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JP6166601B2 - Motor control device and generator control device - Google Patents

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JP6166601B2 JP2013138818A JP2013138818A JP6166601B2 JP 6166601 B2 JP6166601 B2 JP 6166601B2 JP 2013138818 A JP2013138818 A JP 2013138818A JP 2013138818 A JP2013138818 A JP 2013138818A JP 6166601 B2 JP6166601 B2 JP 6166601B2
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、モータ制御装置及び発電機制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device and a generator control device.

従来から、3相モータの制御方式として、直接トルク制御(DTC:Direct Torque Control)が提案されている。直接トルク制御の一例では、3相電流iが検出される。3相電流iが、2相電流iαβに変換される。2相電流iαβと、目標2相電圧vαβ *とから、式(A−1)〜(A−4)を用いて、3相モータの電機子鎖交磁束と、電機子鎖交磁束の位相と、モータトルクとが推定される。つまり、推定磁束ψαβと、推定磁束ψαβの位相θSと、推定トルクTとが求められる。α軸推定磁束ψαは、推定磁束ψαβのα軸成分である。β軸推定磁束ψβは、推定磁束ψαβのβ軸成分である。α軸電流iαは、2相電流iαβのα軸成分である。β軸電流iβは、2相電流iαβのβ軸成分である。目標α軸電圧vα *は、目標2相電圧vαβ *のα軸成分である。目標β軸電圧vβ *は、目標2相電圧vαβ *のβ軸成分である。ψα|t=0は、時刻t=0におけるψαの値(ψαの初期値)である。ψβ|t=0は、時刻t=0におけるψβの値(ψβの初期値)である。Raは、3相モータの電機子巻線の一相当たりの抵抗値である。Pnは、モータの極対数である。 Conventionally, direct torque control (DTC) has been proposed as a control method for a three-phase motor. In an example of direct torque control, a three-phase current i is detected. The three-phase current i is converted into the two-phase current i αβ . From the two-phase current i αβ and the target two-phase voltage v αβ * , using the equations (A-1) to (A-4), the armature linkage flux of the three-phase motor and the armature linkage flux The phase and motor torque are estimated. That is, the estimated magnetic flux [psi .alpha..beta, the estimated magnetic flux [psi .alpha..beta phase theta S, is determined and the estimated torque T. The alpha axial estimated magnetic flux [psi alpha, an alpha-axis component of the estimated magnetic flux [psi .alpha..beta. The beta axis estimated magnetic flux [psi beta, is a beta-axis component of the estimated magnetic flux [psi .alpha..beta. The α-axis current i α is an α-axis component of the two-phase current i αβ . The β-axis current i β is a β-axis component of the two-phase current i αβ . The target α-axis voltage v α * is an α-axis component of the target two-phase voltage v αβ * . The target β-axis voltage v β * is a β-axis component of the target two-phase voltage v αβ * . ψ α | t = 0 is the value of [psi alpha at time t = 0 (initial value of [psi alpha). ψ β | t = 0 is the value of [psi beta at time t = 0 ([psi initial value of beta). R a is a resistance value per phase of the armature winding of the three-phase motor. P n is the number of pole pairs of the motor.

Figure 0006166601
Figure 0006166601

次に、推定トルクTと、目標トルクT*との誤差(トルク誤差ΔT=T*−T)が求められる。トルク誤差ΔTと、位相θSと、電機子鎖交磁束の振幅の目標値(目標磁束)|ψS *|とから、電機子鎖交磁束の目標ベクトル(目標磁束ベクトル)ψαβ *が求められる。目標磁束|ψS *|は、目標磁束|ψS *|と目標トルクT*の関係を表すテーブルデータを用いて、目標トルクT*に応じて特定される。テーブルデータは、予め準備される。 Next, an error (torque error ΔT = T * −T) between the estimated torque T and the target torque T * is obtained. The target vector (target magnetic flux vector) ψ αβ * of the armature interlinkage magnetic flux is obtained from the torque error ΔT, the phase θ S and the target value (target magnetic flux) | ψ S * | It is done. The target magnetic flux | ψ S * | is specified according to the target torque T * using table data representing the relationship between the target magnetic flux | ψ S * | and the target torque T * . Table data is prepared in advance.

推定磁束ψαβが目標磁束ベクトルψαβ *に一致するように、式(A−5)及び(A−6)を用いて、目標2相電圧vαβ *が求められる。ψα *は、目標磁束ベクトルψαβ *のα軸成分である。ψβ *は、目標磁束ベクトルψαβ *のβ軸成分である。 The target two-phase voltage v αβ * is obtained by using equations (A-5) and (A-6) so that the estimated magnetic flux ψαβ matches the target magnetic flux vector ψαβ * . [psi alpha * is the target flux vector [psi .alpha..beta * of alpha axis component. [psi beta * is a target flux vector [psi .alpha..beta * of beta axis component.

Figure 0006166601
Figure 0006166601

目標2相電圧vαβ *は、目標3相電圧vuvw *(vu *、vv *及びvw *)に変換される。インバータによって、目標3相電圧vuvw *に対応する電圧ベクトルが生成される。この電圧ベクトルが、3相モータに印加される。 The target two-phase voltage v αβ * is converted into a target three-phase voltage v uvw * (v u * , v v * and v w * ). A voltage vector corresponding to the target three-phase voltage v uvw * is generated by the inverter. This voltage vector is applied to the three-phase motor.

上述のモータ制御方式では、指令磁束演算器(RFVC: Reference Flux Vector Calculator)を用いて目標磁束ベクトルを特定する。このため、上述のモータ制御方式を、RFVC DTC(Reference Flux Vector Calculation Direct Torque Control)と称することができる。   In the motor control system described above, a target magnetic flux vector is specified using a command magnetic flux calculator (RFVC: Reference Flux Vector Calculator). For this reason, the above motor control method can be referred to as RFVC DTC (Reference Flux Vector Calculation Direct Torque Control).

特許文献1及び非特許文献1には、直接トルク制御を用いたモータ制御装置の例が記載されている。   Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 describe examples of motor control devices using direct torque control.

特開2009−33876号公報JP 2009-33876 A

井上、他3名,「直接トルク制御による埋込磁石同期モータのトルクリプル低減と弱め磁束制御(Torque ripple reduction, and flux-weakening control forinterior permanent magnet synchronous motor based on direct torque control)」,平成18年電気学会全国大会講演論文集,電気学会,平成18年3月,第4分冊,4−106,p.166Inoue and three others, “Torque ripple reduction, and flux-weakening control for interior permanent magnet synchronous motor based on direct torque control”, 2006 Electric Proceedings of National Conference of the Society, The Institute of Electrical Engineers of Japan, March 2006, 4th volume, 4-106, p. 166

直接トルク制御を用いた従来のモータ制御装置は、3相モータの高速化に十分には対応していない。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。   The conventional motor control device using direct torque control does not sufficiently cope with the high speed of the three-phase motor. The present invention has been made in view of such circumstances.

すなわち、本開示は、
3相モータの電機子鎖交磁束及びモータトルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、インバータによって前記3相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、
を備え、
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相モータの回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されている、モータ制御装置を提供する。
That is, this disclosure
A motor control device that applies a voltage vector to the three-phase motor by an inverter so that the armature interlinkage magnetic flux and the motor torque of the three-phase motor follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
With
The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit that specifies a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase motor or the estimated armature linkage magnetic flux;
When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase motor or the power loss generated in the three-phase motor is replaced with the first target magnetic flux instead of the second target magnetic flux. The motor in which the second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than a current flowing through the three-phase motor or a power loss generated in the three-phase motor when a magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit. A control device is provided.

上記の技術によれば、3相モータの高速化に伴うモータ電流の増加又は電力損失の増加を抑制できる。   According to said technique, the increase in the motor current accompanying the increase in the speed of a three-phase motor or the increase in electric power loss can be suppressed.

3相モータ、インバータ及びモータ制御装置のブロック図Block diagram of three-phase motor, inverter and motor control device dq座標系を説明するための図Diagram for explaining the dq coordinate system αβ座標系を説明するための図Diagram for explaining αβ coordinate system 第1の実施形態に係るモータ制御装置のブロック図1 is a block diagram of a motor control device according to a first embodiment. 目標磁束ベクトルの特定方法を説明するブロック図Block diagram explaining the method of specifying the target magnetic flux vector 3相モータの回転数と、目標磁束ベクトルの振幅に対する推定磁束の振幅の比率との関係を表すグラフA graph showing the relationship between the rotation speed of the three-phase motor and the ratio of the estimated magnetic flux amplitude to the target magnetic flux vector amplitude 第1の実施形態における、3相モータの回転数と、第2の目標磁束を求めるために第1の目標磁束に乗ぜられる係数との関係を表すグラフThe graph showing the relationship between the rotation speed of the three-phase motor and the coefficient multiplied by the first target magnetic flux to obtain the second target magnetic flux in the first embodiment. 第1の実施形態に係るモータ制御装置を用いた場合の、3相モータの回転数と、第1の目標磁束に対する推定磁束の振幅の比率との関係を表すグラフThe graph showing the relationship between the rotation speed of a three-phase motor at the time of using the motor control apparatus which concerns on 1st Embodiment, and the ratio of the amplitude of the estimation magnetic flux with respect to a 1st target magnetic flux. 変形例における、係数Kと相電流との関係及び係数Kと電力損失との関係を表すグラフGraph showing the relationship between coefficient K and phase current and the relationship between coefficient K and power loss in the modification 第2の実施形態に係るモータ制御装置のブロック図Block diagram of a motor control device according to the second embodiment 第2の実施形態における磁束振幅補正量の決定方法を説明するブロック図A block diagram for explaining a method for determining a magnetic flux amplitude correction amount in the second embodiment 第3の実施形態に係るモータ制御装置のブロック図Block diagram of a motor control device according to the third embodiment 第3の実施形態における磁束振幅補正量の決定方法を説明するブロック図A block diagram for explaining a method of determining a magnetic flux amplitude correction amount in the third embodiment 第4の実施形態に係るモータ制御装置のブロック図Block diagram of a motor control device according to the fourth embodiment 第4の実施形態における、係数Kteと、相電流との関係を表すグラフGraph showing the relationship between coefficient Kte and phase current in the fourth embodiment 第5の実施形態に係る発電機制御装置のブロック図Block diagram of a generator control device according to a fifth embodiment

本開示の第1態様は、
3相モータの電機子鎖交磁束及びモータトルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、インバータによって前記3相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、
を備え、
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相モータの回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されている、モータ制御装置を提供する。
The first aspect of the present disclosure is:
A motor control device that applies a voltage vector to the three-phase motor by an inverter so that the armature interlinkage magnetic flux and the motor torque of the three-phase motor follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
With
The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit that specifies a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase motor or the estimated armature linkage magnetic flux;
When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase motor or the power loss generated in the three-phase motor is replaced with the first target magnetic flux instead of the second target magnetic flux. The motor in which the second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than a current flowing through the three-phase motor or a power loss generated in the three-phase motor when a magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit. A control device is provided.

第1態様によれば、3相モータの高速化に伴うモータ電流の増加又は電力損失の増加を抑制できる。   According to the first aspect, it is possible to suppress an increase in motor current or an increase in power loss accompanying an increase in the speed of the three-phase motor.

本開示の第2態様は、第1態様に加え、前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記第1の目標磁束よりも小さい前記第2の目標磁束を特定するモータ制御装置を提供する。第2態様の構成によれば、第2の目標磁束に基づいて特定される目標磁束ベクトルが、モータ電流又は電力損失を最小値とするためのベクトルに近づく。   According to a second aspect of the present disclosure, in addition to the first aspect, the second magnetic flux amplitude command calculation unit provides a motor control device that specifies the second target magnetic flux that is smaller than the first target magnetic flux. According to the configuration of the second aspect, the target magnetic flux vector specified based on the second target magnetic flux approaches a vector for minimizing the motor current or power loss.

本開示の第3態様は、第1態様又は第2態様に加え、前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記回転数が大きければ大きいほど前記第1の目標磁束と前記第2の目標磁束との差が増加するように、前記第2の目標磁束を特定するモータ制御装置を提供する。第3態様の構成によれば、3相モータの回転数に応じた第2の目標磁束を特定できる。   According to a third aspect of the present disclosure, in addition to the first aspect or the second aspect, the second magnetic flux amplitude command calculation unit increases the first target magnetic flux and the second target magnetic flux as the number of rotations increases. A motor control device for specifying the second target magnetic flux is provided so that the difference between the motor and the motor increases. According to the structure of the 3rd aspect, the 2nd target magnetic flux according to the rotation speed of a three-phase motor can be specified.

本開示の第4態様は、第1〜第3態様のいずれか1つに加え、前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記回転数を用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅が前記第1の目標磁束に一致するように、前記第2の目標磁束を特定するモータ制御装置を提供する。   According to a fourth aspect of the present disclosure, in addition to any one of the first to third aspects, the second magnetic flux amplitude command calculation unit uses the rotation speed to estimate the armature linkage magnetic flux estimated. Provided is a motor control device that specifies the second target magnetic flux so that the amplitude coincides with the first target magnetic flux.

本開示の第5態様は、第1〜第3態様のいずれか1つに加え、前記第2の磁束振幅指令演算部は、推定された前記電機子鎖交磁束と前記第1の磁束振幅指令演算部で特定された前記第1の目標磁束とを用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅と前記第1の目標磁束との差がゼロに収束するように、前記第2の目標磁束を特定するモータ制御装置を提供する。   According to a fifth aspect of the present disclosure, in addition to any one of the first to third aspects, the second magnetic flux amplitude command calculation unit includes the estimated armature flux linkage and the first magnetic flux amplitude command. Using the first target magnetic flux specified by the calculation unit, the second amplitude is adjusted so that a difference between the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux and the first target magnetic flux converges to zero. A motor control device for specifying a target magnetic flux is provided.

