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JP6626309B2 - Control device for compensating iron loss of AC motor - Google Patents

Control device for compensating iron loss of AC motor Download PDF

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JP6626309B2 JP2015203483A JP2015203483A JP6626309B2 JP 6626309 B2 JP6626309 B2 JP 6626309B2 JP 2015203483 A JP2015203483 A JP 2015203483A JP 2015203483 A JP2015203483 A JP 2015203483A JP 6626309 B2 JP6626309 B2 JP 6626309B2
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、交流モータを制御する制御装置に関し、特に、交流モータにて発生する鉄損を補償する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for controlling an AC motor, and more particularly to a control device for compensating iron loss generated in the AC motor.

従来、交流モータへ交流電力が供給されると、交流モータにて鉄損が発生することが知られている。鉄損は、交流モータの鉄心を交流で励磁する際に発生する鉄心部の損失であり、交流モータを制御する際の運転効率の低下の原因となっている。   Conventionally, it has been known that when AC power is supplied to an AC motor, iron loss occurs in the AC motor. The iron loss is a loss of the iron core generated when the iron core of the AC motor is excited with AC, and causes a reduction in the operating efficiency when controlling the AC motor.

このような鉄損を補償するために、様々な手法が提案されている(例えば、特許文献1,2を参照)。特許文献1の手法は、励磁電流指令及び励磁インダクタンス変化分等から鉄損補償電流を求め、トルク電流指令に鉄損補償電流を加算して新たなトルク電流指令を生成するものである。これにより、励磁インダクタンスの変動に伴う鉄損を補償することができ、トルク制御の精度を高くすることができる。   Various techniques have been proposed to compensate for such iron loss (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The technique of Patent Document 1 is to obtain an iron loss compensation current from an excitation current command and a change in excitation inductance, and to generate a new torque current command by adding the iron loss compensation current to the torque current command. As a result, it is possible to compensate for the iron loss due to the change in the excitation inductance, and it is possible to increase the accuracy of the torque control.

また、特許文献2の手法は、交流モータの二次磁束を励磁電流成分に変更し、二次電圧を鉄損抵抗で除算して鉄損電流成分を求め、鉄損電流成分を一次電流から減算して二次電流へ移行させるものである。これにより、鉄損を補償することができ、鉄損電流成分にて発生する磁束推定誤差を小さくすることができる。   Further, the method of Patent Document 2 changes the secondary magnetic flux of the AC motor into an exciting current component, divides the secondary voltage by an iron loss resistance to obtain an iron loss current component, and subtracts the iron loss current component from the primary current. To make a transition to the secondary current. As a result, iron loss can be compensated, and a magnetic flux estimation error generated by an iron loss current component can be reduced.

特許第3123235号公報Japanese Patent No. 3123235 特開平11−235099号公報JP-A-11-235099

一般に、交流モータを高速制御する場合には、その回転速度が高くなるから、誘起電圧による鉄損が大きくなり易い。鉄損が大きくなると、力行時にトルクが不足し、回生時にトルクが過剰となり、トルクリニアリティが低下して、トルク指令に対応する実トルクを得ることができなくなる。   Generally, when the AC motor is controlled at a high speed, the rotation speed is increased, so that the iron loss due to the induced voltage tends to increase. If the iron loss increases, the torque becomes insufficient during power running, the torque becomes excessive during regeneration, the torque linearity decreases, and it becomes impossible to obtain the actual torque corresponding to the torque command.

前述の特許文献1,2は、いずれも鉄損を補償する手法を提示するものであるが、励磁電流成分及びトルク電流成分のいずれか一方に着目したものである。例えば、特許文献1は、鉄損を補償するためにトルク電流成分に着目し、新たなトルク電流指令を生成するものであり、特許文献2は、鉄損を補償するために励磁電流成分に着目したものである。このため、これらの手法は、鉄損を完全に補償するものではなく、必ずしもトルク制御を精度高く実現できるとは限らない。   The above Patent Documents 1 and 2 each propose a method of compensating for iron loss, but focus on one of an excitation current component and a torque current component. For example, Patent Document 1 focuses on a torque current component to compensate for iron loss and generates a new torque current command. Patent Document 2 focuses on an exciting current component to compensate for iron loss. It was done. For this reason, these methods do not completely compensate for iron loss, and cannot always realize torque control with high accuracy.

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、交流モータにて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令及びトルク電流指令へ反映することで、トルクリニアリティを改善可能な制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to reflect the compensation for iron loss occurring in an AC motor to an excitation current command and a torque current command, thereby improving torque linearity. It is to provide a control device that can be improved.

