と、極性推定部118による磁極の極性の推定結果とに基づいて、正方向磁極の位置を特定し、回転座標系における電圧指令と、正方向磁極の位置とに基づいて、上述の固定座標系における電圧指令ベクトルを算出する。 The drive control unit 121 supplies drive power from the power conversion circuit 10 to the motor 20 based on the estimation result of the position of the magnetic pole updated by the magnetic pole position update unit 132 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit 118. Supply. For example, the drive control unit 121 identifies the position of the positive magnetic pole based on the estimation result of the position of the magnetic pole updated by the magnetic pole position update unit 132 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit 118, and rotates. The voltage command vector in the above-mentioned fixed coordinate system is calculated based on the voltage command in the coordinate system and the position of the positive magnetic pole.

本変形例における制御回路100は、エラー検知部133を更に有する。エラー検知部133は、駆動電力の供給に応じて、センサ21により検出された磁極の位置の変化方向に基づいて、磁極の極性の推定エラーを検知する。例えばエラー検知部133は、駆動電力に応じ発生する回転磁界の回転方向と逆の方向に磁極の位置が変化している場合に、磁極の極性の推定エラーを検知する。 The control circuit 100 in this modification further includes an error detection unit 133. The error detection unit 133 detects an error in estimating the polarity of the magnetic poles based on the change direction of the position of the magnetic poles detected by the sensor 21 according to the supply of the driving power. For example, the error detection unit 133 detects an error in estimating the polarity of the magnetic pole when the position of the magnetic pole changes in the direction opposite to the rotation direction of the rotating magnetic field generated according to the driving power.

極性推定部118は、エラー検知部133により推定エラーが検知された場合に、磁極の極性の推定結果を反転させてもよい。例えば、極性推定部118は、正方向磁極の位置を電気角にて180°シフトさせてもよい。正方向磁極を電気角で180°シフトさせる場合、それまで正方向磁極とされてきた位置の極性が反転することとなる。このため、正方向磁極の位置を180°シフトすることは、磁極の極性の推定結果を判定させることの一例に相当する。その後、駆動制御部121は、シフト後の正方向磁極の位置に基づいて、電力変換回路10からモータ20に駆動電力を供給させる。この場合、極性推定部118は、正方向磁極の位置を、所定期間に亘って徐々にシフトさせてもよい。 The polarity estimation unit 118 may invert the estimation result of the polarity of the magnetic pole when the estimation error is detected by the error detection unit 133. For example, the polarity estimation unit 118 may shift the position of the positive magnetic pole by 180 ° by the electric angle. When the positive pole is shifted by 180 ° by the electric angle, the polarity of the position that has been regarded as the positive pole up to that point is reversed. Therefore, shifting the position of the positive magnetic pole by 180 ° corresponds to an example of determining the estimation result of the polarity of the magnetic pole. After that, the drive control unit 121 causes the motor 20 to supply the drive power from the power conversion circuit 10 based on the position of the positive magnetic pole after the shift. In this case, the polarity estimation unit 118 may gradually shift the position of the positive magnetic pole over a predetermined period.

また、極性推定部118は、正方向磁極とされてきた位置を、磁束ベクトルMV1と逆向きの磁石磁束を作る磁極の位置として特定し直してもよい。以下、磁束ベクトルMV1と逆向きの磁石磁束を作る磁極を「負方向磁極」という。この場合、駆動制御部121は、正方向磁極に対する制御を、負方向磁極に対する制御に改めるべく、d軸電流指令値、q軸電流指令値、V/f電圧指令値の符号を反転させてもよい。この場合、駆動制御部121は、d軸電流指令値、q軸電流指令値、V/f電圧指令値の値を符号反転後の値に向かって、所定期間に亘って徐々に反転させてもよい。 Further, the polarity estimation unit 118 may respecify the position that has been regarded as the positive magnetic pole as the position of the magnetic pole that creates the magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux vector MV1. Hereinafter, the magnetic pole that creates the magnetic flux in the direction opposite to the magnetic flux vector MV1 is referred to as a "negative magnetic pole". In this case, the drive control unit 121 may invert the codes of the d-axis current command value, the q-axis current command value, and the V / f voltage command value in order to change the control for the positive magnetic pole to the control for the negative magnetic pole. good. In this case, the drive control unit 121 may gradually invert the values of the d-axis current command value, the q-axis current command value, and the V / f voltage command value toward the values after sign inversion over a predetermined period. good.