本開示の第6態様は、第1〜第3態様のいずれか1つに加え、前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記3相モータを流れる電流に基づいて前記第1の目標磁束を再導出し、推定された前記電機子鎖交磁束と再導出された前記第1の目標磁束とを用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅と再導出された前記第1の目標磁束との差がゼロに収束するように、前記第2の目標磁束を特定するモータ制御装置を提供する。   In a sixth aspect of the present disclosure, in addition to any one of the first to third aspects, the second magnetic flux amplitude command calculation unit calculates the first target magnetic flux based on a current flowing through the three-phase motor. Using the re-derived and estimated armature linkage magnetic flux and the re-derived first target magnetic flux, the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux and the re-derived first target Provided is a motor control device that specifies the second target magnetic flux so that a difference from the magnetic flux converges to zero.

第4態様の第2の磁束振幅指令演算部は、3相モータの回転数を用いるため、3相モータの回転数が変動する場合も、3相モータの回転数に適合した第2の目標磁束を特定できる。第5態様又は第6態様の第2の磁束振幅指令演算部は、電機子鎖交磁束の振幅と第1の目標磁束との差がゼロになるような制御(フィードバック制御)を行うので、3相モータの回転数が変動する場合も、3相モータの回転数に適合した第2の目標磁束を特定できる。   Since the second magnetic flux amplitude command calculation unit of the fourth aspect uses the rotation speed of the three-phase motor, the second target magnetic flux adapted to the rotation speed of the three-phase motor even when the rotation speed of the three-phase motor fluctuates. Can be identified. The second magnetic flux amplitude command calculation unit of the fifth aspect or the sixth aspect performs control (feedback control) such that the difference between the amplitude of the armature linkage magnetic flux and the first target magnetic flux becomes zero. Even when the rotation speed of the phase motor fluctuates, the second target magnetic flux suitable for the rotation speed of the three-phase motor can be specified.

本開示の第7態様は、第1〜第6態様のいずれか1つに加え、推定された前記電機子鎖交磁束及び前記3相モータを流れる電流に基づいて、前記モータトルクを推定し、前記3相モータを流れる電流及び前記回転数に基づいて、推定された前記モータトルクを補正する、トルク推定部をさらに備えたモータ制御装置を提供する。第7態様の構成によれば、トルク推定部が3相モータの回転数に基づいてモータトルクを補正する。従って、3相モータの回転数が変動する場合も、3相モータの回転数に適合するように、モータトルクを補正できる。   According to a seventh aspect of the present disclosure, in addition to any one of the first to sixth aspects, the motor torque is estimated based on the estimated armature flux linkage and the current flowing through the three-phase motor, Provided is a motor control device further comprising a torque estimation unit that corrects the estimated motor torque based on the current flowing through the three-phase motor and the rotation speed. According to the structure of the 7th aspect, a torque estimation part correct | amends a motor torque based on the rotation speed of a three-phase motor. Therefore, even when the rotation speed of the three-phase motor varies, the motor torque can be corrected so as to match the rotation speed of the three-phase motor.

本開示の第8態様は、
3相発電機の電機子鎖交磁束及び発電機トルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、コンバータによって前記3相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御装置であって、
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、
を備え、
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相発電機の回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されている、発電機制御装置を提供する。
The eighth aspect of the present disclosure is:
A generator control device that applies a voltage vector to the three-phase generator by a converter so that an armature interlinkage magnetic flux and a generator torque of the three-phase generator follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
With
The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase generator or the estimated armature linkage flux;
When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator is replaced with the first target magnetic flux instead of the first target magnetic flux. The second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator when the target magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit. A generator control device is provided.

このような発電機制御装置によれば、第1態様により得られる効果と同様の効果が得られる。   According to such a generator control device, the same effect as that obtained by the first aspect can be obtained.

本開示の第9態様は、
3相モータの電機子鎖交磁束及びモータトルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、インバータによって前記3相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御方法であって、
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算工程と、
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算工程と、
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算工程と、
を備え、
前記磁束振幅指令演算工程は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算工程と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相モータの回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算工程とを有し、
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失を下回る、モータ制御方法を提供する。
The ninth aspect of the present disclosure is:
A motor control method for applying a voltage vector to the three-phase motor by an inverter so that the armature interlinkage magnetic flux and the motor torque of the three-phase motor follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
A magnetic flux amplitude command calculating step for specifying the target magnetic flux;
A magnetic flux command calculation step for specifying a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature interlinkage magnetic flux;
From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation step for specifying the voltage vector;
With
The magnetic flux amplitude command calculation step includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation step that specifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation step for specifying a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the number of rotations of the three-phase motor or the estimated armature flux linkage,
When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase motor or the power loss generated in the three-phase motor is replaced with the first target magnetic flux instead of the second target magnetic flux. Provided is a motor control method that is less than a current flowing through the three-phase motor or a power loss generated in the three-phase motor when a magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit.

このようなモータ制御方法によれば、第1態様により得られる効果と同様の効果が得られる。   According to such a motor control method, the same effect as that obtained by the first aspect can be obtained.

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に示すように、本発明の各実施形態に係るモータ制御装置3,103,203,303は、インバータ(電圧変換回路)2及び3相モータ1に接続されうる。   As shown in FIG. 1, motor control devices 3, 103, 203, and 303 according to the embodiments of the present invention can be connected to an inverter (voltage conversion circuit) 2 and a three-phase motor 1.

(3相モータ1)
3相モータ1は、回転子と、固定子とを有している。回転子は、永久磁石を備えている。固定子は、3相分の電機子巻線を有している。3相モータ1のU相に対応する電機子巻線をU相巻線と称することがある。3相モータ1のV相に対応する電機子巻線をV相巻線と称することがある。3相モータ1のW相に対応する電機子巻線をW相巻線と称することがある。3相モータ1は、例えば3相永久磁石同期モータである。
(3-phase motor 1)
The three-phase motor 1 has a rotor and a stator. The rotor includes a permanent magnet. The stator has three-phase armature windings. The armature winding corresponding to the U phase of the three-phase motor 1 may be referred to as a U phase winding. The armature winding corresponding to the V phase of the three-phase motor 1 may be referred to as a V phase winding. The armature winding corresponding to the W phase of the three-phase motor 1 may be referred to as a W phase winding. The three-phase motor 1 is, for example, a three-phase permanent magnet synchronous motor.

(インバータ2)
インバータ2は、具体的にはPWM(Pulse Width Modulation)インバータである。より具体的には、インバータ2は、直流電源と変換回路とを有している。直流電源は、直流電圧を出力する。変換回路は、PWM制御によって、直流電圧を電圧ベクトル(3相交流電圧)に変換する。インバータ2は、電圧ベクトルを3相モータ1に印加する。
(Inverter 2)
The inverter 2 is specifically a PWM (Pulse Width Modulation) inverter. More specifically, the inverter 2 has a DC power supply and a conversion circuit. The DC power supply outputs a DC voltage. The conversion circuit converts the DC voltage into a voltage vector (three-phase AC voltage) by PWM control. The inverter 2 applies a voltage vector to the three-phase motor 1.

以下では、dq座標系に基づいてモータ制御装置を説明することがある。また、αβ座標系に基づいてモータ制御装置を説明することもある。dq座標系及びαβ座標系は、二次元の直交座標系である。dq座標系及びαβ座標系について、図2を用いて説明する。   Hereinafter, the motor control device may be described based on the dq coordinate system. The motor control device may be described based on the αβ coordinate system. The dq coordinate system and the αβ coordinate system are two-dimensional orthogonal coordinate systems. The dq coordinate system and the αβ coordinate system will be described with reference to FIG.

図2Aに示すdq座標系は、回転座標系である。d軸及びq軸は、永久磁石1mが作る磁束の回転速度(回転数)と同じ速度で回転する。反時計回り方向が、位相の進み方向である。永久磁石1mは、3相モータ1の回転子に設けられた永久磁石を表す。d軸は、永久磁石1mが作る磁束の方向に延びる軸として設定されている。q軸は、d軸を進み方向に90度回転させた軸として設定されている。U軸は、U相巻線に対応する。V軸は、V相巻線に対応する。W軸は、W相巻線に対応する。U軸、V軸及びW軸は、回転子が回転しても、回転しない。つまり、U軸、V軸及びW軸は、固定軸である。角度(位相)θは、U軸からみたd軸の進み角である。角度θは、回転子位置又は磁極位置とも称される。回転数ωは、回転子の回転数を表す。本明細書では、特に断りが無い限り、角度は電気角を意味する。d軸とq軸との間の角度、角度θ及び回転数ωは、電気角に基づいた値である。   The dq coordinate system shown in FIG. 2A is a rotating coordinate system. The d-axis and the q-axis rotate at the same speed as the rotation speed (number of rotations) of the magnetic flux generated by the permanent magnet 1m. The counterclockwise direction is the phase advance direction. The permanent magnet 1 m represents a permanent magnet provided on the rotor of the three-phase motor 1. The d-axis is set as an axis extending in the direction of the magnetic flux generated by the permanent magnet 1m. The q-axis is set as an axis obtained by rotating the d-axis by 90 degrees in the advance direction. The U axis corresponds to the U phase winding. The V axis corresponds to the V phase winding. The W axis corresponds to the W phase winding. The U-axis, V-axis, and W-axis do not rotate even when the rotor rotates. That is, the U axis, the V axis, and the W axis are fixed axes. The angle (phase) θ is a lead angle of the d axis viewed from the U axis. The angle θ is also referred to as a rotor position or a magnetic pole position. The rotational speed ω represents the rotational speed of the rotor. In this specification, unless otherwise specified, an angle means an electrical angle. The angle between the d-axis and the q-axis, the angle θ and the rotational speed ω are values based on the electrical angle.

図2Bに示すαβ座標系は、固定座標系である。α軸及びβ軸は、固定軸である。反時計回り方向が、位相の進み方向である。α軸は、U軸と同一方向に延びる軸として設定されている。β軸は、α軸を進み方向に90度回転させた軸として設定されている。   The αβ coordinate system shown in FIG. 2B is a fixed coordinate system. The α axis and the β axis are fixed axes. The counterclockwise direction is the phase advance direction. The α axis is set as an axis extending in the same direction as the U axis. The β axis is set as an axis obtained by rotating the α axis by 90 degrees in the advance direction.

図1に示すように、モータ制御装置3,103,203,303は、3相モータ1を流れる3相電流iを検出する。モータ制御装置3,103,203,303には、目標トルクT*が入力される。モータ制御装置3,103,203,303は、3相電流iと目標トルクT*とを用いて、インバータ2を介して3相モータ1を制御する。以下、各実施形態のモータ制御装置を順に説明する。 As shown in FIG. 1, the motor control devices 3, 103, 203, and 303 detect a three-phase current i that flows through the three-phase motor 1. The target torque T * is input to the motor control devices 3, 103, 203, and 303. The motor control devices 3, 103, 203 and 303 control the three-phase motor 1 via the inverter 2 using the three-phase current i and the target torque T * . Hereinafter, the motor control device of each embodiment will be described in order.

(第1の実施形態)
図3に示すように、モータ制御装置3は、電流センサ5、3相2相座標変換部22、磁束・トルク推定部23、減算部24、第1の磁束振幅指令演算部25、第2の磁束振幅指令演算部31、磁束指令演算部26、電圧指令演算部29及び2相3相座標変換部30を備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 3, the motor control device 3 includes a current sensor 5, a three-phase two-phase coordinate conversion unit 22, a magnetic flux / torque estimation unit 23, a subtraction unit 24, a first magnetic flux amplitude command calculation unit 25, a second A magnetic flux amplitude command calculation unit 31, a magnetic flux command calculation unit 26, a voltage command calculation unit 29, and a two-phase / three-phase coordinate conversion unit 30 are provided.

モータ制御装置3の一部又は全部の要素は、DSP(Digital Signal Processor)又はマイクロコンピュータにおいて実行される制御アプリケーションによって提供され得る。DSP又はマイクロコンピュータは、コア、メモリ、A/D変換回路及び通信ポート等の周辺装置を含んでいてもよい。また、モータ制御装置3の一部又は全部の要素は、論理回路によって構成されていてもよい。   Some or all elements of the motor control device 3 may be provided by a control application executed in a DSP (Digital Signal Processor) or a microcomputer. The DSP or microcomputer may include peripheral devices such as a core, a memory, an A / D conversion circuit, and a communication port. Further, some or all of the elements of the motor control device 3 may be configured by a logic circuit.

