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JP6177623B2 - Synchronous motor controller - Google Patents

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JP6177623B2 JP2013166681A JP2013166681A JP6177623B2 JP 6177623 B2 JP6177623 B2 JP 6177623B2 JP 2013166681 A JP2013166681 A JP 2013166681A JP 2013166681 A JP2013166681 A JP 2013166681A JP 6177623 B2 JP6177623 B2 JP 6177623B2
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、同期電動機の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for a synchronous motor.

同期電動機の制御方法として、電動機の磁極方向にとられるd軸とこれに直行するq軸とに流れる電流をそれぞれ独立に調整して制御するベクトル制御がある。また、電流制御は比例積分方式で制御を行なうのが、一般的である。   As a method for controlling the synchronous motor, there is a vector control in which the currents flowing through the d-axis taken in the magnetic pole direction of the motor and the q-axis orthogonal thereto are independently adjusted and controlled. In general, the current control is performed by a proportional integration method.

リラクタンストルクを利用する同期電動機では、同期電動機制御装置より印加する電流に対して、インダクタンスが変化するため、同期電動機の速度に対する駆動電圧は非線形特性となる。このとき、同期電動機制御装置の電源電圧が低下した場合などは、電圧飽和により、図2に示す同期電動機のトルク−速度特性のように出力トルクが急激に低下する。また、電圧飽和となると、同期電動機の電流制御特性が悪化し、急激な回転速度の落ち込みやトルクリプルが発生するなどの問題がある。   In a synchronous motor that uses reluctance torque, the inductance changes with respect to the current applied from the synchronous motor control device, so the drive voltage with respect to the speed of the synchronous motor has a non-linear characteristic. At this time, when the power supply voltage of the synchronous motor control device is lowered, the output torque is drastically lowered due to voltage saturation as in the torque-speed characteristic of the synchronous motor shown in FIG. Further, when the voltage is saturated, the current control characteristics of the synchronous motor are deteriorated, and there are problems such as a sudden drop in the rotational speed and torque ripple.

本技術分野の背景技術として、特開2010−81743号公報(特許文献1)がある。この公報では、電圧飽和による同期電動機の出力トルク低下の解決策として、同期電動機の回転速度を入力した重み関数をq軸電流指令、d軸電流指令に乗じている。   As a background art in this technical field, there is JP 2010-81743 A (Patent Document 1). In this publication, as a solution for a reduction in output torque of a synchronous motor due to voltage saturation, a q-axis current command and a d-axis current command are multiplied by a weighting function that inputs the rotational speed of the synchronous motor.

また、特開2011−72190号公報(特許文献2)がある。この公報では、比例積分制御に電流指令のフィードフォワード項を付加した電流制御部において、電圧飽和を監視し、電圧飽和が発生すると、電流制御部の積分項の出力を徐々に絞り、比例項とフィードフォワード項のみでの制御に切替え、電圧制御方式とすることで、同期電動機の出力トルクの低下を抑制している。   Moreover, there exists Unexamined-Japanese-Patent No. 2011-72190 (patent document 2). In this publication, voltage saturation is monitored in a current control unit in which a feedforward term of a current command is added to proportional integral control, and when voltage saturation occurs, the output of the integral term of the current control unit is gradually reduced to By switching to control using only the feedforward term and adopting the voltage control method, a decrease in the output torque of the synchronous motor is suppressed.

特開2010−81743号公報JP 2010-81743 A 特開2011−72190号公報JP 2011-72190 A

電圧飽和による同期電動機の出力トルク低下の解決策として、特許文献1では、重み関数をq軸電流指令、d軸電流指令に乗じているが、この重み関数は、複雑であり、容易に設計することが困難であった。また、特許文献2では、電流制御系に電圧飽和監視処理とフィードフォワード項を追加する必要があり、一般的な比例積分方式の電流制御系を使用する場合には、適用できない。   As a solution to the output torque reduction of the synchronous motor due to voltage saturation, in Patent Document 1, the weight function is multiplied by the q-axis current command and the d-axis current command. However, this weight function is complicated and is easily designed. It was difficult. In Patent Document 2, it is necessary to add a voltage saturation monitoring process and a feed-forward term to the current control system, and this is not applicable when a general proportional-integral current control system is used.

同期電動機制御装置の電源電圧が低下した場合でも、比例積分方式の電流制御系を使用して、簡単な方式で、電圧飽和せず同期電動機の急激な出力トルクの低下を抑制することが望まれる。   Even when the power supply voltage of the synchronous motor control device is lowered, it is desirable to use a proportional-integral current control system to suppress a sudden drop in output torque of the synchronous motor without voltage saturation using a simple method. .

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、速度制御部が出力するq軸電流指令値を制限する電流指令リミット処理部を設け、インバータ回路に印加される直流電圧値と、同期電動機の速度検出値とをパラメータとして導出した電流指令リミット値により、q軸電流指令値を制限する。   In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted. The present application includes a plurality of means for solving the above-described problems. For example, a current command limit processing unit that limits the q-axis current command value output from the speed control unit is provided and applied to the inverter circuit. The q-axis current command value is limited by a current command limit value derived using the DC voltage value and the speed detection value of the synchronous motor as parameters.

本発明の一側面によれば、同期電動機制御装置の電源電圧が低下した場合でも、電圧飽和せず、同期電動機の急激な出力トルク低下を防止することができる。   According to one aspect of the present invention, even when the power supply voltage of the synchronous motor control device is lowered, the voltage is not saturated, and a sudden output torque drop of the synchronous motor can be prevented.

本発明を適用した実施例1の同期電動機制御装置の構成図である。It is a block diagram of the synchronous motor control apparatus of Example 1 to which this invention is applied. リラクタンストルクを利用した電動機のトルク−速度特性の例である。It is an example of the torque-speed characteristic of the electric motor using a reluctance torque. 電流リミット値生成処理部の出力するq軸電流リミット値と速度特性の例である。It is an example of the q-axis current limit value and speed characteristic which a current limit value generation process part outputs. 実施例1のリラクタンストルクを利用した電動機のトルク−速度特性の例である。It is an example of the torque-speed characteristic of the electric motor using the reluctance torque of Example 1. 本発明を適用した実施例2の同期電動機制御装置の構成図である。It is a block diagram of the synchronous motor control apparatus of Example 2 to which this invention is applied. 実施例2のリラクタンストルクを利用した電動機のトルク−速度特性の例である。It is an example of the torque-speed characteristic of the electric motor using the reluctance torque of Example 2.