本変形例における制御回路100は、例えば、図5のステップS09における駆動制御を開始した後、図9に示す手順を実行する。例えば制御回路100は、まずステップS41を実行する。ステップS41では、磁極位置更新部132が、磁極位置推定部131による磁極の位置の推定結果を、センサ21による検出結果に基づいて更新する。 The control circuit 100 in this modification executes, for example, the procedure shown in FIG. 9 after starting the drive control in step S09 of FIG. For example, the control circuit 100 first executes step S41. In step S41, the magnetic pole position updating unit 132 updates the estimation result of the magnetic pole position by the magnetic pole position estimation unit 131 based on the detection result by the sensor 21.

次に、制御回路100はステップS42を実行する。ステップS42では、エラー検知部133が、駆動電力に応じ発生する回転磁界の回転方向と逆の方向に磁極の位置が変化しているか否かを確認する。ステップS42において、回転磁界の回転方向と逆の方向に磁極の位置が変化していると判定した場合、制御回路100はステップS43,S44,S45,S46を実行する。 Next, the control circuit 100 executes step S42. In step S42, the error detection unit 133 confirms whether or not the position of the magnetic pole has changed in the direction opposite to the rotation direction of the rotating magnetic field generated according to the driving power. When it is determined in step S42 that the position of the magnetic pole changes in the direction opposite to the rotation direction of the rotating magnetic field, the control circuit 100 executes steps S43, S44, S45, and S46.

ステップS43では、エラー検知部133が、磁極の極性の推定エラーを検知する。ステップS44では、駆動制御部121が、電力変換回路10からモータ20への駆動電力の供給を停止させる。ステップS45では、極性推定部118が、磁極の極性の推定結果を反転させる。ステップS46では、駆動制御部121が、反転された磁極の極性に基づいて、電力変換回路10からモータ20への駆動電力の供給を再開させる。 In step S43, the error detection unit 133 detects an error in estimating the polarity of the magnetic pole. In step S44, the drive control unit 121 stops the supply of drive power from the power conversion circuit 10 to the motor 20. In step S45, the polarity estimation unit 118 inverts the estimation result of the polarity of the magnetic pole. In step S46, the drive control unit 121 restarts the supply of drive power from the power conversion circuit 10 to the motor 20 based on the polarity of the inverted magnetic poles.

以上に示したように、本変形例に係る電力変換装置1は、磁極位置推定部131による磁極の位置の推定結果を、センサ21による検出結果に基づいて更新する磁極位置更新部132と、磁極位置更新部132により更新された磁極の位置の推定結果と、極性推定部118による磁極の極性の推定結果とに基づいて、電力変換回路10からモータ20に駆動電力を供給させる駆動制御部121と、駆動電力の供給に応じて、センサ21により検出された磁極の位置の変化方向に基づいて、磁極の極性の推定エラーを検知するエラー検知部133と、を備える。これにより、磁極の極性の推定エラーを迅速に検知し、その影響を小さくすることができる。 As shown above, the power conversion device 1 according to this modification has a magnetic pole position updating unit 132 that updates the estimation result of the magnetic pole position by the magnetic pole position estimation unit 131 based on the detection result by the sensor 21, and the magnetic pole. A drive control unit 121 that supplies drive power from the power conversion circuit 10 to the motor 20 based on the estimation result of the position of the magnetic pole updated by the position update unit 132 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit 118. It is provided with an error detection unit 133 that detects an error in estimating the polarity of the magnetic poles based on the change direction of the position of the magnetic poles detected by the sensor 21 according to the supply of the driving power. As a result, it is possible to quickly detect an error in estimating the polarity of the magnetic pole and reduce its influence.