(モータ制御装置3による制御の概要)
以下、モータ制御装置3の動作の概要を説明する。電流センサ5によって、U相電流iu及びV相電流ivが検出される。U相電流iuは、3相電流iのU相成分である。V相電流ivは、3相電流iのV相成分である。3相2相座標変換部22によって、U相電流iu及びV相電流ivが、2相電流iαβに変換される。磁束・トルク推定部23によって、2相電流iαβと、目標2相電圧vαβ *とから、推定磁束ψαβと、推定磁束ψαβの位相θsと、推定トルクTとが求められる。つまり、磁束・トルク推定部23によって、モータトルク及び電機子鎖交磁束が推定される。減算部24によって、推定トルクTと目標トルクT*との差(トルク誤差ΔT:T*−T)が求められる。第1の磁束振幅指令演算部25によって、目標トルクT*から、第1の目標磁束|ψS *|が特定される。第2の磁束振幅指令演算部31によって、第1の目標磁束|ψS *|と、回転数ωとから、第2の目標磁束|ψS **|が特定される。磁束指令演算部26によって、第2の目標磁束|ψS **|と、位相θsと、トルク誤差ΔTとから、目標磁束ベクトルψαβ *が特定される。電圧指令演算部29によって、目標磁束ベクトルψαβ *と、推定磁束ψαβと、2相電流iαβとから、目標2相電圧vαβ *が特定される。2相3相座標変換部30によって、目標2相電圧vαβ *が、目標3相電圧vuvw *に変換される。目標3相電圧vuvw *は、インバータ2に参照される。このような制御により、3相モータ1は、電機子鎖交磁束の振幅及びモータトルクがそれぞれ第1の目標磁束|ψS *|及び目標トルク指令T*に追従するように制御される。
(Outline of control by the motor control device 3)
Hereinafter, an outline of the operation of the motor control device 3 will be described. The current sensor 5 detects the U-phase current i u and the V-phase current i v . U-phase current i u is a U-phase component of three-phase current i. V-phase current i v is a V-phase component of three-phase current i. The three-phase two-phase coordinate conversion unit 22 converts the U-phase current i u and the V-phase current i v into a two-phase current i αβ . From the two-phase current i αβ and the target two-phase voltage v αβ * , the magnetic flux / torque estimation unit 23 obtains the estimated magnetic flux ψ αβ , the phase θ s of the estimated magnetic flux ψ αβ , and the estimated torque T. That is, the motor torque and the armature flux linkage are estimated by the magnetic flux / torque estimation unit 23. The subtraction unit 24 obtains a difference (torque error ΔT: T * −T) between the estimated torque T and the target torque T * . The first target magnetic flux | ψ S * | is specified by the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 from the target torque T * . The second target magnetic flux | ψ S ** | is specified by the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 from the first target magnetic flux | ψ S * | and the rotational speed ω. The magnetic flux command calculation unit 26 specifies the target magnetic flux vector ψ αβ * from the second target magnetic flux | ψ S ** |, the phase θ s, and the torque error ΔT. The voltage command calculation unit 29 specifies the target two-phase voltage v αβ * from the target magnetic flux vector ψ αβ * , the estimated magnetic flux ψ αβ, and the two-phase current i αβ . The two-phase three-phase coordinate conversion unit 30 converts the target two-phase voltage v αβ * into the target three-phase voltage v uvw * . The target three-phase voltage v uvw * is referred to by the inverter 2. By such control, the three-phase motor 1 is controlled such that the amplitude of the armature linkage magnetic flux and the motor torque follow the first target magnetic flux | ψ S * | and the target torque command T * , respectively.

本明細書では、2相電流iαβは、実際に3相モータ1を流れる電流ではなく、情報として伝達される電流値を意味する。同様に、目標2相電圧vαβ *、推定磁束ψαβ、位相θs、推定トルクT、目標トルクT*、第1の目標磁束|ψS *|、第2の目標磁束|ψS **|、目標磁束ベクトルψαβ *及び目標3相電圧vuvw *も、情報として伝達される値を意味する。 In the present specification, the two-phase current i αβ means a current value transmitted as information, not a current that actually flows through the three-phase motor 1. Similarly, the target two-phase voltage v αβ * , the estimated magnetic flux ψ αβ , the phase θ s , the estimated torque T, the target torque T * , the first target magnetic flux | ψ S * |, and the second target magnetic flux | ψ S ** |, the target magnetic flux vector [psi .alpha..beta * and the target 3-phase voltage v uvw * also means a value to be transmitted as information.

次に、モータ制御装置3の詳細を説明する。   Next, details of the motor control device 3 will be described.

(電流センサ5)
電流センサ5は、3相電流iを検出する。本実施形態では、電流センサ5は、U相電流iu及びV相電流ivを検出する。電流センサ5は、U相電流iu及びV相電流ivを出力する。
(Current sensor 5)
The current sensor 5 detects a three-phase current i. In the present embodiment, the current sensor 5 detects the U-phase current i u and the V-phase current i v. Current sensor 5 outputs a U-phase current i u and the V-phase current i v.

(3相2相座標変換部22)
3相2相変換部22は、3相電流iを2相電流iαβに変換する。本実施形態では、3相2相変換部22は、U相電流iu及びV相電流ivを、α軸電流iα及びβ軸電流iβに変換する。α軸電流iα及びβ軸電流iβは、磁束・トルク推定部23及び電圧指令演算部29に与えられる。
(Three-phase two-phase coordinate conversion unit 22)
The three-phase / two-phase converter 22 converts the three-phase current i into a two-phase current i αβ . In the present embodiment, the three-phase / two-phase converter 22 converts the U-phase current i u and the V-phase current iv into an α-axis current i α and a β-axis current i β . The α-axis current i α and the β-axis current i β are given to the magnetic flux / torque estimation unit 23 and the voltage command calculation unit 29.

なお、U相及びV相の2相以外の組み合わせの2相の電流を測定するように電流センサ5が設けられていてもよい。この場合も、測定された電流に基づいてα軸電流iα及びβ軸電流iβが特定されるように、3相2相座標変換部22が構成されうる。 Note that the current sensor 5 may be provided so as to measure two-phase currents of a combination other than the U-phase and V-phase two phases. Also in this case, the three-phase two-phase coordinate conversion unit 22 can be configured so that the α-axis current i α and the β-axis current i β are specified based on the measured current.

(磁束・トルク推定部23)
磁束・トルク推定部23は、2相電流iαβと、目標2相電圧vαβ *とから、モータトルク及び電機子鎖交磁束を推定する。本実施形態では、磁束・トルク推定部23は、式(1−1)、(1−2)、(1−3)及び(1−4)を用いて、推定磁束ψαβ(推定磁束ψα,ψβ)、推定磁束ψαβの位相θs及び推定トルクTを求める。式(1−1)及び(1−2)におけるRaは、3相モータ1の1相当たりの巻線抵抗である。右辺の積分は、基準時刻(t=0)から現時点までの時間積分を表す。ψα|t=0は、t=0における推定磁束ψαの値(初期値)である。ψβ|t=0は、t=0における推定磁束ψβの値(初期値)である。式(1−4)におけるPnは、3相モータ1の極対数である。推定磁束ψαβは、電圧指令演算部29に与えられる。位相θsは、磁束指令演算部26に与えられる。推定トルクTは、減算部24に与えられる。
(Magnetic flux / torque estimation unit 23)
The magnetic flux / torque estimation unit 23 estimates the motor torque and the armature linkage magnetic flux from the two-phase current i αβ and the target two-phase voltage v αβ * . In the present embodiment, the magnetic flux / torque estimation unit 23 uses the equations (1-1), (1-2), (1-3), and (1-4) to calculate the estimated magnetic flux ψ αβ (estimated magnetic flux ψ α , Ψ β ), estimated magnetic flux ψ αβ phase θ s and estimated torque T. R a in the expressions (1-1) and (1-2) is a winding resistance per phase of the three-phase motor 1. The integration on the right side represents the time integration from the reference time (t = 0) to the present time. ψ α | t = 0 are the values of the estimated magnetic flux [psi alpha at t = 0 (initial value). ψ β | t = 0 are the values of the estimated magnetic flux [psi beta at t = 0 (initial value). P n in Expression (1-4) is the number of pole pairs of the three-phase motor 1. The estimated magnetic flux ψαβ is given to the voltage command calculation unit 29. The phase θ s is given to the magnetic flux command calculation unit 26. The estimated torque T is given to the subtracting unit 24.

Figure 0006166601
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なお、推定磁束ψαβ及び推定トルクTを、単一の推定部で求めることは必須でない。推定磁束ψαβを求める推定部として磁束推定部を設け、推定トルクTを求める推定部としてトルク推定部を設けてもよい。磁束推定部は、2相電流iαβと、目標2相電圧vαβ *とから、推定磁束ψαβを求めるように構成できる。つまり、磁束推定部は、3相モータ1を流れる電流と、電圧ベクトルとに基づいて、電機子鎖交磁束を推定するように構成できる。トルク推定部は、推定磁束ψαβと、2相電流iαβとから推定トルクTを求めるように構成できる。つまり、トルク推定部は、推定された電機子鎖交磁束と、3相モータ1を流れる電流とに基づいて、モータトルクを推定するように構成できる。 It is not essential to obtain the estimated magnetic flux ψαβ and the estimated torque T with a single estimation unit. A magnetic flux estimation unit may be provided as an estimation unit for obtaining the estimated magnetic flux ψαβ, and a torque estimation unit may be provided as an estimation unit for obtaining the estimated torque T. The magnetic flux estimation unit can be configured to obtain the estimated magnetic flux ψ αβ from the two-phase current i αβ and the target two-phase voltage v αβ * . That is, the magnetic flux estimation unit can be configured to estimate the armature linkage magnetic flux based on the current flowing through the three-phase motor 1 and the voltage vector. The torque estimation unit can be configured to obtain the estimated torque T from the estimated magnetic flux ψαβ and the two-phase current iαβ . That is, the torque estimation unit can be configured to estimate the motor torque based on the estimated armature flux linkage and the current flowing through the three-phase motor 1.

また、磁束・トルク推定部23は、目標2相電圧vαβ *に代えて、3相モータ1に印加されている電圧の検出値を3相2相変換させて得た2相電圧を用いて、推定磁束を求めてもよい。 Further, the magnetic flux / torque estimation unit 23 uses a two-phase voltage obtained by converting the detected value of the voltage applied to the three-phase motor 1 by three-phase to two-phase conversion instead of the target two-phase voltage v αβ *. The estimated magnetic flux may be obtained.

(減算部24)
減算部24は、推定トルクTと目標トルクT*との差(トルク誤差ΔT:T*−T)を求める。減算部24としては、公知の演算子を用いればよい。
(Subtraction unit 24)
The subtractor 24 obtains a difference (torque error ΔT: T * −T) between the estimated torque T and the target torque T * . A known operator may be used as the subtraction unit 24.

(第1の磁束振幅指令演算部25)
第1の磁束振幅指令演算部25は、目標トルクT*から目標磁束としての第1の目標磁束|ψS *|を特定する。目標磁束と第1の目標磁束|ψS *|とは同じスカラーを指す。本実施形態の第1の目標磁束|ψS *|は、モータ電流を最小とするためのものである。モータトルクを目標値としつつ、モータ電流の値に対するモータトルクの値の比率が最大となるように、3相モータを制御する制御は、最大トルク/電流(MTPA:Maximum Torque Per Ampere)制御として知られてる。最大トルク/電流制御は公知であるため、最大トルク/電流制御の詳細な説明は省略する。本実施形態では、第1の磁束振幅指令演算部25は、テーブルを用いて目標トルクT*から第1の目標磁束|ψS *|を特定するように構成されている。テーブルにおける目標トルクT*と第1の目標磁束|ψS *|との対応関係は、当業者であれば適切に設定できる。第1の磁束振幅指令演算部25は、演算により第1の目標磁束|ψS *|を特定するように構成されていてもよい。
(First magnetic flux amplitude command calculation unit 25)
The first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 specifies the first target magnetic flux | ψ S * | as the target magnetic flux from the target torque T * . The target magnetic flux and the first target magnetic flux | ψ S * | indicate the same scalar. The first target magnetic flux | ψ S * | of the present embodiment is for minimizing the motor current. Control that controls a three-phase motor so that the ratio of the motor torque value to the motor current value is maximized while setting the motor torque as the target value is known as Maximum Torque Per Ampere (MTPA) control. It ’s been. Since maximum torque / current control is well known, detailed description of maximum torque / current control is omitted. In the present embodiment, the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 is configured to identify the first target magnetic flux | ψ S * | from the target torque T * using a table. A correspondence relationship between the target torque T * and the first target magnetic flux | ψ S * | in the table can be appropriately set by those skilled in the art. The first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 may be configured to specify the first target magnetic flux | ψ S * | by calculation.

本実施形態では、第2の磁束振幅指令演算部31によって、第1の目標磁束|ψS *|を修正する。修正後の第1の目標磁束|ψS *|を第2の目標磁束|ψS **|と記載する。第2の磁束振幅指令演算部31の詳細については後述する。 In the present embodiment, the first target magnetic flux | ψ S * | is corrected by the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31. The corrected first target magnetic flux | ψ S * | is described as a second target magnetic flux | ψ S ** |. Details of the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 will be described later.

(磁束指令演算部26)
磁束指令演算部26は、第1の目標磁束|ψS *|と、位相θsとに基づいて、電機子鎖交磁束が追従するべき目標磁束ベクトルψαβ *を特定する。具体的に、磁束指令演算部26は、第2の目標磁束|ψS **|と、位相θsと、トルク誤差ΔTとから、電機子鎖交磁束が追従するべき目標磁束ベクトルψαβ *を特定する。本実施形態における磁束指令演算部26は、図4に示すブロック図に従って、目標磁束ベクトルψαβ *を特定する。具体的に、磁束指令演算部26は、PI制御部35と、加算部36と、ベクトル生成部37とを有している。PI制御部35は、ΔTをゼロに収束させるための比例積分制御により、位相補正量ΔθS *を特定する。加算部36は、位相θSと位相補正量ΔθS *との合計(θS *:θS+ΔθS *)を求める。ベクトル生成部37は、第2の目標磁束|ψS **|と合計θS *とから、目標磁束ベクトルψαβ *を特定する。具体的に、ベクトル生成部37は、式(1−5)及び(1−6)を用いて目標磁束ベクトルψαβ *を求める。目標磁束ベクトルψαβ *は、電圧指令演算部29に与えられる。
(Magnetic flux command calculation unit 26)
Based on the first target magnetic flux | ψ S * | and the phase θ s , the magnetic flux command calculation unit 26 specifies the target magnetic flux vector ψ αβ * that the armature linkage flux should follow. Specifically, the magnetic flux command calculation unit 26 uses the second target magnetic flux | ψ S ** |, the phase θ s, and the torque error ΔT to target the magnetic flux vector ψ αβ * that the armature linkage magnetic flux should follow . Is identified. The magnetic flux command calculation unit 26 in the present embodiment specifies the target magnetic flux vector ψαβ * according to the block diagram shown in FIG. Specifically, the magnetic flux command calculation unit 26 includes a PI control unit 35, an addition unit 36, and a vector generation unit 37. The PI control unit 35 specifies the phase correction amount Δθ S * by proportional-integral control for converging ΔT to zero. The adding unit 36 obtains the sum (θ S * : θ S + Δθ S * ) of the phase θ S and the phase correction amount Δθ S * . The vector generation unit 37 specifies the target magnetic flux vector ψαβ * from the second target magnetic flux | ψ S ** | and the total θ S * . Specifically, the vector generation unit 37 obtains the target magnetic flux vector ψαβ * using equations (1-5) and (1-6). The target magnetic flux vector ψαβ * is given to the voltage command calculation unit 29.