以下、実施例を図面を用いて説明する。   Hereinafter, examples will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第一の実施例である同期電動機の制御装置の基本構成を示すブロック構成図である。1は同期電動機、2は同期電動機1の回転子位置θmを検出する位置検出器、3は同期電動機1に対して3相電圧指令vu、vv、vwを印加するインバータ回路、4は三相電源、5は前記三相電源を入力としインバータ回路2に対して直流電圧Vdcを印加するコンバータ回路、6は前述の回転子位置θmから速度検出値Nmを演算する速度検出演算部、7は速度指令値Nrefと前記速度検出値Nmとの偏差を演算する減算器、8は減算器7の出力を基にq軸電流指令値iqrefを演算する速度制御部、9は電流リミット値生成処理部であり、コンバータ回路5が出力するVdcの値と速度検出演算部6の出力Nmと電流リミット値生成のためのパラメータである、電動機最高速度Nmax、q軸直流指令値最大値iq_max、基準電圧vdco、基準折れ点速度spd_red、基準折れ点q軸電流指令値iq_red、電圧降下レベルvdc_red、電圧降下時折れ点速度spd_red1、電圧降下時折れ点q軸電流指令値iq_red1を入力としてq軸電流指令値リミット値iq_lim_outを出力する。また、10は前述のq軸電流指令値リミット値iq_lim_outにより速度制御部8の出力であるq軸電流指令値iqrefを制限し、q軸電流指令値iqref_outを出力する電流指令リミット処理部、11は前記q軸電流指令値iqref_outを基に起磁力相差角βに従ってd軸電流指令値idref_outを出力するd軸電流指令生成部、12は前記q軸電流指令値iqref_outを基にq軸電圧指令値vqrefを演算するq軸電流制御部、13は前記d軸電流指令値idref_outを基にd軸電圧指令値vdrefを演算するd軸電流制御部、14はq軸電流制御部12とd軸電流制御部13が出力する二相指令電圧vqref、vdrefを前記インバータ回路3への入力である3相指令値vuref、vvref、vwrefへと変換する三相変換部である。   FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a synchronous motor control apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1 is a synchronous motor, 2 is a position detector that detects the rotor position θm of the synchronous motor 1, 3 is an inverter circuit that applies three-phase voltage commands vu, vv, and vw to the synchronous motor 1, and 4 is a three-phase power source. 5 is a converter circuit that receives the three-phase power supply and applies a DC voltage Vdc to the inverter circuit 2, 6 is a speed detection calculation unit that calculates a speed detection value Nm from the rotor position θm, and 7 is a speed command. A subtractor that calculates the deviation between the value Nref and the speed detection value Nm, 8 is a speed control unit that calculates the q-axis current command value iqref based on the output of the subtractor 7, and 9 is a current limit value generation processing unit. , The Vdc value output from the converter circuit 5, the output Nm of the speed detection calculation unit 6, the parameters for generating the current limit value, the motor maximum speed Nmax, the q-axis DC command value maximum value iq_max, the reference voltage vdco, the reference Break point speed spd_red, reference break point q-axis current command value i q_red, voltage drop level vdc_red, voltage drop breakpoint speed spd_red1, voltage drop breakpoint q-axis current command value iq_red1 are input, and q-axis current command value limit value iq_lim_out is output. Further, 10 is a current command limit processing unit that limits the q-axis current command value iqref that is the output of the speed control unit 8 by the q-axis current command value limit value iq_lim_out, and outputs the q-axis current command value iqref_out. A d-axis current command generation unit for outputting a d-axis current command value idref_out according to the magnetomotive force phase difference angle β based on the q-axis current command value iqref_out, and 12 a q-axis voltage command value vqref based on the q-axis current command value iqref_out Q-axis current control unit 13 for calculating d-axis current control unit 13 for calculating d-axis voltage command value vdref based on d-axis current command value idref_out, 14 for q-axis current control unit 12 and d-axis current control unit 13 is a three-phase conversion unit that converts the two-phase command voltages vqref and vdref output from 13 into three-phase command values vuref, vvref, and vwref that are inputs to the inverter circuit 3.

ここで、本実施例の特徴的な部分である電流リミット値生成処理部9について詳しく説明する。図2は、トルク−速度特性を示している。図2において、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcの低下を考慮しない場合における(ここではVdc=270[V]固定とする)、リラクタンストルクを利用する同期電動機1の設計上のトルク−速度特性を一点鎖線で示す。最高速度Nmaxで負荷トルクを上げていくと、あるトルクから速度が綺麗な線形特性に近い特性をもって低下していく。また、このときの直流電圧Vdc(=270[V])を基準電圧と呼ぶことにする。   Here, the current limit value generation processing unit 9 which is a characteristic part of the present embodiment will be described in detail. FIG. 2 shows the torque-speed characteristics. In FIG. 2, when the reduction of the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 is not taken into consideration (here, Vdc = 270 [V] is fixed), the designed torque-speed characteristic of the synchronous motor 1 using the reluctance torque is shown. Is shown by a one-dot chain line. When the load torque is increased at the maximum speed Nmax, the speed decreases from a certain torque with characteristics close to a linear characteristic. Further, the DC voltage Vdc (= 270 [V]) at this time is referred to as a reference voltage.

しかし、直流電圧Vdcが低くなった場合(Vdc<270[V]の場合)は、q軸電流制御部12もしくはd軸電流制御部13で電圧飽和が発生し、図2の実線のように電圧飽和開始点から非線形特性で速度が低下する。   However, when the DC voltage Vdc becomes low (when Vdc <270 [V]), voltage saturation occurs in the q-axis current control unit 12 or the d-axis current control unit 13, and the voltage is as shown by the solid line in FIG. Speed decreases due to nonlinear characteristics from the saturation start point.

電流リミット値生成処理部9では、三相電源4の電源容量などに起因するコンバータ回路の直流電圧Vdcの低下により、q軸電流制御部12もしくはd軸電流制御部13で電圧飽和が発生することで、同期電動機の急激なトルク低下が発生しないように、電流指令の制限値(q軸電流リミット値)を導出する。このようなq軸電流リミット値を、電流リミット値生成処理部9では以下の原理で導出している。   In the current limit value generation processing unit 9, voltage saturation occurs in the q-axis current control unit 12 or the d-axis current control unit 13 due to a decrease in the DC voltage Vdc of the converter circuit caused by the power supply capacity of the three-phase power supply 4. Thus, a current command limit value (q-axis current limit value) is derived so that a sudden torque drop of the synchronous motor does not occur. Such a q-axis current limit value is derived by the current limit value generation processing unit 9 according to the following principle.