極性推定部118は、エラー検知部133により推定エラーが検知された場合に、磁極の極性の推定結果を反転させてもよい。この場合、磁極位置更新部132により継続的にトラッキングされている磁極位置と、極性推定部118により反転された磁極の極性の推定結果とに基づいて、モータ20の動作を迅速に正常化することができる。 The polarity estimation unit 118 may invert the estimation result of the polarity of the magnetic pole when the estimation error is detected by the error detection unit 133. In this case, the operation of the motor 20 is quickly normalized based on the magnetic pole position continuously tracked by the magnetic pole position update unit 132 and the estimation result of the polarity of the magnetic pole inverted by the polarity estimation unit 118. Can be done.

なお、磁極位置更新部132と、エラー検知部133とを更に備える場合、上述のように、推定エラーを迅速に検知し、モータ20の動作を迅速に正常化することができるので、条件変更部117を省略し、極性推定部118は、差分の評価結果が所定のレベルを超えているか否かに寄らず、差分の評価結果に基づいて磁極の極性を推定してもよい。 When the magnetic pole position updating unit 132 and the error detecting unit 133 are further provided, as described above, the estimation error can be quickly detected and the operation of the motor 20 can be quickly normalized, so that the condition changing unit can be provided. 117 may be omitted, and the polarity estimation unit 118 may estimate the polarity of the magnetic pole based on the difference evaluation result regardless of whether or not the difference evaluation result exceeds a predetermined level.

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 Although the embodiments have been described above, the present disclosure is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

1…電力変換装置、10…電力変換回路、20…モータ(電動機)、112…第1探索制御部、113…磁極位置推定部、114…条件設定部、115…第2探索制御部、116…差分評価部、117…条件変更部、118…極性推定部。 1 ... Power conversion device, 10 ... Power conversion circuit, 20 ... Motor (motor), 112 ... First search control unit, 113 ... Magnetic pole position estimation unit, 114 ... Condition setting unit, 115 ... Second search control unit, 116 ... Difference evaluation unit, 117 ... condition change unit, 118 ... polarity estimation unit.

Claims (16)