Figure 0006166601
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(電圧指令演算部29)
電圧指令演算部29は、目標磁束ベクトルψαβ *と推定磁束ψαβとの差と、2相電流iαβとから、目標2相電圧vαβ *を特定する。本実施形態では、電圧指令演算部29は、式(1−7)を用いて、目標α軸電圧vα *及び目標β軸電圧vβ *を求める。式(1−7)におけるTsは、制御周期(サンプリング周期)である。なお、3相モータ1が高速回転しているときは、巻線抵抗Raに基づく電圧降下が非常に小さい。このため、電圧指令演算部29は、式(1−7)の右辺第2項を無視して、目標磁束ベクトルψαβ *と推定磁束ψαβとの差から、目標2相電圧vαβ *を特定するように構成されていてもよい。目標2相電圧vαβ *は、2相3相座標変換部30に与えられる。
(Voltage command calculation unit 29)
The voltage command calculation unit 29 specifies the target two-phase voltage v αβ * from the difference between the target magnetic flux vector ψ αβ * and the estimated magnetic flux ψ αβ and the two-phase current i αβ . In the present embodiment, the voltage command calculation unit 29 obtains the target α-axis voltage v α * and the target β-axis voltage v β * using Expression (1-7). T s in Expression (1-7) is a control period (sampling period). Incidentally, when the 3-phase motor 1 is rotated at a high speed, the voltage drop based on the winding resistance R a is very small. For this reason, the voltage command calculation unit 29 ignores the second term on the right side of Equation (1-7) and determines the target two-phase voltage v αβ * from the difference between the target magnetic flux vector ψ αβ * and the estimated magnetic flux ψ αβ. It may be configured to specify. The target two-phase voltage v αβ * is given to the two-phase three-phase coordinate conversion unit 30.

Figure 0006166601
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(2相3相座標変換部30)
2相3相座標変換部30は、目標2相電圧vαβ *を、目標3相電圧vuvw *に変換する。その後、目標3相電圧vuvw *に対応する電圧ベクトルが、インバータ2によって生成され、3相モータ1に印加される。
(2-phase 3-phase coordinate conversion unit 30)
The two-phase three-phase coordinate conversion unit 30 converts the target two-phase voltage v αβ * into the target three-phase voltage v uvw * . Thereafter, a voltage vector corresponding to the target three-phase voltage v uvw * is generated by the inverter 2 and applied to the three-phase motor 1.

(第2の磁束振幅指令演算部31)
第2の磁束振幅指令演算部31は、第1の目標磁束|ψS *|と、回転数ωとから、磁束指令演算部26に与えるべき第2の目標磁束|ψS **|を特定する。第2の目標磁束|ψS **|はスカラーである。第2の磁束振幅指令演算部31は、第2の目標磁束|ψS **|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1を流れる電流が、第2の目標磁束|ψS **|に代えて第1の目標磁束|ψS *|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1を流れる電流を下回るように構成されている。本実施形態では、第2の目標磁束|ψS **|は、以下の理論に基づいて特定される。
(Second magnetic flux amplitude command calculation unit 31)
The second magnetic flux amplitude command calculating unit 31 specifies the second target magnetic flux | ψ S ** | to be given to the magnetic flux command calculating unit 26 from the first target magnetic flux | ψ S * | and the rotational speed ω. To do. The second target magnetic flux | ψ S ** | is a scalar. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 applies the second target magnetic flux | ψ S ** | to the magnetic flux command calculation unit 26 so that the current flowing through the three-phase motor 1 becomes the second target magnetic flux | ψ S. The first target magnetic flux | ψ S * | is given to the magnetic flux command calculation unit 26 instead of ** |, so that the current flowing through the three-phase motor 1 is lower. In the present embodiment, the second target magnetic flux | ψ S ** | is specified based on the following theory.

式(1−1)及び(1−2)の初期値を無視すると、式(1−1)及び(1−2)から、式(1−8)が得られる。式(1−8)におけるsは、ラプラス演算子である。   When the initial values of the expressions (1-1) and (1-2) are ignored, the expression (1-8) is obtained from the expressions (1-1) and (1-2). In formula (1-8), s is a Laplace operator.

Figure 0006166601
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式(1−7)における目標2相電圧vαβ *は、式(1−8)における目標2相電圧vαβ *よりも、1制御周期(=Ts)後のものである。つまり、厳密には、これらは同じものを表していない。式(1−7)を、式(1−8)における目標2相電圧vαβ *を用いて表すと、式(1−9)となる。 Equation (1-7) in the target 2-phase voltage v .alpha..beta *, rather than the target 2-phase voltage v .alpha..beta * in the equation (1-8), those after one control period (= T s). That is, strictly speaking, they do not represent the same thing. When Expression (1-7) is expressed using the target two-phase voltage v αβ * in Expression (1-8), Expression (1-9) is obtained.

Figure 0006166601
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式(1−8)及び(1−9)から、式(1−10)が得られる。また、3相モータ1が高速回転しているときは、巻線抵抗Raに基づく電圧降下が非常に小さい。これを考慮して式(1−10)の右辺第2項を無視すると、式(1−11)が得られる。 From the formulas (1-8) and (1-9), the formula (1-10) is obtained. Further, when the 3-phase motor 1 is rotated at a high speed, the voltage drop based on the winding resistance R a is very small. When this is taken into consideration and the second term on the right side of equation (1-10) is ignored, equation (1-11) is obtained.

Figure 0006166601
Figure 0006166601

本実施形態では、式(1−11)に示されているように、|ψαβ|と|ψαβ *|とが厳密には一致しないことを考慮して、第2の目標磁束|ψS **|を特定する第2の磁束振幅指令演算部31を設けている。具体的に、第2の磁束振幅指令演算部31は、(1−13)を用いて、第2の目標磁束|ψS **|を特定する。なお、式(1−13)は、式(1−12)の近似式である。式(1−13)の演算は、式(1−12)の演算よりも簡易になされる点で、有利である。ただし、式(1−12)を用いて第2の目標磁束|ψS **|を特定するように、第2の磁束振幅指令演算部31を構成してもよい。式(1−12)又は(1−13)に基づく第2の目標磁束|ψS **|は、演算により特定されてもよく、テーブルを用いて特定されてもよい。 In the present embodiment, as shown in the equation (1-11), the second target magnetic flux | ψ S is considered in consideration that | ψ αβ | and | ψ αβ * | ** A second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 for specifying | is provided. Specifically, the second magnetic flux amplitude command calculating unit 31 specifies the second target magnetic flux | ψ S ** | using (1-13). Expression (1-13) is an approximate expression of expression (1-12). The calculation of formula (1-13) is advantageous in that it is simpler than the calculation of formula (1-12). However, you may comprise the 2nd magnetic flux amplitude command calculating part 31 so that 2nd target magnetic flux | (phi) S ** | may be specified using Formula (1-12). The second target magnetic flux | ψ S ** | based on the formula (1-12) or (1-13) may be specified by calculation or may be specified using a table.

Figure 0006166601
Figure 0006166601

図5〜7を用いて、本実施形態の効果を説明する。図5〜7は、シミュレーションによって得られた結果を示すグラフである。図5の曲線40は、目標磁束ベクトルψαβ *の振幅に対する推定磁束ψαβの振幅の比率(|ψαβ|/|ψαβ *|)を表す。図5から、回転数ωが大きければ大きいほど、この比率が大きくなり、1から乖離していくことが分かる。第2の磁束振幅指令演算部31が存在しない場合は、目標磁束ベクトルψαβ *の振幅は、第1の目標磁束|ψS *|に一致する。従って、回転数ωが大きければ大きいほど、第1の目標磁束|ψS *|に対する推定磁束ψαβの振幅の比率(|ψαβ|/|ψS *|)も大きくなり、1から乖離していく。このことは、従来のモータ制御装置は、高速回転時には、推定磁束ψαβの振幅を、第1の目標磁束|ψS *|からずれた値に一致させてしまうことを意味する。従来のモータ制御装置は、このずれがゼロであるとの仮定のもとで設計されているため、最大トルク/電流制御用に第1の目標磁束|ψS *|を設定しても、モータ電流が最小値からずれる。回転数ωが大きければ大きいほど、推定磁束ψαβの振幅の第1の目標磁束|ψS *|からのずれは大きくなる。モータ電流の最小値からのずれも大きくなる。また、図示は省略するが、制御周期Tsが長い(電流のサンプリング周波数が低い)場合にも、同様の傾向が現れる。 The effect of this embodiment is demonstrated using FIGS. 5 to 7 are graphs showing the results obtained by the simulation. A curve 40 in FIG. 5 represents the ratio of the amplitude of the estimated magnetic flux ψαβ to the amplitude of the target magnetic flux vector ψαβ * (| ψαβ | / | ψαβ * |). From FIG. 5, it can be seen that the larger the number of revolutions ω, the larger the ratio and the deviation from 1. When the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 does not exist, the amplitude of the target magnetic flux vector ψαβ * coincides with the first target magnetic flux | ψ S * |. Thus, the greater rotational speed ω is the first target flux | ψ S * | estimated magnetic flux [psi .alpha..beta the ratio of the amplitude with respect to (| ψ αβ | / | ψ S * |) also increases, deviates from 1 To go. This means that the conventional motor control device matches the amplitude of the estimated magnetic flux ψαβ with a value that deviates from the first target magnetic flux | ψ S * | during high-speed rotation. Since the conventional motor control device is designed on the assumption that this deviation is zero, even if the first target magnetic flux | ψ S * | is set for maximum torque / current control, the motor The current deviates from the minimum value. The greater the rotational speed ω, the greater the deviation of the estimated magnetic flux ψαβ from the first target magnetic flux | ψ S * |. The deviation from the minimum value of the motor current also increases. Although not shown, the same tendency appears when the control cycle T s is long (the current sampling frequency is low).

これに対し、本実施形態では、第2の磁束振幅指令演算部31が、第1の目標磁束|ψS *|に1よりも小さい係数(cos(ωTs)を示す図6の曲線41参照)を乗じることにより、第1の目標磁束|ψS *|よりも小さい第2の目標磁束|ψS **|を特定している。モータ制御装置3は、推定磁束ψαβの振幅を第2の目標磁束|ψS **|に一致させようとするが、上述の理由により、実際には推定磁束ψαβは第2の目標磁束|ψS **|からずれた値に一致することになる。具体的には、推定磁束ψαβは第2の目標磁束|ψS **|よりも大きな値に一致することになる。第1の目標磁束|ψS *|は第2の目標磁束|ψS **|よりも大きいので、結果として、従来のように第1の目標磁束|ψS *|を直接的に用いて目標磁束ベクトルψαβ *を特定する場合よりも、推定磁束ψαβの振幅の第1の目標磁束|ψS *|からの乖離量を縮小できる。つまり、モータ電流を最小値に近づけることができる。 On the other hand, in the present embodiment, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 refers to the curve 41 in FIG. 6 showing a coefficient (cos (ωT s ) smaller than 1 for the first target magnetic flux | ψ S * | ) Is specified, the second target magnetic flux | ψ S ** | smaller than the first target magnetic flux | ψ S * | is specified. The motor control device 3 tries to make the amplitude of the estimated magnetic flux ψ αβ coincide with the second target magnetic flux | ψ S ** |. However, for the above reason, the estimated magnetic flux ψ αβ is actually the second target magnetic flux. This corresponds to a value deviating from | ψ S ** |. Specifically, the estimated magnetic flux ψαβ coincides with a value larger than the second target magnetic flux | ψ S ** |. Since the first target magnetic flux | ψ S * | is larger than the second target magnetic flux | ψ S ** |, as a result, the first target magnetic flux | ψ S * | than the case of specifying the target magnetic flux vector [psi .alpha..beta *, first the target magnetic flux of the estimated magnetic flux [psi .alpha..beta amplitude | ψ S * | can be reduced deviation amount from. That is, the motor current can be brought close to the minimum value.

このように、第2の磁束振幅指令演算部31は、回転数ωを用いて、推定された電機子鎖交磁束の振幅が第1の目標磁束|ψS *|に一致するように、第2の目標磁束|ψS **|を特定する。第2の磁束振幅指令演算部31は、3相モータ1の回転数ωを用いるため、3相モータ1の回転数ωが変動する場合も、3相モータ1の回転数ωに適合した第2の目標磁束|ψS **|を特定できる。 As described above, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 uses the rotation speed ω so that the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux matches the first target magnetic flux | ψ S * |. 2 target magnetic fluxes | ψ S ** | Since the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 uses the rotational speed ω of the three-phase motor 1, even when the rotational speed ω of the three-phase motor 1 fluctuates, Target magnetic flux | ψ S ** |

詳細には、第2の磁束振幅指令演算部31は、回転数ωが大きければ大きいほど第1の目標磁束|ψS *|と第2の目標磁束|ψS **|との差が増加するように(cos(ωTs)を示す図6の曲線41参照)、第2の目標磁束|ψS **|を特定している。従って、第2の磁束振幅指令演算部31は、回転数ωの増加に由来する制御精度の低下を防止できる。 Specifically, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 increases the difference between the first target magnetic flux | ψ S * | and the second target magnetic flux | ψ S ** | as the rotational speed ω increases. Thus, the second target magnetic flux | ψ S ** | is specified (see curve 41 in FIG. 6 showing cos (ωT s )). Therefore, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 can prevent a decrease in control accuracy resulting from an increase in the rotational speed ω.