電流リミット値生成処理部9では、直流電圧Vdcと電動機速度Nmに従って、q軸電流リミット値を導出する。具体的には、図3のq軸電流リミット値と速度との関係特性において、直流電圧が基準電圧の場合(ここではVdc=270[V])のq軸電流リミット値−速度特性を基準としたとき(図3の一点鎖線で示した特性)、直流電圧が基準電圧より低い場合(Vdc=Vdc_1,Vdc<270[V])は、高速域でのq軸電流リミット値を小さくしている(q軸電流リミット値−速度特性波形の右肩部分が、基準に対して左下に下がった形となる、図3の実線で示した特性)。一方、直流電圧が基準電圧より高い場合(Vdc=Vdc_2,Vdc>270[V])は、高速域でのq軸電流リミット値を大きくしている(q軸電流リミット値−速度特性波形の右肩部分が、基準に対して右上に上がった形となる、図3の破線で示した特性)。   The current limit value generation processing unit 9 derives a q-axis current limit value according to the DC voltage Vdc and the motor speed Nm. Specifically, in the relational characteristic between the q-axis current limit value and speed in FIG. 3, when the DC voltage is the reference voltage (here, Vdc = 270 [V]), the q-axis current limit value-speed characteristic is used as a reference. When the DC voltage is lower than the reference voltage (Vdc = Vdc_1, Vdc <270 [V]), the q-axis current limit value in the high speed range is reduced. (Characteristic indicated by a solid line in FIG. 3 in which the right shoulder portion of the q-axis current limit value-speed characteristic waveform is lowered to the lower left with respect to the reference). On the other hand, when the DC voltage is higher than the reference voltage (Vdc = Vdc_2, Vdc> 270 [V]), the q-axis current limit value in the high-speed range is increased (q-axis current limit value-right of the speed characteristic waveform). (The characteristic shown by the broken line in FIG. 3 in which the shoulder portion is in the shape of rising to the upper right with respect to the reference).

次に、電流リミット値生成処理部9での具体的なq軸電流リミット値iq_lim_outの導出方法を、数式を用いて説明する。   Next, a specific method for deriving the q-axis current limit value iq_lim_out in the current limit value generation processing unit 9 will be described using mathematical expressions.

電流リミット値生成処理部9では、電動機速度Nmに従って、式(1)、もしくは式(2)でq軸電流リミット値iq_lim_outを導出する。また、iq_lim_outの値が負の値となった場合は、iq_lim_out=0とする。
In the current limit value generation processing unit 9, the q-axis current limit value iq_lim_out is derived by the equation (1) or the equation (2) according to the motor speed Nm. Also, if the value of iq_lim_out becomes a negative value, iq_lim_out = 0.

iq_lim_out=iq_max
…Nm < Nm_cnt_redの場合 …(1)
iq_lim_out=-iq_lim_red_gain×(Nm- Nm_cnt_red)+iq_max
…Nm ≧ Nm_cnt_redの場合 …(2)
ここで、Nm:電動機速度
iq_max:同期電動機のq軸電流指令値最大値
Nm_cnt_red:q軸電流リミット値減衰開始速度
iq_lim_red_gain:q軸電流リミット値減衰ゲイン
iq_lim_out = iq_max
… Nm <Nm_cnt_red… (1)
iq_lim_out = -iq_lim_red_gain x (Nm- Nm_cnt_red) + iq_max
… Nm ≧ Nm_cnt_red… (2)
Where Nm: motor speed
iq_max: Maximum value of q-axis current command value for synchronous motor
Nm_cnt_red: q-axis current limit value decay start speed
iq_lim_red_gain: q-axis current limit value attenuation gain

式(1)、式(2)の選択を行なう電動機速度Nmの閾値であるq軸電流リミット値減衰開始速度Nm_cnt_redは、以下の式(3)で導出する。
The q-axis current limit value attenuation start speed Nm_cnt_red, which is a threshold value of the motor speed Nm for selecting the expressions (1) and (2), is derived by the following expression (3).

Nm_cnt_red=-Nm_cnt_red_gain×(Vdco-Vdc)+spd_red …(3)
ここで、Nm_cnt_red_gain:q軸電流リミット値減衰開始速度導出ゲイン
Vdco:基準電圧
Vdc:現在のコンバータ回路出力(直流電圧)
spd_red:基準折れ点速度(コンバータ回路出力(直流電圧)=基準電圧、でのq軸電流リミット値減衰開始速度)(図3のq軸電流リミット値−速度特性において、q軸電流リミット値が減衰し始める速度であり、折れ点とは特性が変化する点を意図している。図3中のspd_red参照)。
Nm_cnt_red = -Nm_cnt_red_gain × (Vdco-Vdc) + spd_red (3)
Where Nm_cnt_red_gain: q-axis current limit value decay start speed derivation gain
Vdco: Reference voltage
Vdc: Current converter circuit output (DC voltage)
spd_red: Reference breakpoint speed (converter circuit output (DC voltage) = reference voltage, q-axis current limit value decay start speed) (q-axis current limit value-speed characteristics in Fig. 3, q-axis current limit value is attenuated) The break point is intended to be a point at which the characteristics change (see spd_red in FIG. 3).

また、q軸電流リミット値減衰開始速度導出ゲインNm_cnt_red_gainは、以下の式(4)で導出する。直流電圧降下レベルvdc_redには、コンバータ回路の出力Vdcが基準電圧から低下したときの電圧を設定し、Vdc=vdc_redのときの折れ点速度をspd_red1に設定する。
The q-axis current limit value attenuation start speed deriving gain Nm_cnt_red_gain is derived by the following equation (4). For the DC voltage drop level vdc_red, the voltage when the output Vdc of the converter circuit drops from the reference voltage is set, and the breakpoint speed when Vdc = vdc_red is set to spd_red1.