電力変換回路から電動機に探索出力を供給させる第1探索制御部と、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の磁極の位置を推定する磁極位置推定部と、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部と、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させる第2探索制御部と、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部と、
前記パルス供給条件を変更することと、変更後の前記パルス供給条件に従い前記第2探索制御部に前記正パルス出力及び前記負パルス出力を供給させることと、前記差分評価部に前記差分を評価させることとを、前記差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返す条件変更部と、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定する極性推定部と、を備える電力変換装置。
The first search control unit that supplies the search output from the power conversion circuit to the motor,
A magnetic pole position estimation unit that estimates the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output, and a magnetic pole position estimation unit.
A condition setting unit that sets pulse supply conditions according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and a condition setting unit.
A second search control unit that supplies positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions.
A difference evaluation unit that evaluates the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output.
The pulse supply condition is changed, the second search control unit is supplied with the positive pulse output and the negative pulse output according to the changed pulse supply condition, and the difference evaluation unit is made to evaluate the difference. A condition change unit that repeats this until the evaluation result of the difference exceeds a predetermined level.
A power conversion device including a polarity estimation unit that estimates the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference.
前記条件設定部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが前記磁極を通るように前記パルス供給条件を設定する、請求項1記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 1, wherein the condition setting unit sets the pulse supply condition so that the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output passes through the magnetic pole. 前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルの方向を変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項2記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 2, wherein the condition changing unit changes the pulse supply conditions so as to change the direction of the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output. 前記電動機は、前記磁極の回転方向に沿って所定の角度ピッチで並ぶ複数のコイルを備え、
前記条件変更部は、前記角度ピッチに基づいて前記磁束ベクトルの方向の変更角度を特定し、前記変更角度に応じて前記磁束ベクトルの方向を変えるように前記パルス供給条件を変更するように前記パルス供給条件を変更する、請求項3記載の電力変換装置。
The motor includes a plurality of coils arranged at a predetermined angular pitch along the rotation direction of the magnetic poles.
The condition changing unit specifies the change angle of the direction of the magnetic flux vector based on the angle pitch, and changes the pulse supply condition so as to change the direction of the magnetic flux vector according to the change angle. The power conversion device according to claim 3, wherein the supply conditions are changed.
前記条件変更部は、実質的に、前記角度ピッチの半ピッチを奇数倍した角度で前記磁束ベクトルの方向を変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項4記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 4, wherein the condition changing unit changes the pulse supply condition so as to change the direction of the magnetic flux vector substantially at an angle obtained by multiplying a half pitch of the angle pitch by an odd number. 前記磁極位置推定部は、前記探索出力における電圧と電流との関係に基づいて、前記電動機の第2磁極の位置を更に推定し、
前記条件設定部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが前記磁極を通るように前記パルス供給条件を設定し、
前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが前記第2磁極を通るように前記パルス供給条件を変更する、請求項3記載の電力変換装置。
The magnetic pole position estimation unit further estimates the position of the second magnetic pole of the motor based on the relationship between the voltage and the current in the search output.
The condition setting unit sets the pulse supply condition so that the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output passes through the magnetic pole.
The power conversion device according to claim 3, wherein the condition changing unit changes the pulse supply condition so that the magnetic flux vector generated by the supply of the positive pulse output and the negative pulse output passes through the second magnetic pole.
前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の大きさを変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項2〜4のいずれか一項記載の電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 2 to 4, wherein the condition changing unit changes the pulse supply conditions so as to change the magnitudes of the positive pulse output and the negative pulse output. 前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の幅を変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項2〜5のいずれか一項記載の電力変換装置。 The power conversion device according to any one of claims 2 to 5, wherein the condition changing unit changes the pulse supply conditions so as to change the width of the positive pulse output and the negative pulse output. 前記電動機は、前記磁極の位置の変化を検出するセンサを更に備え、
前記電力変換装置は、
前記磁極位置推定部による前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新する磁極位置更新部と、
前記磁極位置更新部により更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記極性推定部による前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させる駆動制御部と、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知するエラー検知部と、を更に備える、請求項1〜8のいずれか一項記載の電力変換装置。
The motor further comprises a sensor that detects a change in the position of the magnetic pole.
The power converter is
A magnetic pole position update unit that updates the estimation result of the position of the magnetic pole by the magnetic pole position estimation unit based on the detection result by the sensor, and a magnetic pole position update unit.
Drive control for supplying drive power from the power conversion circuit to the motor based on the estimation result of the position of the magnetic pole updated by the magnetic pole position update unit and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit. Department and
Claims 1 to 8 further include an error detecting unit that detects an error in estimating the polarity of the magnetic pole based on the change direction of the position of the magnetic pole detected by the sensor according to the supply of the driving power. The power conversion device according to any one of the above.
前記極性推定部は、前記エラー検知部により前記推定エラーが検知された場合に、前記磁極の極性の推定結果を反転させる、請求項9記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 9, wherein the polarity estimation unit inverts the estimation result of the polarity of the magnetic pole when the estimation error is detected by the error detection unit. 磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させる第1探索制御部と、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の前記磁極の位置を推定する磁極位置推定部と、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部と、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させる第2探索制御部と、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部と、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定する極性推定部と、
前記磁極位置推定部による前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新する磁極位置更新部と、
前記磁極位置更新部により更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記極性推定部による前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させる駆動制御部と、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知するエラー検知部と、を備える電力変換装置。