また、第2の磁束振幅指令演算部31は、電流のサンプリング周波数が低ければ低いほど(制御周期Tsが大きければ大きいほど)第1の目標磁束|ψS *|と第2の目標磁束|ψS **|との差が増加するように(cos(ωTs)を示す図6の曲線41参照)、第2の目標磁束|ψS **|を特定している。従って、第2の磁束振幅指令演算部31によれば、電流のサンプリング周波数が低い場合にも、制御精度が維持される。従って、モータ制御装置3によれば、制御精度を維持しつつ、DSP、マイクロコンピュータ等のCPUの演算量を抑えることができる。つまり、比較的性能の低いDSP又はマイクロコンピュータを使用したとしても、精度を落とさずに3相モータ1を制御できる。このことは、コストの観点から有利である。従って、モータ制御装置3は、3相モータ1が低速回転する場合にも好適に使用できる。 In addition, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 is configured so that the lower the current sampling frequency is (the larger the control period T s is), the first target magnetic flux | ψ S * | and the second target magnetic flux | The second target magnetic flux | ψ S ** | is specified so that the difference from ψ S ** | increases (see the curve 41 in FIG. 6 showing cos (ωT s )). Therefore, according to the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31, control accuracy is maintained even when the current sampling frequency is low. Therefore, according to the motor control device 3, it is possible to suppress the calculation amount of a CPU such as a DSP or a microcomputer while maintaining control accuracy. That is, even if a relatively low performance DSP or microcomputer is used, the three-phase motor 1 can be controlled without reducing accuracy. This is advantageous from a cost standpoint. Therefore, the motor control device 3 can be suitably used even when the three-phase motor 1 rotates at a low speed.

より詳細には、第2の磁束振幅指令演算部31は、第1の目標磁束|ψS *|にcos(ωTs)を乗じることにより、第2の目標磁束|ψS **|を特定している。この場合には、|ψαβ|/|ψS *|の曲線(図7の曲線42)が、実質的に|ψαβ|/|ψS *|=1の直線となる。本実施形態によれば、電機子鎖交磁束の振幅の第1の目標磁束|ψS *|からの乖離量が、実質的にゼロになる。モータ電流の最小値からの乖離量も、実質的にゼロになる。 More specifically, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 specifies the second target magnetic flux | ψ S ** | by multiplying the first target magnetic flux | ψ S * | by cos (ωT s ). doing. In this case, | ψ αβ | / | ψ S * | of the curve (the curve 42 in FIG. 7) is substantially | ψ αβ | / | ψ S * | = a first linear. According to this embodiment, the amount of deviation of the amplitude of the armature interlinkage magnetic flux from the first target magnetic flux | ψ S * | is substantially zero. The amount of deviation from the minimum value of the motor current is also substantially zero.

モータ電流を最小値に調整できることは、3相モータ1における銅損を最小値に調整できることを意味する。また、第2の磁束振幅指令演算部31が存在する場合は、第2の磁束振幅指令演算部31が存在しない場合に比べると、推定磁束ψαβの振幅が小さい値に調整される。つまり、本実施形態によれば、3相モータ1に実際に印加される電機子鎖交磁束の振幅が小さくなるので、鉄損(渦電流損)も小さくなる。従って、本実施形態によれば、効率よく3相モータ1を駆動できる。 The ability to adjust the motor current to the minimum value means that the copper loss in the three-phase motor 1 can be adjusted to the minimum value. Further, when the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 exists, the amplitude of the estimated magnetic flux ψαβ is adjusted to a smaller value than when the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 does not exist. That is, according to the present embodiment, the amplitude of the armature interlinkage magnetic flux actually applied to the three-phase motor 1 is reduced, so that the iron loss (eddy current loss) is also reduced. Therefore, according to this embodiment, the three-phase motor 1 can be driven efficiently.

本実施形態では、第1の磁束振幅指令演算部25と、第2の磁束振幅指令演算部31とが複数の要素で構成されている。しかし、第1の磁束振幅指令演算部25と、第2の磁束振幅指令演算部31とは、単一の要素で構成されていてもよい。つまり、磁束指令振幅演算部が第1の磁束振幅指令演算部25と第2の磁束振幅指令演算部31とを有すると表現したときに、この磁束指令振幅演算部は、複数の要素で構成されていてもよく、単一の要素で構成されていてもよい。この点は、後述の実施形態及び変形例についても同様である。   In this embodiment, the 1st magnetic flux amplitude command calculating part 25 and the 2nd magnetic flux amplitude command calculating part 31 are comprised by the several element. However, the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 and the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 may be configured by a single element. That is, when the magnetic flux command amplitude calculation unit is expressed as having the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 and the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31, the magnetic flux command amplitude calculation unit is configured by a plurality of elements. It may be composed of a single element. This also applies to embodiments and modifications described later.

また、第1の磁束振幅指令演算部25と第2の磁束振幅指令演算部31とが単一の要素で構成されている場合には、この単一の要素は、単一のテーブルを用いて第2の目標磁束|ψS **|を特定するものであってもよい。 In addition, when the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 and the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 are configured by a single element, this single element is obtained using a single table. The second target magnetic flux | ψ S ** | may be specified.

本実施形態の第1の磁束振幅指令演算部25は、モータ電流が最小となるように第1の目標磁束|ψS *|を定めている。しかし、第1の磁束振幅指令演算部25は、他の目的で、第1の目標磁束|ψS *|を定めるものであってもよい。例えば、インバータ2が出力できる電圧には上限がある。このため、インバータ2が出力できる電圧を所定値以下とするべき場合がある。この場合には、第1の磁束振幅指令演算部25を、式(1−14)を用いて第1の目標磁束|ψS *|を定めるように構成してもよい。つまり、第1の磁束振幅指令演算部25は、弱め界磁制御用の第1の目標磁束|ψS *|を特定するものであってもよい。この場合には、高い精度での弱め界磁制御が可能となる。なお、式(1−14)におけるVomは、弱め界磁制御において3相モータ1に印加される電圧(電圧ベクトルの大きさ)の上限値である。ωaは、3相モータ1の回転子の回転数(d軸の電気角速度)である。 The first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 of the present embodiment determines the first target magnetic flux | ψ S * | so that the motor current is minimized. However, the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 may determine the first target magnetic flux | ψ S * | for other purposes. For example, the voltage that can be output from the inverter 2 has an upper limit. For this reason, the voltage that the inverter 2 can output may be set to a predetermined value or less. In this case, the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 may be configured to determine the first target magnetic flux | ψ S * | using Equation (1-14). In other words, the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 may specify the first target magnetic flux | ψ S * | for field weakening control. In this case, field-weakening control with high accuracy is possible. Note that V om in Equation (1-14) is an upper limit value of the voltage (magnitude of voltage vector) applied to the three-phase motor 1 in field weakening control. ω a is the number of rotations of the rotor of the three-phase motor 1 (electrical angular velocity of the d axis).

Figure 0006166601
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また、第1の磁束振幅指令演算部25は、銅損と鉄損との合計が最小となるように第1の目標磁束|ψS *|を定めるものであってもよい。この場合には、モータ制御装置3は、銅損と鉄損との合計を精度よく最小値に調整できる。要するに、第1の磁束振幅指令演算部25がいずれの制御量をいずれの目標値とするように第1の目標磁束|ψS *|を定めた場合であっても、モータ制御装置3は、制御量を目標値に精度良く調整できる。 Further, the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 may determine the first target magnetic flux | ψ S * | so that the sum of the copper loss and the iron loss is minimized. In this case, the motor control device 3 can accurately adjust the sum of the copper loss and the iron loss to the minimum value. In short, even if the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 determines the first target magnetic flux | ψ S * | so that any control amount is set to any target value, the motor control device 3 The controlled variable can be accurately adjusted to the target value.

本実施形態においてモータ制御装置について説明した事項は、モータ制御方法にも適用できる。この点は、後述の変形例及び実施形態についても同様である。   The matters described for the motor control device in the present embodiment can also be applied to the motor control method. This also applies to the modified examples and embodiments described later.

(変形例)
変形例に係るモータ制御装置は、第1の実施形態における第2の磁束振幅指令演算部31の代わりに、第2の磁束振幅指令演算部Aを備えている。
(Modification)
The motor control device according to the modified example includes a second magnetic flux amplitude command calculation unit A instead of the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 in the first embodiment.

変形例における第1の磁束振幅指令演算部25は、先に説明した実施形態における第1の磁束振幅指令演算部25と同様、モータ電流を最小とするための電機子鎖交磁束の振幅として、第1の目標磁束|ψS *|を特定する。第2の磁束振幅指令演算部Aは、銅損と鉄損との合計が最小値へと近づくように、第2の目標磁束|ψS **|を特定する。具体的には、第2の磁束振幅指令演算部Aは、式(1−15)を用いて、第2の目標磁束|ψS **|を特定する。変形例では、式(1−15)におけるKを、1よりも大きな任意の係数とする。 The first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 in the modification example is similar to the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 in the above-described embodiment, as the amplitude of the armature linkage magnetic flux for minimizing the motor current. The first target magnetic flux | ψ S * | is specified. The second magnetic flux amplitude command calculation unit A specifies the second target magnetic flux | ψ S ** | so that the sum of the copper loss and the iron loss approaches the minimum value. Specifically, the second magnetic flux amplitude command calculation unit A specifies the second target magnetic flux | ψ S ** | using Equation (1-15). In the modification, K in Expression (1-15) is an arbitrary coefficient larger than 1.

Figure 0006166601
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式(1−15)に基づいて特定される第2の目標磁束|ψS **|は、式(1−13)に基づいて特定される第2の目標磁束|ψS **|よりも小さい。このため、変形例における目標磁束ベクトルψαβ *の振幅は、第1の実施形態における目標磁束ベクトルψαβ *の振幅よりも、小さい値に調整される。つまり、変形例に係るモータ制御装置は、第1の実施形態に係るモータ制御装置3よりも、電機子鎖交磁束の振幅を小さい値に調整する。これにより、変形例における鉄損は、第1の実施形態における鉄損よりも、小さい値に調整される。 The second target magnetic flux | ψ S ** | specified based on the formula (1-15) is more than the second target magnetic flux | ψ S ** | specified based on the formula (1-13). small. For this reason, the amplitude of the target magnetic flux vector ψαβ * in the modification is adjusted to a value smaller than the amplitude of the target magnetic flux vector ψαβ * in the first embodiment. That is, the motor control device according to the modification adjusts the amplitude of the armature linkage magnetic flux to a smaller value than the motor control device 3 according to the first embodiment. Thereby, the iron loss in a modification is adjusted to a smaller value than the iron loss in 1st Embodiment.

第1の実施形態における第2の磁束振幅指令演算部31に基づく効果と、変形例における第2の磁束振幅指令演算部Aに基づく効果とを、図8を用いて対比する。図8は、シミュレーションによって得られた結果を示すグラフである。曲線43は、相電流の実効値(単位:A)を表す。曲線44は、電力損失(単位:W)を表す。電力損失は、銅損と鉄損との合計値である。K=1のときに、相電流が最小となっている。このことから、第2の磁束振幅指令演算部31が式(1−13)に基づいて動作するときに、相電流が最小となることがわかる。一方、K>1のときに、電力損失が最小となっている。このことから、第2の磁束振幅指令演算部Aが、K(>1)が適切に設定された式(1−15)に基づいて動作するときに、電力損失が最小となることがわかる。つまり、Kが適切に設定されることにより、モータ制御装置が最大効率制御を実施できることがわかる。   The effect based on the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 in the first embodiment and the effect based on the second magnetic flux amplitude command calculation unit A in the modification will be compared using FIG. FIG. 8 is a graph showing the results obtained by the simulation. A curve 43 represents an effective value (unit: A) of the phase current. A curve 44 represents power loss (unit: W). The power loss is a total value of copper loss and iron loss. When K = 1, the phase current is minimum. From this, it can be seen that the phase current is minimized when the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 operates based on the equation (1-13). On the other hand, power loss is minimized when K> 1. From this, it is understood that the power loss is minimized when the second magnetic flux amplitude command calculation unit A operates based on the equation (1-15) in which K (> 1) is appropriately set. That is, it can be seen that the motor control device can perform the maximum efficiency control by appropriately setting K.