Nm_cnt_red_gain=(spd_red-spd_red1)/(Vdco-vdc_red) …(4)
ここで、vdc_red:直流電圧降下レベル
spd_red1:直流電圧降下時折れ点速度(コンバータ回路の出力Vdcが基準電圧から低下したときの電圧における、q軸電流リミット値が降下し始める速度、図3中のspd_red1参照)。
Nm_cnt_red_gain = (spd_red-spd_red1) / (Vdco-vdc_red) (4)
Where vdc_red: DC voltage drop level
spd_red1: Fluctuation speed at the time of DC voltage drop (speed at which the q-axis current limit value starts to drop at the voltage when the output Vdc of the converter circuit drops from the reference voltage, see spd_red1 in FIG. 3).

式(2)におけるq軸電流リミット値減衰ゲインiq_lim_red_gainは、以下の式(5)で導出する。
The q-axis current limit value attenuation gain iq_lim_red_gain in the equation (2) is derived by the following equation (5).

iq_lim_red_gain=(iq_max-iq_nmax)/(Nmax-Nm_cnt_red) …(5)
ここで、iq_nmax:最高速度でのq軸電流指令値最大値
Nmax :電動機最高速度
iq_lim_red_gain = (iq_max-iq_nmax) / (Nmax-Nm_cnt_red) (5)
Where iq_nmax: Maximum q-axis current command value at the maximum speed
Nmax: Maximum motor speed

また、最高速度でのq軸電流指令値最大値iq_nmaxは、以下の式(6)で導出する。   Further, the q-axis current command value maximum value iq_nmax at the maximum speed is derived by the following equation (6).

iq_nmax=-iq_nmax_gain×(Vdco-Vdc)+iq_red …(6)
ここで、iq_nmax_gain:最高速度でのq軸電流指令値最大値導出ゲイン
iq_red:基準折れ点q軸電流指令値(コンバータ回路出力(直流電圧)=基準電圧、での最高速度Nmax時のq軸電流指令値最大値、図3中のiq_red参照)。
iq_nmax = -iq_nmax_gain x (Vdco-Vdc) + iq_red (6)
Where iq_nmax_gain: q-axis current command value maximum value derivation gain at maximum speed
iq_red: Reference break point q-axis current command value (converter circuit output (DC voltage) = reference voltage, q-axis current command value maximum value at maximum speed Nmax, see iq_red in FIG. 3).

最高速度でのq軸電流指令値最大値導出ゲインiq_nmax_gainは、以下の式(7)で導出する。
The q-axis current command value maximum value derivation gain iq_nmax_gain at the maximum speed is derived by the following equation (7).

iq_nmax_gain=(iq_max-iq_red1)/(Vdco-vdc_red) …(7)
ここで、iq_red1:直流電圧降下時折れ点q軸電流指令値(コンバータ回路の出力Vdcが基準電圧から低下したときの電圧における、最高速度Nmax時のq軸電流指令値最大値、図3中のiq_red1参照)。
iq_nmax_gain = (iq_max-iq_red1) / (Vdco-vdc_red) (7)
Where iq_red1: DC voltage drop break point q-axis current command value (maximum q-axis current command value at maximum speed Nmax in the voltage when converter circuit output Vdc drops from the reference voltage, in FIG. see iq_red1).

以上のように、コンバータ回路の出力、すなわちインバータ回路に印加される直流電圧値Vdcが電圧降下時、すなわち、基準電圧より低い任意の電圧での、q軸電流制御部とd軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、同期電動機の速度最大Nmaxでのq軸電流指令値最大値iq_red1と、q軸電流指令値最大状態iq_maxで同期電動機を駆動できる最高速度spd_red1とを事前に入力しておき、既知の、例えば、基準電圧での、同期電動機の速度最大Nmaxでのq軸電流指令値最大値iq_redと、q軸電流指令値最大状態iq_maxで同期電動機を駆動できる最高速度spd_redの値を基に、インバータ回路に印加される直流電圧値Vdcと、同期電動機の速度検出値Nmとをパラメータとして、Vdc電圧上昇時または降下時のq軸電流リミット値を導出する。   As described above, when the output of the converter circuit, that is, the DC voltage value Vdc applied to the inverter circuit is dropped, that is, at any voltage lower than the reference voltage, the q-axis current control unit and the d-axis current control unit Enter the maximum q-axis current command value iq_red1 at the maximum speed Nmax of the synchronous motor and the maximum speed spd_red1 at which the synchronous motor can be driven at the maximum q-axis current command value iq_max without voltage saturation. The known values of the maximum speed spd_red at which the synchronous motor can be driven with the maximum q-axis current command value iq_red at the maximum speed Nmax of the synchronous motor and the maximum q-axis current command value state iq_max, for example, at a reference voltage Based on the above, the q-axis current limit value when the Vdc voltage rises or falls is derived using the DC voltage value Vdc applied to the inverter circuit and the speed detection value Nm of the synchronous motor as parameters.

言い換えれば、事前に入力された、基準電圧を含む任意の2つの電圧での、q軸電流制御部とd軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、同期電動機の速度最大Nmaxでのq軸電流指令値最大値2つの値と、q軸電流指令値最大状態iq_maxで同期電動機を駆動できる最高速度2つの値とを用いて、インバータ回路に印加される直流電圧値Vdcと、同期電動機の速度検出値Nmとをパラメータとして、q軸電流リミット値を導出する。   In other words, at the maximum speed Nmax of the synchronous motor under the condition that the voltage saturation does not occur in the q-axis current control unit and the d-axis current control unit at any two voltages including the reference voltage inputted in advance. The DC voltage value Vdc applied to the inverter circuit using the two q-axis current command value maximum values and the two maximum speed values at which the synchronous motor can be driven in the q-axis current command maximum state iq_max, and the synchronous motor The q-axis current limit value is derived using the detected velocity value Nm of the parameter as a parameter.