A first search control unit that supplies a search output from a power conversion circuit to an electric motor that has a sensor that detects changes in the position of the magnetic poles.
A magnetic pole position estimation unit that estimates the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output, and a magnetic pole position estimation unit.
A condition setting unit that sets pulse supply conditions according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and a condition setting unit.
A second search control unit that supplies positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions.
A difference evaluation unit that evaluates the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output.
A polarity estimation unit that estimates the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference,
A magnetic pole position update unit that updates the estimation result of the position of the magnetic pole by the magnetic pole position estimation unit based on the detection result by the sensor, and a magnetic pole position update unit.
Drive control for supplying drive power from the power conversion circuit to the motor based on the estimation result of the position of the magnetic pole updated by the magnetic pole position update unit and the estimation result of the polarity of the magnetic pole by the polarity estimation unit. Department and
A power conversion device including an error detecting unit that detects an error in estimating the polarity of the magnetic pole based on the change direction of the position of the magnetic pole detected by the sensor according to the supply of the driving power.
前記極性推定部は、前記エラー検知部により前記推定エラーが検知された場合に、前記磁極の磁極の極性の推定結果を反転させる、請求項9記載の電力変換装置。 The power conversion device according to claim 9, wherein the polarity estimation unit inverts the estimation result of the polarity of the magnetic poles of the magnetic poles when the estimation error is detected by the error detection unit. 電力変換回路から電動機に探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記パルス供給条件を変更することと、変更後の前記パルス供給条件に従い前記正パルス出力及び前記負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、前記差分を評価することとを、前記差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、を含む制御方法。
To supply the search output to the motor from the power conversion circuit,
Estimating the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output,
Setting the pulse supply conditions according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and
To supply positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions.
To evaluate the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output.
Changing the pulse supply condition, supplying the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the changed pulse supply condition, and evaluating the difference. Repeating until the evaluation result of the difference exceeds a predetermined level,
A control method including estimating the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference.
磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の前記磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新することと、
更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させることと、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知することと、を含む制御方法。
To supply a search output from a power conversion circuit to an electric motor having a sensor that detects a change in the position of a magnetic pole.
To estimate the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output,
Setting the pulse supply conditions according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and
To supply positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions.
To evaluate the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output.
Estimating the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference,
Updating the estimation result of the position of the magnetic pole based on the detection result by the sensor, and
Based on the updated estimation result of the position of the magnetic pole and the estimation result of the polarity of the magnetic pole, the power conversion circuit supplies the driving power to the motor.
A control method comprising detecting an error in estimating the polarity of the magnetic pole based on a change direction of the position of the magnetic pole detected by the sensor according to the supply of the driving power.
電力変換回路から電動機に探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記パルス供給条件を変更することと、変更後の前記パルス供給条件に従い前記正パルス出力及び前記負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、前記差分を評価することとを、前記差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、を装置に実行させるためのプログラム。
To supply the search output to the motor from the power conversion circuit,
Estimating the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output,
Setting the pulse supply conditions according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and
To supply positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions.
To evaluate the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output.
Changing the pulse supply condition, supplying the positive pulse output and the negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the changed pulse supply condition, and evaluating the difference. Repeating until the evaluation result of the difference exceeds a predetermined level,
A program for causing an apparatus to estimate the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference.
磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の前記磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新することと、
更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させることと、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知することと、を装置に実行させるためのプログラム。
To supply a search output from a power conversion circuit to an electric motor having a sensor that detects a change in the position of a magnetic pole.
Estimating the position of the magnetic pole of the motor based on the response to the search output,
Setting the pulse supply conditions according to the estimation result of the position of the magnetic pole, and
To supply positive pulse output and negative pulse output from the power conversion circuit to the motor according to the pulse supply conditions.
To evaluate the difference between the magnitude of the response to the positive pulse output and the magnitude of the response to the negative pulse output.
Estimating the polarity of the magnetic pole based on the evaluation result of the difference,
Updating the estimation result of the position of the magnetic pole based on the detection result by the sensor, and
Based on the updated estimation result of the position of the magnetic pole and the estimation result of the polarity of the magnetic pole, the power conversion circuit supplies the driving power to the motor.
A program for causing an apparatus to detect an error in estimating the polarity of the magnetic pole based on the change direction of the position of the magnetic pole detected by the sensor according to the supply of the driving power.
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