以上のように、変形例では、第2の磁束振幅指令演算部Aは、第1の目標磁束|ψS *|と、回転数ωとから、磁束指令演算部26に与えるべき第2の目標磁束|ψS **|を特定する。また、第2の磁束振幅指令演算部Aは、第2の目標磁束|ψS **|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1で発生する電力損失が、第2の目標磁束|ψS **|に代えて第1の目標磁束|ψS *|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1で発生する電力損失を下回るように構成されている。Kの操作(微調整)は容易であるため、このような第2の磁束振幅指令演算部Aを有するモータ制御装置3は、回転数ωに依存する鉄損を考慮に入れた最大効率制御を簡便に実施できる。また、Kの操作は容易であるため、Kを1以上の範囲で調整できるように第2の磁束振幅指令部を構成すれば、MTPA制御と最大効率制御とを容易に切り替えることができるモータ制御装置を構成できる。 As described above, in the modification, the second magnetic flux amplitude command calculation unit A uses the first target magnetic flux | ψ S * | and the rotational speed ω to provide the second target to be given to the magnetic flux command calculation unit 26. Specify the magnetic flux | ψ S ** |. Further, the second magnetic flux amplitude command calculation unit A causes the power loss generated in the three-phase motor 1 when the second target magnetic flux | ψ S ** | Instead of the magnetic flux | ψ S ** |, the first target magnetic flux | ψ S * | is applied to the magnetic flux command calculation unit 26 so as to be less than the power loss generated in the three-phase motor 1. Since the operation (fine adjustment) of K is easy, the motor control device 3 having the second magnetic flux amplitude command calculation unit A performs the maximum efficiency control in consideration of the iron loss that depends on the rotational speed ω. It can be carried out easily. Further, since the operation of K is easy, motor control that can easily switch between MTPA control and maximum efficiency control if the second magnetic flux amplitude command unit is configured so that K can be adjusted within a range of 1 or more. The device can be configured.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態のモータ制御装置について、図9及び10を参照しながら説明する。なお、第2の実施形態では、第1の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the motor control apparatus of the second embodiment will be described with reference to FIGS. Note that in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

第2の実施形態のモータ制御装置103は、モータ制御装置3の第2の磁束振幅指令演算部31とは異なる第2の磁束振幅指令演算部50を有する。第2の磁束振幅指令演算部50は、第1の目標磁束|ψS *|と、推定磁束ψαβとから、磁束指令演算部26に与えるべき第2の目標磁束|ψS **|を特定する。また、第2の磁束振幅指令演算部50は、第2の目標磁束|ψS **|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1を流れる電流が、第2の目標磁束|ψS **|に代えて第1の目標磁束|ψS *|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1に流れる電流を下回るように構成されている。具体的に、第2の磁束振幅指令演算部50は、図10に示すブロック図に従って、第2の目標磁束|ψS **|を求める。 The motor control device 103 according to the second embodiment includes a second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 that is different from the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 of the motor control device 3. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 obtains the second target magnetic flux | ψ S ** | to be given to the magnetic flux command calculation unit 26 from the first target magnetic flux | ψ S * | and the estimated magnetic flux ψ αβ. Identify. In addition, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 applies the second target magnetic flux | ψ S ** | to the magnetic flux command calculation unit 26 so that the current flowing through the three-phase motor 1 is the second target magnetic flux | Instead of ψ S ** |, the first target magnetic flux | ψ S * | is applied to the magnetic flux command calculation unit 26 so as to be less than the current flowing through the three-phase motor 1. Specifically, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 obtains the second target magnetic flux | ψ S ** | according to the block diagram shown in FIG.

第2の磁束振幅指令演算部50は、振幅演算部51と、PI制御部52と、減算部53と、加算部54とを有している。振幅演算部51は、推定磁束ψαβから、推定磁束ψαβの振幅|ψαβ|を求める。減算部53は、第1の目標磁束|ψS *|と振幅|ψαβ|との差(|ψS *|−|ψαβ|)を求める。PI制御部52は、第1の目標磁束|ψS *|と振幅|ψαβ|との差をゼロに収束させる比例積分制御によって、磁束振幅補正量Δ|ψS *|を求める。加算部54は、第1の目標磁束|ψS *|と磁束振幅補正量Δ|ψS *|との和(|ψS *|+Δ|ψS *|)を求める。第2の磁束振幅指令演算部50は、この和を、第2の目標磁束|ψS **|として出力する。 The second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 includes an amplitude calculation unit 51, a PI control unit 52, a subtraction unit 53, and an addition unit 54. The amplitude calculator 51 obtains the amplitude | ψ αβ | of the estimated magnetic flux ψ αβ from the estimated magnetic flux ψ αβ . The subtracting unit 53 obtains a difference (| ψ S * | − | ψ αβ |) between the first target magnetic flux | ψ S * | and the amplitude | ψ αβ |. The PI control unit 52 obtains the magnetic flux amplitude correction amount Δ | ψ S * | by proportional-integral control that converges the difference between the first target magnetic flux | ψ S * | and the amplitude | ψ αβ | to zero. The adding unit 54 obtains the sum (| ψ S * | + Δ | ψ S * |) of the first target magnetic flux | ψ S * | and the magnetic flux amplitude correction amount Δ | ψ S * |. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 outputs this sum as a second target magnetic flux | ψ S ** |.

図5を用いて説明したとおり、第2の磁束振幅指令演算部を有さない従来のモータ制御装置を用いた場合、回転数ωが大きければ大きいほど、第1の目標磁束|ψS *|に対する推定磁束ψαβの絶対値の比率が大きくなり、1から乖離していく。第2の磁束振幅指令演算部50は、推定された電機子鎖交磁束と第1の磁束振幅指令演算部25で特定された第1の目標磁束|ψS *|とを用いて、推定された電機子鎖交磁束の振幅|ψαβ|と第1の目標磁束|ψS *|との差がゼロに収束するように、第2の目標磁束|ψS **|を特定する。具体的に、本実施形態では、第2の磁束振幅指令演算部50は、PI制御部52を有しているため、第2の目標磁束|ψS **|を自動的に特定できる。このため、第2の磁束振幅指令演算部50は、回転数ωが大きければ大きいほど第1の目標磁束|ψS *|と第2の目標磁束|ψS **|との差が増加するように、第2の目標磁束|ψS **|を特定できる。従って、第2の磁束振幅指令演算部50は、回転数ωに適合した第2の目標磁束|ψS **|を特定できる。 As described with reference to FIG. 5, when the conventional motor control device that does not have the second magnetic flux amplitude command calculation unit is used, the larger the rotational speed ω, the first target magnetic flux | ψ S * | The ratio of the absolute value of the estimated magnetic flux ψαβ with respect to increases and deviates from 1. The second magnetic flux amplitude command calculating unit 50 is estimated using the estimated armature flux linkage and the first target magnetic flux | ψ S * | specified by the first magnetic flux amplitude command calculating unit 25. The second target magnetic flux | ψ S ** | is specified so that the difference between the amplitude | ψ αβ | of the armature linkage magnetic flux and the first target magnetic flux | ψ S * | converges to zero. Specifically, in the present embodiment, since the second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 includes the PI control unit 52, the second target magnetic flux | ψ S ** | can be automatically specified. For this reason, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 increases the difference between the first target magnetic flux | ψ S * | and the second target magnetic flux | ψ S ** | as the rotational speed ω increases. Thus, the second target magnetic flux | ψ S ** | can be specified. Therefore, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 can specify the second target magnetic flux | ψ S ** | that is suitable for the rotational speed ω.

また、上述のとおり、第2の磁束振幅指令演算部を有さない従来のモータ制御装置を用いた場合、電流のサンプリング周波数が低ければ低いほど、第1の目標磁束|ψS *|に対する推定磁束ψαβの絶対値の比率が大きくなり、1から乖離していく。第2の磁束振幅指令演算部50は、電流のサンプリング周波数が低ければ低いほど第1の目標磁束と第2の目標磁束との差が増加するように、第2の目標磁束を特定できる。従って、第2の磁束振幅指令演算部50によれば、電流のサンプリング周波数が低い場合にも、制御精度が維持される。 Further, as described above, when the conventional motor control device that does not have the second magnetic flux amplitude command calculation unit is used, the lower the current sampling frequency, the lower the estimation for the first target magnetic flux | ψ S * | The ratio of the absolute value of the magnetic flux ψαβ increases and deviates from 1. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 50 can specify the second target magnetic flux such that the lower the current sampling frequency, the greater the difference between the first target magnetic flux and the second target magnetic flux. Therefore, according to the second magnetic flux amplitude command calculation unit 50, the control accuracy is maintained even when the current sampling frequency is low.

第1の磁束振幅指令演算部25がいずれの制御量をいずれの目標値とするように第1の目標磁束|ψS *|を定めた場合であっても、モータ制御装置103は、制御量を目標値に精度良く調整できる。例えば、第1の磁束振幅指令演算部25が銅損と鉄損との合計が最小となるように第1の目標磁束|ψS *|が定めるものである場合、モータ制御装置103は、銅損と鉄損との合計を精度よく最小値に調整できる。 Even when the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 determines the first target magnetic flux | ψ S * | so that any control amount is set to any target value, the motor control device 103 does not control the control amount. Can be accurately adjusted to the target value. For example, if the first target magnetic flux | ψ S * | is determined so that the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 minimizes the sum of the copper loss and the iron loss, the motor control device 103 Loss and iron loss can be accurately adjusted to the minimum value.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態のモータ制御装置について、図11及び12を参照しながら説明する。なお、第3の実施形態では、第1の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the motor control device of the third embodiment will be described with reference to FIGS. Note that in the third embodiment, parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第3の実施形態のモータ制御装置203は、モータ制御装置3の第2の磁束振幅指令演算部31とは異なる第2の磁束振幅指令演算部60を有する。第2の磁束振幅指令演算部60は、第1の目標磁束|ψS *|と、推定磁束ψαβと、2相電流iαβとから、磁束指令演算部26に与えるべき第2の目標磁束|ψS **|を特定する。また、第2の磁束振幅指令演算部60は、第2の目標磁束|ψS **|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1を流れる電流が、第2の目標磁束|ψS **|に代えて第1の目標磁束|ψS *|を磁束指令演算部26に与えたときに3相モータ1に流れる電流を下回るように構成されている。具体的に、第2の磁束振幅指令演算部60は、図12に示すブロック図に従って、第2の目標磁束|ψS **|を求める。 The motor control device 203 according to the third embodiment includes a second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 that is different from the second magnetic flux amplitude command calculation unit 31 of the motor control device 3. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 uses the first target magnetic flux | ψ S * |, the estimated magnetic flux ψ αβ, and the two-phase current i αβ to be supplied to the magnetic flux command calculation unit 26. Specify | ψ S ** |. In addition, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 applies the second target magnetic flux | ψ S ** | to the magnetic flux command calculation unit 26 so that the current flowing through the three-phase motor 1 is the second target magnetic flux | Instead of ψ S ** |, the first target magnetic flux | ψ S * | is applied to the magnetic flux command calculation unit 26 so as to be less than the current flowing through the three-phase motor 1. Specifically, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 obtains the second target magnetic flux | ψ S ** | according to the block diagram shown in FIG.

第2の磁束振幅指令演算部60は、振幅演算部61と、PI制御部62と、減算部63と、加算部64と、MTPAブロック65とを有している。振幅演算部61は、推定磁束ψαβから、推定磁束ψαβの振幅|ψαβ|を求める。MTPAブロック65は、2相電流iαβから、モータ電流を最小とするための電機子鎖交磁束の振幅として、仮想振幅(仮想磁束の振幅)|ψsi*|を特定する。減算部63は、仮想振幅|ψsi*|と振幅|ψαβ|との差(|ψsi*|−|ψαβ|)を求める。PI制御部62は、仮想振幅|ψsi*|と振幅|ψαβ|との差をゼロに収束させる比例積分制御によって、磁束振幅補正量Δ|ψS *|を求める。加算部64は、第1の目標磁束|ψS *|と磁束振幅補正量Δ|ψS *|との和(|ψS *|+Δ|ψS *|)を求める。第2の磁束振幅指令演算部60は、この和を、第2の目標磁束|ψS **|として出力する。 The second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 includes an amplitude calculation unit 61, a PI control unit 62, a subtraction unit 63, an addition unit 64, and an MTPA block 65. The amplitude calculator 61 obtains the amplitude | ψ αβ | of the estimated magnetic flux ψ αβ from the estimated magnetic flux ψ αβ . The MTPA block 65 specifies the virtual amplitude (the amplitude of the virtual magnetic flux) | ψsi * | as the amplitude of the armature interlinkage magnetic flux for minimizing the motor current from the two-phase current i αβ . Subtraction unit 63, virtual amplitude | ψsi * | amplitude | [psi .alpha..beta | difference between (| ψsi * | - | ψ αβ |) determined. PI control unit 62, virtual amplitude | by a proportional integral control for converging the difference between the zero flux amplitude correction quantity Δ | | ψsi * | amplitude | ψ αβ ψ S * | a seek. The adding unit 64 obtains the sum (| ψ S * | + Δ | ψ S * |) of the first target magnetic flux | ψ S * | and the magnetic flux amplitude correction amount Δ | ψ S * |. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 outputs this sum as a second target magnetic flux | ψ S ** |.

MTPAブロック65は、2相電流iαβを用いて、第1の目標磁束を再導出していると捉えることができる。このため、仮想振幅|ψsi*|は再導出された第1の目標磁束であるといえる。 It can be understood that the MTPA block 65 re-derived the first target magnetic flux using the two-phase current i αβ . Therefore, it can be said that the virtual amplitude | ψsi * | is the re-derived first target magnetic flux.

第3の実施形態では、第2の磁束振幅指令演算部60は、3相モータ1を流れる電流に基づいて第1の目標磁束を再導出する。第2の磁束振幅指令演算部60は、さらに、推定された電機子鎖交磁束と再導出された第1の目標磁束とを用いて、推定された電機子鎖交磁束の振幅と再導出された第1の目標磁束との差がゼロに収束するように、第2の目標磁束|ψS **|を特定する。第3の実施形態によれば、第2の実施形態と同様の効果が得られる。なお、本明細書では、「第1の目標磁束を再導出する」とは、第1の目標磁束|Ψs *|が、3相モータ1の所定の制御量(例えば相電流)が所定の目標値(例えば最小値)となるように定められている場合に、3相モータ1の所定の制御量を所定の目標値とするための電機子鎖交磁束の振幅を特定することを意味する。 In the third embodiment, the second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 re-derived the first target magnetic flux based on the current flowing through the three-phase motor 1. The second magnetic flux amplitude command calculation unit 60 further re-derived the estimated amplitude of the armature interlinkage magnetic flux using the estimated armature interlinkage magnetic flux and the re-derived first target magnetic flux. The second target magnetic flux | ψ S ** | is specified so that the difference from the first target magnetic flux converges to zero. According to the third embodiment, the same effect as in the second embodiment can be obtained. In the present specification, “re-deriving the first target magnetic flux” means that the first target magnetic flux | Ψ s * | is a predetermined control amount (for example, phase current) of the three-phase motor 1. This means specifying the amplitude of the armature linkage magnetic flux for setting the predetermined control amount of the three-phase motor 1 to the predetermined target value when the target value (for example, the minimum value) is set. .