このようにして求めた電流指令リミット値をもとに、電流指令リミット処理部10が行う処理について次に説明する。電流指令リミット処理部10では、以下の式(8)、式(9)のようにq軸電流リミット値iq_lim_outに従って、速度制御部の出力であるiqrefに制限処理を施し、その結果をiqref_outとして出力する。
A process performed by the current command limit processing unit 10 based on the current command limit value thus obtained will be described next. The current command limit processing unit 10 performs a limit process on the iqref, which is the output of the speed control unit, according to the q-axis current limit value iq_lim_out as shown in the following equations (8) and (9), and outputs the result as iqref_out To do.

iq_ref_out=iqref
…|iqref|<iq_lim_outの場合 …(8)
iq_ref_out=-sign(iqref)×iq_lim_out
…|iqref|≧iq_lim_outの場合 …(9)
ここで、sign(iqref):iqrefの符号
iq_ref_out = iqref
… | Iqref | <If iq_lim_out… (8)
iq_ref_out = -sign (iqref) × iq_lim_out
… | Iqref | ≧ iq_lim_out… (9)
Where sign (iqref): sign of iqref

以上のように、電流リミット値生成処理部9で導出したq軸電流リミット値iq_lim_outに従って電流指令リミット処理を施すことで、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcが低下した場合でも、q軸電流制御部12もしくはd軸電流制御部13で電圧飽和が発生することがない。すなわち、図4のトルク−速度特性において、直流電圧が基準電圧より低い任意の電圧(Vdc<270[V])であっても、実線のように、最高速度Nmaxで負荷トルクを上げていくと、あるトルクから速度が線形特性に近い特性をもって低下していく特性となり、急激なトルク低下のないトルク−速度特性を得ることが出来る。   As described above, the q-axis current control is performed even when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 is reduced by performing the current command limit process according to the q-axis current limit value iq_lim_out derived by the current limit value generation processing unit 9. No voltage saturation occurs in the unit 12 or the d-axis current control unit 13. That is, in the torque-speed characteristic of FIG. 4, even if the DC voltage is an arbitrary voltage lower than the reference voltage (Vdc <270 [V]), as shown by the solid line, the load torque is increased at the maximum speed Nmax. Thus, the speed decreases from a certain torque with a characteristic close to a linear characteristic, and a torque-speed characteristic without a sudden torque decrease can be obtained.

実施例1では、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcの電圧降下時の折れ点速度、折れ点q軸電流指令値を指定して、Vdc電圧上昇時、降下時のq軸電流リミット値を導出していた。   In the first embodiment, the break speed and the q-axis current command value when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 drops are specified, and the q-axis current limit value when the Vdc voltage rises and falls is derived. Was.

本実施例では、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcが電圧降下した時の値とは別に、直流電圧Vdcが上昇したときの折れ点速度、折れ点q軸電流指令値も指定することができる同期電動機制御装置の例を説明する。   In this embodiment, apart from the value when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 drops, the break point speed and the break point q-axis current command value when the DC voltage Vdc rises can also be specified. An example of the synchronous motor control device will be described.

図5は、本実施例における同期電動機制御装置を示す構成図の例である。図5において、15は電流リミット値生成処理部であり、その他は、既に説明した図1に示された符号と同一の符号を付された構成であり、図1と同一の機能を有するので、説明は省略する。   FIG. 5 is an example of a configuration diagram illustrating the synchronous motor control device according to the present embodiment. In FIG. 5, reference numeral 15 denotes a current limit value generation processing unit, and the other components have the same reference numerals as those shown in FIG. 1 and have the same functions as those in FIG. Description is omitted.

電流リミット値生成処理部15は、実施例1での電流リミット値生成処理部9での入力に加えて、さらに、直流電圧上昇レベルvdc_amp、電圧上昇時折れ点速度spd_amp1、電圧上昇時折れ点q軸電流指令値iq_amp1を入力としてq軸電流指令値リミット値iq_lim_outを出力する。   In addition to the input in the current limit value generation processing unit 9 in the first embodiment, the current limit value generation processing unit 15 further includes a DC voltage increase level vdc_amp, a voltage increase break speed spd_amp1, and a voltage increase break point q. The axis current command value iq_amp1 is input and the q axis current command value limit value iq_lim_out is output.

以下、電流リミット値生成処理部15について詳しく説明する。電流リミット値生成処理部15では、以下の式のように、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcが電圧降下した時とは別に、直流電圧Vdcが上昇したときの折れ点速度、折れ点q軸電流指令値を指定することができるので、実施例1よりも微調整可能な電流リミットパターンを設定できる。   Hereinafter, the current limit value generation processing unit 15 will be described in detail. In the current limit value generation processing unit 15, as shown in the following equation, the breakpoint speed and the breakpoint q-axis when the DC voltage Vdc rises separately from when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 drops. Since the current command value can be specified, a current limit pattern that can be finely adjusted as compared with the first embodiment can be set.

電流リミット値生成処理部15では、電動機速度Nmに従って、式(10)〜(13)で、q軸電流リミット値iq_lim_outを導出する。また、iq_lim_outの値が負の値となった場合は、iq_lim_out=0とする。
The current limit value generation processing unit 15 derives the q-axis current limit value iq_lim_out by the equations (10) to (13) according to the motor speed Nm. Also, if the value of iq_lim_out becomes a negative value, iq_lim_out = 0.

iq_lim_out=iq_max
…Vdc < Vdco、かつ、Nm < Nm_cnt_redの場合…(10)
iq_lim_out=-iq_lim_red_gain×(Nm-Nm_cnt_red)+iq_max
…Vdc < Vdco、かつ、Nm ≧ Nm_cnt_redの場合…(11)
iq_lim_out=iq_max
…Vdc ≧ Vdco、かつ、Nm < Nm_cnt_ampの場合…(12)
iq_lim_out=-iq_lim_amp_gain×(Nm-Nm_cnt_amp)+iq_max
…Vdc ≧ Vdco、かつ、Nm ≧ Nm_cnt_ampの場合…(13)
ここで、Nm:電動機速度
iq_max:同期電動機のq軸電流指令値最大値
Vdco:基準電圧
Nm_cnt_red:電圧降下時のq軸電流リミット値減衰開始速度
iq_lim_red_gain:電圧降下時のq軸電流リミット値減衰ゲイン
Nm_cnt_amp:電圧上昇時のq軸電流リミット値減衰開始速度
iq_lim_amp_gain:電圧上昇時のq軸電流リミット値減衰ゲイン
iq_lim_out = iq_max
... when Vdc <Vdco and Nm <Nm_cnt_red ... (10)
iq_lim_out = -iq_lim_red_gain x (Nm-Nm_cnt_red) + iq_max
... When Vdc <Vdco and Nm ≥ Nm_cnt_red ... (11)
iq_lim_out = iq_max
... When Vdc ≥ Vdco and Nm <Nm_cnt_amp ... (12)
iq_lim_out = -iq_lim_amp_gain x (Nm-Nm_cnt_amp) + iq_max
… When Vdc ≧ Vdco and Nm ≧ Nm_cnt_amp… (13)
Where Nm: motor speed
iq_max: Maximum value of q-axis current command value for synchronous motor
Vdco: Reference voltage
Nm_cnt_red: q-axis current limit value decay start speed during voltage drop
iq_lim_red_gain: q-axis current limit value attenuation gain during voltage drop
Nm_cnt_amp: q-axis current limit value decay start speed when the voltage rises
iq_lim_amp_gain: q-axis current limit value attenuation gain when voltage rises

式(10)、(11)は、それぞれ実施例1の式(1)、式(2)と同様であるため、説明を省略する。式(12)、(13)は、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcが上昇した場合の、q軸電流リミット値の導出式である。   Since the expressions (10) and (11) are the same as the expressions (1) and (2) of the first embodiment, respectively, the description is omitted. Equations (12) and (13) are derivation equations for the q-axis current limit value when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 increases.