第1の磁束振幅指令演算部25がいずれの制御量をいずれの目標値とするように第1の目標磁束|ψS *|を定めた場合であっても、制御量を目標値に精度良く調整できるように、モータ制御装置203を構成できる。例えば、第1の磁束振幅指令演算部25が銅損と鉄損との合計が最小となるように第1の目標磁束|ψS *|が定めるものである場合、MTPAブロック65に代えて、2相電流iαβから銅損と鉄損との合計を最小とするための電機子鎖交磁束の振幅として仮想振幅を特定するブロックを用いればよい。 Even when the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 determines the first target magnetic flux | ψ S * | so that any control amount is set to any target value, the control amount is accurately set to the target value. The motor control device 203 can be configured so that it can be adjusted. For example, when the first target magnetic flux | ψ S * | is determined so that the first magnetic flux amplitude command calculation unit 25 minimizes the sum of the copper loss and the iron loss, instead of the MTPA block 65, A block that specifies the virtual amplitude as the amplitude of the armature interlinkage magnetic flux for minimizing the sum of the copper loss and the iron loss from the two-phase current i αβ may be used.

上述の仮想振幅を特定する(第1の目標磁束を再導出する)ための各種ブロックとしては、ルックアップテーブルを有するブロック、計算式(近似式)が格納された演算子を有するブロック等が挙げられる。ルックアップテーブルを有するブロックを用いる場合、2相電流等と仮想振幅との対応関係を表すルックアップテーブルを事前に準備すればよい。演算子を有するブロックにおける計算式も、事前に準備できる。このようなルックアップテーブル及び計算式は、予め行った測定データ又は理論に基づいて設定できる。仮想振幅の具体的な特定方法は、公知の文献(武田洋次、森本茂雄、松井信行、本田幸夫、「埋込磁石同期モータの設計と制御」、株式会社オーム社、2001年10月25日発行、等)を参照することにより理解され得る。一例では、MTPA制御用の仮想振幅|ψsi*|は、Ia=√(iα 2+iβ 2)としたときに、|ψsi*|=√(Ψa 2+(Ia×La2)として特定できる。Ψaは、3相モータ1における永久磁石による鎖交磁束である。Laは、3相モータ1の電機子巻線の一相当たりのインダクタンスである。最大効率制御用の仮想振幅|ψsi*|は、MTPA制御用の仮想振幅よりも若干小さな値とすればよい。ただし、最大効率制御用の仮想振幅|ψsi*|を理論に基づいて正確に特定することも可能である。 Examples of the various blocks for specifying the virtual amplitude (re-derived the first target magnetic flux) include a block having a lookup table and a block having an operator storing a calculation formula (approximation formula). It is done. When using a block having a look-up table, a look-up table representing the correspondence between the two-phase current and the like and the virtual amplitude may be prepared in advance. A calculation formula in a block having an operator can also be prepared in advance. Such a lookup table and calculation formula can be set based on measurement data or theory performed in advance. The specific method of specifying the virtual amplitude is disclosed in publicly known literature (Yoji Takeda, Shigeo Morimoto, Nobuyuki Matsui, Yukio Honda, “Design and Control of Embedded Magnet Synchronous Motor”, Ohm Co., Ltd., published on October 25, 2001. , Etc.). In one example, the virtual amplitude | ψsi * | for MTPA control is | ψsi * | = √ (ψ a 2 + (I a × L a ), where I a = √ (i α 2 + i β 2 ) 2 ) can be specified. Ψ a is a flux linkage caused by a permanent magnet in the three-phase motor 1. L a is an inductance per phase of the armature winding of the three-phase motor 1. The virtual amplitude | ψsi * | for maximum efficiency control may be a value slightly smaller than the virtual amplitude for MTPA control. However, the virtual amplitude | ψsi * | for maximum efficiency control can be accurately specified based on the theory.

(第4の実施形態)
以下、第4の実施形態のモータ制御装置について、図13及び14を参照しながら説明する。なお、第4の実施形態では、第1の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, a motor control apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. Note that in the fourth embodiment, parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第4の実施形態のモータ制御装置303は、モータ制御装置3の磁束・トルク推定部23とは異なる磁束・トルク推定部70を有する。磁束・トルク推定部70は、磁束・トルク推定部23と同様、式(1−1)〜(1−3)を用いて、推定磁束ψαβを求める。ただし、磁束・トルク推定部70は、推定磁束ψαβと、2相電流iαβと、回転数ωとから、推定トルクTを求める。具体的には、磁束・トルク推定部70は、式(4−1)を用いて、推定トルクTを求める。第4の実施形態では、式(4−1)におけるKteを、ゼロよりも大きな値とする。Kteは、αPnsaである。Laは、3相モータ1の電機子巻線の一相当たりのインダクタンスである。αは補正係数であり、通常は−1以上1以下の範囲内の値である。 The motor control device 303 of the fourth embodiment has a magnetic flux / torque estimation unit 70 different from the magnetic flux / torque estimation unit 23 of the motor control device 3. Flux torque estimating unit 70, similarly to the magnetic flux, torque estimator 23, using equation (1-1) to (1-3), determining the estimated magnetic flux [psi .alpha..beta. However, the magnetic flux / torque estimation unit 70 obtains the estimated torque T from the estimated magnetic flux ψαβ , the two-phase current iαβ, and the rotational speed ω. Specifically, the magnetic flux / torque estimation unit 70 obtains the estimated torque T using Expression (4-1). In the fourth embodiment, K te in equation (4-1) is set to a value larger than zero. K te is a αP n T s L a. L a is an inductance per phase of the armature winding of the three-phase motor 1. α is a correction coefficient, and is usually a value in the range of −1 or more and 1 or less.

Figure 0006166601
Figure 0006166601

一般的には、推定トルクTは、式(1−1)〜(1−4)を用いて計算される。式(1−1)及び(1−2)によれば、2相電流iαβと目標2相電圧vαβ *との位相差が十分に小さくゼロに近似できる場合には、推定磁束ψα,ψβを精度よく求めることができる。しかし、回転数ωが大きくなると、2相電流iαβと目標2相電圧vαβ *との位相差がゼロから乖離していく。この場合、式(1−1)及び(1−2)で求められた推定磁束ψα,ψβは、3相モータ1に実際に印加されている電機子鎖交磁束からずれる。このため、式(1−4)で求められる推定トルクTは、3相モータ1に実際に発生しているトルク(モータトルク)からずれる。目標トルクT*は、モータ制御装置の外部において、推定トルクTに応じて(推定トルクTに一致するように)設定される。従って、推定トルクTが実際のモータトルクからずれている場合、適切な目標トルクT*が設定されない。このような目標トルクT*が設定される場合、第1の磁束振幅指令演算部が目標トルクT*から最大トルク/電流制御用の第1の目標磁束を特定するように構成されていても、第1の磁束振幅指令演算部はモータ電流を最小にするための第1の目標磁束を特定できない。つまり、モータ電流は最小値からずれる。同様の現象は、電流のサンプリング周波数が低い場合にも現れる。 In general, the estimated torque T is calculated using equations (1-1) to (1-4). According to the equations (1-1) and (1-2), when the phase difference between the two-phase current i αβ and the target two-phase voltage v αβ * is sufficiently small and can be approximated to zero, the estimated magnetic flux ψ α , the [psi beta can be determined accurately. However, when the rotational speed ω increases, the phase difference between the two-phase current i αβ and the target two-phase voltage v αβ * deviates from zero. In this case, the estimated magnetic fluxes ψ α and ψ β obtained by the equations (1-1) and (1-2) are deviated from the armature linkage magnetic flux actually applied to the three-phase motor 1. For this reason, the estimated torque T obtained by the equation (1-4) deviates from the torque (motor torque) actually generated in the three-phase motor 1. The target torque T * is set according to the estimated torque T (so as to match the estimated torque T) outside the motor control device. Therefore, when the estimated torque T deviates from the actual motor torque, an appropriate target torque T * is not set. When such a target torque T * is set, even if the first magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to identify the first target magnetic flux for maximum torque / current control from the target torque T * , The first magnetic flux amplitude command calculation unit cannot specify the first target magnetic flux for minimizing the motor current. That is, the motor current deviates from the minimum value. A similar phenomenon appears when the current sampling frequency is low.

以上を考慮し、本実施形態では、式(1−4)に代えて、式(4−1)を用いて推定トルクTを求める。磁束・トルク推定部23は、回転数ω及び/又は電流の制御周期(つまり、電流のサンプリング周波数)を参照することにより、回転数ω及び/又は電流のサンプリング周波数に応じた推定トルクTを求める。これにより、3相モータ1に実際に発生しているトルクに近い推定トルクTが求まる。   In consideration of the above, in the present embodiment, the estimated torque T is obtained using Equation (4-1) instead of Equation (1-4). The magnetic flux / torque estimation unit 23 obtains an estimated torque T corresponding to the rotational speed ω and / or the current sampling frequency by referring to the rotational speed ω and / or the current control period (that is, the current sampling frequency). . Thereby, the estimated torque T close to the torque actually generated in the three-phase motor 1 is obtained.

式(4−1)を用いて推定トルクTを求める効果を、図14に示すシミュレーション結果を参照しながら説明する。図14の曲線71は、相電流の実効値(単位:A)を表す。図14では、Kte>0のときに、相電流が最小となっている。このことから、磁束・トルク推定部70が、Kte(>0)が適切に設定された式(4−1)に基づいて動作するときに、相電流が最小となることがわかる。 The effect of obtaining the estimated torque T using Equation (4-1) will be described with reference to the simulation result shown in FIG. A curve 71 in FIG. 14 represents the effective value (unit: A) of the phase current. In FIG. 14, the phase current is minimum when K te > 0. From this, it can be seen that the phase current is minimized when the magnetic flux / torque estimation unit 70 operates based on the equation (4-1) in which K te (> 0) is appropriately set.

磁束・トルク推定部70は、式(4−1)の右辺第1項を求めるための第1部と、右辺第2項を求めるための第2部とを有するトルク推定部を備えていると捉えることもできる。つまり、磁束・トルク推定部70は、第1部によって、推定された電機子鎖交磁束及び3相モータ1を流れる電流に基づいて(推定磁束ψαβと、2相電流iαβとから)、モータトルクを推定し、第2部によって、3相モータ1を流れる電流及び回転数に基づいて(2相電流iαβと、回転数ωとから)、推定されたモータトルクを補正する、トルク推定部を備えていると捉えることもできる。第1部と第2部とは、複数の要素で構成されていてもよく、単一の要素で構成されていてもよい。 The magnetic flux / torque estimation unit 70 includes a torque estimation unit having a first part for obtaining the first term on the right side of the equation (4-1) and a second part for obtaining the second term on the right side. It can also be captured. That is, the magnetic flux / torque estimation unit 70 is based on the armature flux linkage estimated by the first unit and the current flowing through the three-phase motor 1 (from the estimated magnetic flux ψ αβ and the two-phase current i αβ ), Torque estimation by estimating the motor torque and correcting the estimated motor torque by the second part based on the current flowing through the three-phase motor 1 and the rotational speed (from the two-phase current i αβ and the rotational speed ω) It can also be understood as having a part. The first part and the second part may be composed of a plurality of elements or may be composed of a single element.

なお、磁束・トルク推定部70が式(4−2)を用いる場合にも、式(4−1)を用いる場合と同様の効果を得ることができる。   Even when the magnetic flux / torque estimation unit 70 uses the equation (4-2), the same effect as that obtained when the equation (4-1) is used can be obtained.

Figure 0006166601
Figure 0006166601

また、先に説明したモータ制御装置103,203,303の磁束・トルク推定部23を、磁束・トルク推定部70に置き換えてもよい。   Further, the magnetic flux / torque estimation unit 23 of the motor control devices 103, 203, 303 described above may be replaced with a magnetic flux / torque estimation unit 70.

(第5の実施形態)
以下、第5の実施形態の発電機制御装置について説明する。図15に示す発電機制御装置403は、コンバータ(電圧変換回路)2b及び3相発電機1bに接続されうる。発電機制御装置403の構成要素は、モータ制御装置3の構成要素と同じである。
(Fifth embodiment)
Hereinafter, the generator control apparatus of 5th Embodiment is demonstrated. The generator control device 403 shown in FIG. 15 can be connected to the converter (voltage conversion circuit) 2b and the three-phase generator 1b. The components of the generator control device 403 are the same as those of the motor control device 3.

3相発電機1bは、3相永久磁石同期発電機である。3相永久磁石同期発電機としては、埋込磁石同期発電機が挙げられる。3相発電機1bは、3相モータ1の構成と同様の構成を有している。また、コンバータ2bは、インバータ2と同様の構成を有している。コンバータ2bは、PWMコンバータである。   The three-phase generator 1b is a three-phase permanent magnet synchronous generator. Examples of the three-phase permanent magnet synchronous generator include an embedded magnet synchronous generator. The three-phase generator 1 b has the same configuration as that of the three-phase motor 1. Converter 2 b has the same configuration as inverter 2. Converter 2b is a PWM converter.

3相発電機1bは、例えばタービンに接続される。タービンとしては、小型ガスタービンが挙げられる。タービンが回転すると、タービンのトルクが、3相発電機1bの回転子に伝達される。これにより、回転子にトルクが加わる。つまり、回転子が回転する。回転子の回転によって、電圧が誘起される。3相発電機1bはコンバータ2bに接続されており、そのコンバータ2bは目標3相電圧vuvw *を参照しているので、誘起電圧は、目標3相電圧vuvw *に追従する。コンバータ2bはまた、PWM変調によって、誘起電圧を直流電圧に変換する。直流電圧(直流電圧に由来する直流電力)は、電圧出力部4bから出力される。 The three-phase generator 1b is connected to a turbine, for example. An example of the turbine is a small gas turbine. When the turbine rotates, the torque of the turbine is transmitted to the rotor of the three-phase generator 1b. As a result, torque is applied to the rotor. That is, the rotor rotates. A voltage is induced by the rotation of the rotor. Since the three-phase generator 1b is connected to the converter 2b and the converter 2b refers to the target three-phase voltage v uvw * , the induced voltage follows the target three-phase voltage v uvw * . The converter 2b also converts the induced voltage into a DC voltage by PWM modulation. The DC voltage (DC power derived from the DC voltage) is output from the voltage output unit 4b.