式(12)、(13)の選択を行なう電動機速度Nmの閾値であるq軸電流リミット値減衰開始速度Nm_cnt_ampは、以下の式(14)で導出する。
The q-axis current limit value attenuation start speed Nm_cnt_amp, which is a threshold value of the motor speed Nm for selecting the expressions (12) and (13), is derived by the following expression (14).

Nm_cnt_amp=-Nm_cnt_amp_gain×(Vdco-Vdc)+spd_red …(14)
ここで、Nm_cnt_amp_gain:q軸電流リミット値減衰開始速度導出ゲイン
Vdc:現在のコンバータ回路出力(直流電圧)
spd_red:基準折れ点速度(コンバータ回路出力(直流電圧)=基準電圧、でのq軸電流リミット値減衰開始速度)
Nm_cnt_amp = -Nm_cnt_amp_gain × (Vdco-Vdc) + spd_red (14)
Where Nm_cnt_amp_gain: q-axis current limit value attenuation start speed derivation gain
Vdc: Current converter circuit output (DC voltage)
spd_red: Reference break point speed (converter circuit output (DC voltage) = reference voltage, q-axis current limit value decay start speed)

また、q軸電流リミット値減衰開始速度導出ゲインNm_cnt_amp_gainは、以下の式(15)で導出する。直流電圧上昇レベルvdc_ampには、コンバータ回路の出力Vdcが上昇したときの電圧を設定し、Vdc=vdc_ampのときの折れ点速度をspd_amp1に設定する。
Further, the q-axis current limit value attenuation start speed deriving gain Nm_cnt_amp_gain is derived by the following equation (15). In the DC voltage increase level vdc_amp, a voltage when the output Vdc of the converter circuit increases is set, and a breakpoint speed when Vdc = vdc_amp is set to spd_amp1.

Nm_cnt_amp_gain=(spd_red- spd_amp1)/(Vdco-vdc_amp) …(15)
ここで、vdc_amp:直流電圧上昇レベル
spd_amp1:直流電圧上昇時折れ点速度
Nm_cnt_amp_gain = (spd_red-spd_amp1) / (Vdco-vdc_amp) (15)
Where vdc_amp: DC voltage rise level
spd_amp1: Breaking speed when DC voltage rises

式(13)におけるq軸電流リミット値減衰ゲインiq_lim_amp_gainは、以下の式(16)で導出する。
The q-axis current limit value attenuation gain iq_lim_amp_gain in the equation (13) is derived by the following equation (16).

iq_lim_amp_gain=(iq_max-iq_nmax)/(Nmax-Nm_cnt_amp) …(16)
ここで、iq_nmax:最高速度でのq軸電流指令値最大値
Nmax :電動機最高速度
iq_lim_amp_gain = (iq_max-iq_nmax) / (Nmax-Nm_cnt_amp) (16)
Where iq_nmax: Maximum q-axis current command value at the maximum speed
Nmax: Maximum motor speed

また、最高速度でのq軸電流指令値最大値iq_nmaxは、以下の式(17)で導出する。
Further, the q-axis current command value maximum value iq_nmax at the maximum speed is derived by the following equation (17).

iq_nmax=-iq_nmax_gain×(Vdco-Vdc)+iq_red …(17)
ここで、iq_nmax_gain:最高速度でのq軸電流指令値最大値導出ゲイン
iq_red:基準折れ点q軸電流指令値(コンバータ回路出力(直流電圧)=基準電圧、での最高速度Nmax時q軸電流指令値最大値)
iq_nmax = -iq_nmax_gain × (Vdco-Vdc) + iq_red (17)
Where iq_nmax_gain: q-axis current command value maximum value derivation gain at maximum speed
iq_red: Reference break point q-axis current command value (converter circuit output (DC voltage) = reference voltage, q-axis current command value maximum value at maximum speed Nmax)

最高速度でのq軸電流指令値最大値導出ゲインiq_nmax_gainは、以下の式(18)で導出する。
The q-axis current command value maximum value derivation gain iq_nmax_gain at the maximum speed is derived by the following equation (18).

iq_nmax_gain=(iq_max-iq_amp1)/(Vdco-vdc_amp) …(18)
ここで、iq_amp1:直流電圧上昇時折れ点q軸電流指令値
iq_nmax_gain = (iq_max-iq_amp1) / (Vdco-vdc_amp) (18)
Where iq_amp1: DC voltage rising break q-axis current command value

以上のように、電流リミット値生成処理部15で導出したq軸電流リミット値iq_lim_outに従って電流指令リミット処理を施すことで、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcが低下した場合でも、q軸電流制御部12もしくはd軸電流制御部13で電圧飽和が発生することがなく、図4の実線波形のように急激なトルク低下のないトルク−速度特性を得ることが出来る。   As described above, by applying the current command limit process according to the q-axis current limit value iq_lim_out derived by the current limit value generation processing unit 15, even when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 is reduced, the q-axis current control is performed. No voltage saturation occurs in the unit 12 or the d-axis current control unit 13, and a torque-speed characteristic without a sudden torque drop can be obtained as shown by the solid line waveform in FIG.

また、コンバータ回路5が出力する直流電圧Vdcが上昇した場合でも、基準電圧より高い任意の電圧での、q軸電流制御部とd軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、同期電動機の速度最大Nmaxでのq軸電流指令値最大値iq_amp1と、q軸電流指令値最大状態iq_maxで同期電動機を駆動できる最高速度spd_amp1とを事前に入力しておき、インバータ回路に印加される直流電圧値Vdcと、同期電動機の速度検出値Nmとをパラメータとして電流指令リミット値を導出することができるので、実施例1よりも直流電圧が上昇した場合での微調整可能な電流リミットパターンの設定が可能となり、図6の実線波形のように、直流電圧が基準電圧より高い任意の電圧(Vdc>270[V])であっても、最高速度Nmaxで負荷トルクを上げていくと、あるトルクから速度が線形特性に近い特性をもって低下していく特性となり、急激なトルク低下のないトルク−速度特性を得ることが出来る。   In addition, even when the DC voltage Vdc output from the converter circuit 5 rises, the synchronous motor under the condition that voltage saturation does not occur in the q-axis current control unit and the d-axis current control unit at an arbitrary voltage higher than the reference voltage The maximum q-axis current command value iq_amp1 at the maximum speed Nmax and the maximum speed spd_amp1 that can drive the synchronous motor at the maximum q-axis current command value state iq_max are input in advance, and the DC voltage applied to the inverter circuit Since the current command limit value can be derived using the value Vdc and the speed detection value Nm of the synchronous motor as parameters, it is possible to set a current limit pattern that can be finely adjusted when the DC voltage rises compared to the first embodiment. As shown in the solid line waveform in Fig. 6, even if the DC voltage is higher than the reference voltage (Vdc> 270 [V]), if the load torque is increased at the maximum speed Nmax, Speed is line It becomes a characteristic that decreases with a characteristic close to the shape characteristic, and a torque-speed characteristic without a sudden torque decrease can be obtained.

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。例えば、実施例1では、直流電圧の電圧降下時の折れ点速度、折れ点q軸電流指令値を指定して、直流電圧が上昇時、降下時のq軸電流リミット値を導出していたが、直流電圧の上昇時の折れ点速度、折れ点q軸電流指令値を指定して、直流電圧が上昇時、降下時のq軸電流リミット値を導出してもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment. For example, in Example 1, the breakpoint speed at the time of the DC voltage drop and the breakpoint q-axis current command value are specified, and the q-axis current limit value at the time of the DC voltage rise and drop is derived. Alternatively, the breakpoint speed when the DC voltage rises and the breakpoint q-axis current command value may be specified to derive the q-axis current limit value when the DC voltage rises and falls.

1 同期電動機
2 位置検出器
3 インバータ回路
4 三相電源
5 コンバータ回路
6 速度検出演算部
7 減算器
8 速度制御部
9、15 電流リミット値生成処理部
10 電流指令リミット処理部
11 d軸電流指令生成部
12 q軸電流制御部
13 d軸電流制御部
14 三相変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Synchronous motor 2 Position detector 3 Inverter circuit 4 Three-phase power supply 5 Converter circuit 6 Speed detection calculating part 7 Subtractor 8 Speed control part 9, 15 Current limit value generation process part 10 Current command limit process part 11 d-axis current command generation Unit 12 q-axis current control unit 13 d-axis current control unit 14 three-phase conversion unit

Claims (5)