第1の実施形態では、電源(不図示)から供給された電力が、3相モータ1でトルク(回転力)に変換される。これに対し、本実施形態では、3相発電機1bに加えられたトルクが、電力に変換される。両方の場合において、制御の態様は実質的に同じである。従って、モータ制御装置3について説明した事項は、発電機制御装置403にも適用できる。モータ制御装置103,203,303について説明した事項も同様である。ただし、モータ制御装置3,103,203,303の説明を発電機制御装置403の説明に援用する際には、用語の読み替えを行うべきことに留意されたい。このような読み替えは、当業者にとって自明であるため詳細には述べないが、例えば、モータ及びインバータを、発電機及びコンバータに、それぞれ読み替えるべきである。   In the first embodiment, electric power supplied from a power source (not shown) is converted into torque (rotational force) by the three-phase motor 1. On the other hand, in this embodiment, the torque applied to the three-phase generator 1b is converted into electric power. In both cases, the control aspects are substantially the same. Therefore, the matters described for the motor control device 3 can also be applied to the generator control device 403. The matters described for the motor control devices 103, 203, and 303 are the same. However, it should be noted that the terminology should be replaced when the description of the motor control devices 3, 103, 203, and 303 is used for the description of the generator control device 403. Since such replacement is obvious to those skilled in the art and will not be described in detail, for example, a motor and an inverter should be replaced with a generator and a converter, respectively.

1 3相モータ
1b 3相発電機
1m 永久磁石
2 インバータ
2b コンバータ
3,103,203,303 モータ制御装置
4b 電圧出力部
5 電流センサ
22 3相2相座標変換部
23,70 磁束・トルク推定部
24 減算部
25 第1の磁束振幅指令演算部
26 磁束指令演算部
29 電圧指令演算部
30 2相3相座標変換部
31,50,60 第2の磁束振幅指令演算部
35 PI制御部
36 加算部
37 ベクトル生成部
40,41,42,43,44,71 曲線
51,61 振幅演算部
52,62 PI制御部
53,63 減算部
54,64 加算部
65 MTPAブロック
403 発電機制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3 phase motor 1b 3 phase generator 1m Permanent magnet 2 Inverter 2b Converter 3,103,203,303 Motor control apparatus 4b Voltage output part 5 Current sensor 22 3 phase 2 phase coordinate conversion part 23,70 Magnetic flux and torque estimation part 24 Subtraction unit 25 First magnetic flux amplitude command calculation unit 26 Magnetic flux command calculation unit 29 Voltage command calculation unit 30 Two-phase three-phase coordinate conversion unit 31, 50, 60 Second magnetic flux amplitude command calculation unit 35 PI control unit 36 Addition unit 37 Vector generator 40, 41, 42, 43, 44, 71 Curve 51, 61 Amplitude calculator 52, 62 PI controller 53, 63 Subtractor 54, 64 Adder 65 MTPA block 403 Generator controller

Claims (11)

3相モータの電機子鎖交磁束及びモータトルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、インバータによって前記3相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、
を備え、
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相モータの回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されており
前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記3相モータを流れる電流に基づいて前記第1の目標磁束を再導出し、推定された前記電機子鎖交磁束と再導出された前記第1の目標磁束とを用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅と再導出された前記第1の目標磁束との差がゼロに収束するように、前記第2の目標磁束を特定する、モータ制御装置。
A motor control device that applies a voltage vector to the three-phase motor by an inverter so that the armature interlinkage magnetic flux and the motor torque of the three-phase motor follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
With
The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit that specifies a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase motor or the estimated armature linkage magnetic flux;
When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase motor or the power loss generated in the three-phase motor is replaced with the first target magnetic flux instead of the second target magnetic flux. as below power loss generated by the current or the 3-phase motor through the 3-phase motor when the magnetic flux imparted to the magnetic flux command computation unit, the second magnetic flux amplitude command computation unit is configured,
The second magnetic flux amplitude command calculation unit re-derived the first target magnetic flux based on the current flowing through the three-phase motor, and re-derived the estimated first armature linkage magnetic flux. Using the target magnetic flux, the second target magnetic flux is specified such that the difference between the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux and the re-derived first target magnetic flux converges to zero. Motor control device.
3相モータの電機子鎖交磁束及びモータトルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、インバータによって前記3相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、A motor control device that applies a voltage vector to the three-phase motor by an inverter so that the armature interlinkage magnetic flux and the motor torque of the three-phase motor follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
を備え、With
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相モータの回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit that specifies a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase motor or the estimated armature linkage magnetic flux;
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されており、When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase motor or the power loss generated in the three-phase motor is replaced with the first target magnetic flux instead of the second target magnetic flux. The second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than a current flowing through the three-phase motor or a power loss generated in the three-phase motor when a magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit.
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときにおける推定される前記電機子鎖交磁束の振幅の前記第1の目標磁束からの乖離量が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときにおける推定される前記電機子鎖交磁束の振幅の前記第1の目標磁束からの乖離量に比べて縮小するように、前記モータ制御装置が構成されている、モータ制御装置。The amount of deviation from the first target magnetic flux of the amplitude of the armature linkage magnetic flux estimated when the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit is replaced with the second target magnetic flux. The motor control so as to reduce the amplitude of the armature linkage magnetic flux estimated when the first target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit as compared with the deviation amount from the first target magnetic flux. A motor control device in which the device is configured.
前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記回転数を用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅が前記第1の目標磁束に一致するように、前記第2の目標磁束を特定する請求項に記載のモータ制御装置。 The second magnetic flux amplitude command calculation unit identifies the second target magnetic flux using the rotation speed so that the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux matches the first target magnetic flux. The motor control device according to claim 2 . 前記第2の磁束振幅指令演算部は、推定された前記電機子鎖交磁束と前記第1の磁束振幅指令演算部で特定された前記第1の目標磁束とを用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅と前記第1の目標磁束との差がゼロに収束するように、前記第2の目標磁束を特定する請求項に記載のモータ制御装置。 The second magnetic flux amplitude command calculation unit uses the estimated armature linkage magnetic flux and the first target magnetic flux specified by the first magnetic flux amplitude command calculation unit to estimate the electric machine 3. The motor control device according to claim 2, wherein the second target magnetic flux is specified such that a difference between the amplitude of the interlinkage magnetic flux and the first target magnetic flux converges to zero. 3相モータの電機子鎖交磁束及びモータトルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、インバータによって前記3相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、A motor control device that applies a voltage vector to the three-phase motor by an inverter so that the armature interlinkage magnetic flux and the motor torque of the three-phase motor follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
を備え、With
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相モータの回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit that specifies a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase motor or the estimated armature linkage magnetic flux;
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相モータを流れる電流又は前記3相モータで発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されており、When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase motor or the power loss generated in the three-phase motor is replaced with the first target magnetic flux instead of the second target magnetic flux. The second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than a current flowing through the three-phase motor or a power loss generated in the three-phase motor when a magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit.
推定される前記電機子鎖交磁束の振幅が前記第2の目標磁束よりも大きくなりかつ前記第1の目標磁束よりも小さくなるように前記モータ制御装置が構成されている、モータ制御装置。The motor control device, wherein the motor control device is configured such that the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux is larger than the second target magnetic flux and smaller than the first target magnetic flux.
前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記第1の目標磁束よりも小さい前記第2の目標磁束を特定する請求項1〜5のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to any one of claims 1 to 5, wherein the second magnetic flux amplitude command calculation unit specifies the second target magnetic flux that is smaller than the first target magnetic flux. 前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記回転数が大きければ大きいほど前記第1の目標磁束と前記第2の目標磁束との差が増加するように、前記第2の目標磁束を特定する請求項1〜6のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 The second magnetic flux amplitude command calculation unit specifies the second target magnetic flux so that the difference between the first target magnetic flux and the second target magnetic flux increases as the rotational speed increases. The motor control apparatus of any one of Claims 1-6 . 推定された前記電機子鎖交磁束及び前記3相モータを流れる電流に基づいて、前記モータトルクを推定し、前記3相モータを流れる電流及び前記回転数に基づいて、推定された前記モータトルクを補正する、トルク推定部をさらに備えた、請求項1〜のいずれか1項に記載のモータ制御装置。 The motor torque is estimated based on the estimated armature flux linkage and the current flowing through the three-phase motor, and the estimated motor torque is calculated based on the current flowing through the three-phase motor and the rotational speed. correction to, further comprising a torque estimation unit, the motor control apparatus according to any one of claims 1-7. 3相発電機の電機子鎖交磁束及び発電機トルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、コンバータによって前記3相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御装置であって、
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、
を備え、
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相発電機の回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されており、
前記第2の磁束振幅指令演算部は、前記3相発電機を流れる電流に基づいて前記第1の目標磁束を再導出し、推定された前記電機子鎖交磁束と再導出された前記第1の目標磁束とを用いて、推定された前記電機子鎖交磁束の振幅と再導出された前記第1の目標磁束との差がゼロに収束するように、前記第2の目標磁束を特定する、発電機制御装置。
A generator control device that applies a voltage vector to the three-phase generator by a converter so that an armature interlinkage magnetic flux and a generator torque of the three-phase generator follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
With
The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase generator or the estimated armature linkage flux;
When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator is replaced with the first target magnetic flux instead of the first target magnetic flux. The second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator when the target magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit. and,
The second magnetic flux amplitude command calculation unit re-derived the first target magnetic flux based on the current flowing through the three-phase generator, and re-derived the estimated armature flux linkage. The second target magnetic flux is specified so that the difference between the estimated amplitude of the armature linkage flux and the re-derived first target magnetic flux converges to zero using the target magnetic flux of , Generator control device.
3相発電機の電機子鎖交磁束及び発電機トルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、コンバータによって前記3相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御装置であって、A generator control device that applies a voltage vector to the three-phase generator by a converter so that an armature interlinkage magnetic flux and a generator torque of the three-phase generator follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
を備え、With
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相発電機の回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase generator or the estimated armature linkage flux;
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されており、When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator is replaced with the first target magnetic flux instead of the first target magnetic flux. The second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator when the target magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit. And
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときにおける推定される前記電機子鎖交磁束の振幅の前記第1の目標磁束からの乖離量が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときにおける推定される前記電機子鎖交磁束の振幅の前記第1の目標磁束からの乖離量に比べて縮小するように、前記発電機制御装置が構成されている、発電機制御装置。The amount of deviation from the first target magnetic flux of the amplitude of the armature linkage magnetic flux estimated when the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit is replaced with the second target magnetic flux. The generator so that the amplitude of the armature linkage magnetic flux estimated when the first target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit is reduced as compared with a deviation amount from the first target magnetic flux. A generator control device in which the control device is configured.
3相発電機の電機子鎖交磁束及び発電機トルクがそれぞれ目標磁束及び目標トルクに追従するように、コンバータによって前記3相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御装置であって、A generator control device that applies a voltage vector to the three-phase generator by a converter so that an armature interlinkage magnetic flux and a generator torque of the three-phase generator follow the target magnetic flux and the target torque, respectively.
前記目標磁束を特定する磁束振幅指令演算部と、A magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying the target magnetic flux;
前記目標磁束と、推定された前記電機子鎖交磁束の位相とに基づいて、目標磁束ベクトルを特定する磁束指令演算部と、A magnetic flux command calculation unit that identifies a target magnetic flux vector based on the target magnetic flux and the estimated phase of the armature linkage flux;
前記目標磁束ベクトルと、推定された前記電機子鎖交磁束との差から、前記電圧ベクトルを特定する電圧指令演算部と、From the difference between the target magnetic flux vector and the estimated armature flux linkage, a voltage command calculation unit that identifies the voltage vector;
を備え、With
前記磁束振幅指令演算部は、(i)前記目標トルクから前記目標磁束としての第1の目標磁束を特定する第1の磁束振幅指令演算部と、(ii)前記第1の目標磁束と、前記3相発電機の回転数又は推定された前記電機子鎖交磁束とから、前記磁束指令演算部に与えるべき第2の目標磁束を特定する第2の磁束振幅指令演算部とを有し、The magnetic flux amplitude command calculation unit includes (i) a first magnetic flux amplitude command calculation unit that identifies a first target magnetic flux as the target magnetic flux from the target torque, (ii) the first target magnetic flux, A second magnetic flux amplitude command calculation unit for specifying a second target magnetic flux to be given to the magnetic flux command calculation unit from the rotation speed of the three-phase generator or the estimated armature linkage flux;
前記第2の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失が、前記第2の目標磁束に代えて前記第1の目標磁束を前記磁束指令演算部に与えたときに前記3相発電機を流れる電流又は前記3相発電機で発生する電力損失を下回るように、前記第2の磁束振幅指令演算部が構成されており、When the second target magnetic flux is given to the magnetic flux command calculation unit, the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator is replaced with the first target magnetic flux instead of the first target magnetic flux. The second magnetic flux amplitude command calculation unit is configured to be less than the current flowing through the three-phase generator or the power loss generated in the three-phase generator when the target magnetic flux is applied to the magnetic flux command calculation unit. And
推定される前記電機子鎖交磁束の振幅が前記第2の目標磁束よりも大きくなりかつ前記第1の目標磁束よりも小さくなるように前記発電機制御装置が構成されている、発電機制御装置。The generator control device is configured such that the estimated amplitude of the armature linkage magnetic flux is larger than the second target magnetic flux and smaller than the first target magnetic flux. .
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