三相電源を入力として直流電圧を出力するコンバータ回路から該直流電圧を印加され、同期電動機に対して3相電圧指令vu、vv、vwを印加するインバータ回路と、
速度指令値と前記同期電動機の速度検出値の偏差に応じてq軸電流指令値を演算する速度制御部と、
前記速度制御部が出力するq軸電流指令値を制限する電流指令リミット処理部と、
該電流指令リミット処理部の出力である制限されたq軸電流指令値を基に任意の起磁力相差角に従ってd軸電流指令値を出力するd軸電流指令生成部と、
前記制限されたq軸電流指令値を入力としてq軸電圧指令値を出力するq軸電流制御部と、
前記d軸電流指令値を入力としてd軸電圧指令値を出力するd軸電流制御部と、
前記q軸電圧指令値とd軸電圧指令値の二相指令電圧を前記インバータ回路への入力である3相指令値vuref、vvref、vwrefへと変換する三相変換部とを備えた同期電動機制御装置であって、
さらに、前記電流指令リミット処理部に電流指令リミット値を入力する電流指令リミット値生成処理部を設け、
該電流指令リミット値生成処理部は、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出し、
該電流指令リミット値により、前記電流指令リミット処理部でq軸電流指令値を制限し、
さらに、前記電流指令リミット値生成処理部は、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が所定の基準電圧より低い場合の、前記q軸電流制御部と前記d軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、前記同期電動機の速度最大でのq軸電流指令値最大値と、q軸電流指令値最大状態で前記同期電動機を駆動できる最高速度とを用いて、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出することを特徴とする同期電動機制御装置。
An inverter circuit that is applied with a DC voltage from a converter circuit that outputs a DC voltage with a three-phase power supply as an input, and applies three-phase voltage commands vu, vv, vw to the synchronous motor;
A speed control unit that calculates a q-axis current command value according to a deviation between a speed command value and a speed detection value of the synchronous motor;
A current command limit processing unit for limiting a q-axis current command value output by the speed control unit;
A d-axis current command generation unit that outputs a d-axis current command value according to an arbitrary magnetomotive force phase difference angle based on a limited q-axis current command value that is an output of the current command limit processing unit;
A q-axis current control unit that receives the limited q-axis current command value as input and outputs a q-axis voltage command value;
A d-axis current control unit that receives the d-axis current command value as an input and outputs a d-axis voltage command value;
Synchronous motor control including a three-phase conversion unit that converts a two-phase command voltage of the q-axis voltage command value and the d-axis voltage command value into a three-phase command value vuref, vvref, vwref that is an input to the inverter circuit A device,
Furthermore, a current command limit value generation processing unit for inputting a current command limit value to the current command limit processing unit is provided,
The current command limit value generation processing unit derives a current command limit value using the DC voltage value applied to the inverter circuit and the speed detection value of the synchronous motor as parameters,
With the current command limit value, the current command limit processing unit limits the q-axis current command value ,
Further, the current command limit value generation processing unit generates voltage saturation in the q-axis current control unit and the d-axis current control unit when a DC voltage value applied to the inverter circuit is lower than a predetermined reference voltage. The maximum q-axis current command value at the maximum speed of the synchronous motor and the maximum speed at which the synchronous motor can be driven in the maximum q-axis current command value condition are applied to the inverter circuit. A synchronous motor control device , wherein a current command limit value is derived using a DC voltage value and a speed detection value of the synchronous motor as parameters .
請求項記載の同期電動機制御装置であって、
前記電流指令リミット値生成処理部は、さらに、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が基準電圧での、同期電動機の速度最大でのq軸電流指令値最大値と、q軸電流指令値最大状態で同期電動機を駆動できる最高速度の値を用いて、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出することを特徴とする同期電動機制御装置。
The synchronous motor control device according to claim 1 ,
The current command limit value generation processing unit further includes a maximum q-axis current command value and a maximum q-axis current command value when the DC voltage value applied to the inverter circuit is a reference voltage and the synchronous motor speed is maximum. A current command limit value is derived using a DC voltage value applied to the inverter circuit and a speed detection value of the synchronous motor as parameters using a maximum speed value capable of driving the synchronous motor in a state. Synchronous motor control device.
請求項またはに記載の同期電動機制御装置であって、
前記電流指令リミット値生成処理部は、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が所定の基準電圧より低い場合に加え、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が所定の基準電圧より高い場合の、前記q軸電流制御部と前記d軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、前記同期電動機の速度最大でのq軸電流指令値最大値と、q軸電流指令値最大状態で前記同期電動機を駆動できる最高速度とを用いて、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出することを特徴とする同期電動機制御装置。
The synchronous motor control device according to claim 1 or 2 ,
The current command limit value generation processing unit includes a case where the DC voltage value applied to the inverter circuit is higher than a predetermined reference voltage in addition to the case where the DC voltage value applied to the inverter circuit is lower than a predetermined reference voltage. The q-axis current command value maximum value at the maximum speed of the synchronous motor and the q-axis current command value maximum state under the condition that no voltage saturation occurs in the q-axis current control unit and the d-axis current control unit. A synchronous motor control characterized in that a current command limit value is derived by using a DC voltage value applied to the inverter circuit and a speed detection value of the synchronous motor as parameters using a maximum speed capable of driving the synchronous motor. apparatus.
三相電源を入力として直流電圧を出力するコンバータ回路から該直流電圧を印加され、同期電動機に対して3相電圧指令vu、vv、vwを印加するインバータ回路と、
速度指令値と前記同期電動機の速度検出値の偏差に応じてq軸電流指令値を演算する速度制御部と、
前記速度制御部が出力するq軸電流指令値を制限する電流指令リミット処理部と、
該電流指令リミット処理部の出力である制限されたq軸電流指令値を基に任意の起磁力相差角に従ってd軸電流指令値を出力するd軸電流指令生成部と、
前記制限されたq軸電流指令値を入力としてq軸電圧指令値を出力するq軸電流制御部と、
前記d軸電流指令値を入力としてd軸電圧指令値を出力するd軸電流制御部と、
前記q軸電圧指令値とd軸電圧指令値の二相指令電圧を前記インバータ回路への入力である3相指令値vuref、vvref、vwrefへと変換する三相変換部とを備えた同期電動機制御装置であって、
さらに、前記電流指令リミット処理部に電流指令リミット値を入力する電流指令リミット値生成処理部を設け、
該電流指令リミット値生成処理部は、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出し、
該電流指令リミット値により、前記電流指令リミット処理部でq軸電流指令値を制限し、
さらに、前記電流指令リミット値生成処理部は、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が所定の基準電圧を含む任意の2つの電圧での、前記q軸電流制御部と前記d軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、前記同期電動機の速度最大でのq軸電流指令値最大値と、q軸電流指令値最大状態で前記同期電動機を駆動できる最高速度とを用いて、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出することを特徴とする同期電動機制御装置。
An inverter circuit that is applied with a DC voltage from a converter circuit that outputs a DC voltage with a three-phase power supply as an input, and applies three-phase voltage commands vu, vv, vw to the synchronous motor;
A speed control unit that calculates a q-axis current command value according to a deviation between a speed command value and a speed detection value of the synchronous motor;
A current command limit processing unit for limiting a q-axis current command value output by the speed control unit;
A d-axis current command generation unit that outputs a d-axis current command value according to an arbitrary magnetomotive force phase difference angle based on a limited q-axis current command value that is an output of the current command limit processing unit;
A q-axis current control unit that receives the limited q-axis current command value as input and outputs a q-axis voltage command value;
A d-axis current control unit that receives the d-axis current command value as an input and outputs a d-axis voltage command value;
Synchronous motor control including a three-phase conversion unit that converts a two-phase command voltage of the q-axis voltage command value and the d-axis voltage command value into a three-phase command value vuref, vvref, vwref that is an input to the inverter circuit A device,
Furthermore, a current command limit value generation processing unit for inputting a current command limit value to the current command limit processing unit is provided,
The current command limit value generation processing unit derives a current command limit value using the DC voltage value applied to the inverter circuit and the speed detection value of the synchronous motor as parameters,
With the current command limit value, the current command limit processing unit limits the q-axis current command value,
Further, the current command limit value generation processing unit includes the q-axis current control unit and the d-axis current control unit when the DC voltage value applied to the inverter circuit is any two voltages including a predetermined reference voltage. In the condition that the voltage saturation does not occur at the maximum speed of the synchronous motor, the maximum q-axis current command value and the maximum speed at which the synchronous motor can be driven in the maximum q-axis current command value state, the inverter A synchronous motor control device, wherein a current command limit value is derived using a DC voltage value applied to a circuit and a speed detection value of the synchronous motor as parameters.
請求項記載の同期電動機制御装置であって、
前記電流指令リミット値生成処理部は、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が所定の基準電圧を含む任意の2つの電圧での場合に加え、前記インバータ回路に印加される直流電圧値が所定の基準電圧より高い場合の、前記q軸電流制御部と前記d軸電流制御部で電圧飽和が発生しない条件での、前記同期電動機の速度最大でのq軸電流指令値最大値と、q軸電流指令値最大状態で前記同期電動機を駆動できる最高速度とを用いて、前記インバータ回路に印加される直流電圧値と、前記同期電動機の速度検出値とをパラメータとして電流指令リミット値を導出することを特徴とする同期電動機制御装置。
The synchronous motor control device according to claim 4 ,
The current command limit value generation processing unit has a predetermined DC voltage value applied to the inverter circuit in addition to a case where the DC voltage value applied to the inverter circuit is any two voltages including a predetermined reference voltage. Q-axis current command value maximum value at the maximum speed of the synchronous motor under the condition that voltage saturation does not occur in the q-axis current control unit and the d-axis current control unit, Using the maximum speed at which the synchronous motor can be driven in the current command maximum state, the current command limit value is derived using the DC voltage value applied to the inverter circuit and the speed detection value of the synchronous motor as parameters. A synchronous motor control device characterized by the above.
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