前記課題を解決するために、請求項の制御装置は、励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たなトルク電流指令を求める加算部と、を備え、前記鉄損電流推定部が、前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びq軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値、d軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びd軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備え、前記予め設定された鉄損抵抗推定値を、前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における前記交流モータの加速時間と回生時における前記交流モータの減速時間とが同一のときの値とする、ことを特徴とする。 In order to solve the above problem, a control device according to claim 1 is a control device that controls an AC motor based on an excitation current command and a torque current command, the control device for compensating for iron loss generated in the AC motor. An iron loss current estimating unit for estimating an exciting iron loss current and a torque iron loss current, and subtracting the exciting iron loss current estimated by the iron loss current estimating unit from the exciting current command to obtain a new exciting current A subtraction section for obtaining a command, and an addition section for adding a torque iron loss current estimated by the iron loss current estimation section to the torque current command to obtain a new torque current command. An estimating unit calculates the exciting iron loss current based on the torque current command, the electric angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value and a q-axis inductance estimated value. Output means, the exciting current command, the electric angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value, d-axis inductance estimated value and magnet magnetic flux estimated value, or the exciting current command, the electric current of the AC motor. Angular velocity, and a torque iron loss current calculation means for calculating the torque iron loss current based on a preset iron loss resistance estimated value and a d-axis inductance estimated value, wherein the preset iron loss The resistance estimation value is a value when the acceleration time of the AC motor during power running obtained from the rotor angular velocity of the AC motor is equal to the deceleration time of the AC motor during regeneration.

また、請求項の制御装置は、励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たなトルク電流指令を求める加算部と、を備え、前記鉄損電流推定部が、前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における加速時間と回生時における減速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値を同定する鉄損抵抗推定手段と、前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された前記鉄損抵抗推定値、及び予め設定されたq軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたd軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたd軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備えたことを特徴とする。 Further, the control device according to claim 2 is a control device that controls the AC motor based on the excitation current command and the torque current command, wherein the excitation iron loss current and the excitation iron loss current for compensating the iron loss generated in the AC motor are provided. An iron loss current estimating unit for estimating a torque iron loss current, and a subtraction unit for subtracting the exciting iron loss current estimated by the iron loss current estimating unit from the exciting current command to obtain a new exciting current command. An adding unit for adding a torque iron loss current estimated by the iron loss current estimating unit to the torque current command to obtain a new torque current instruction , wherein the iron loss current estimating unit Iron loss resistance estimating means for identifying an iron loss resistance estimated value so that the acceleration time in power running obtained from the rotor angular speed of the motor and the deceleration time in regeneration are the same, the torque current command, the AC motor Excitation iron loss current calculation for calculating the excitation iron loss current based on the electrical angular velocity of the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset q-axis inductance estimated value. Means, the excitation current command, the electric angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset d-axis inductance estimation value and magnet flux estimation value, or The torque iron loss current for torque is calculated based on an excitation current command, an electric angular velocity of the AC motor, an iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset d-axis inductance estimated value. And torque iron current calculation means for torque.

また、請求項の制御装置は、請求項2に記載の制御装置において、前記鉄損抵抗推定手段が、前記交流モータの回転子角速度及びトルク指令に基づいて、前記力行時における前記加速時間及び前記回生時における前記減速時間を算出し、前記加速時間と前記減速時間とが同一となるように、前記鉄損抵抗推定値を同定する、ことを特徴とする。 The control device according to claim 3 is the control device according to claim 2, wherein the iron loss resistance estimating unit determines the acceleration time and the acceleration time during the power running based on a rotor angular speed and a torque command of the AC motor. The deceleration time at the time of the regeneration is calculated, and the iron loss resistance estimated value is identified such that the acceleration time and the deceleration time are the same.

以上のように、本発明によれば、交流モータにて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令及びトルク電流指令へ反映することができる。そして、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   As described above, according to the present invention, compensation for iron loss generated in an AC motor can be reflected on an excitation current command and a torque current command. Then, an actual torque corresponding to the torque command can be obtained, and the torque linearity can be improved.

本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。1 is an overall view showing a configuration example of a motor control system including a control device according to an embodiment of the present invention. 実施例1の鉄損電流推定部の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an iron loss current estimating unit according to the first embodiment. 実施例2の鉄損電流推定部の構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an iron loss current estimating unit according to a second embodiment. 鉄損抵抗推定手段の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of iron loss resistance estimating means. (1)はIM(誘導電動機)の等価回路を示す図である。(2)は、IPMSM(同期モータ)の等価回路を示す図である。(3)は、SynRM(シンクロナスリラクタンスモータ)の等価回路を示す図である。(1) is a diagram showing an equivalent circuit of an IM (induction motor). FIG. 2B is a diagram illustrating an equivalent circuit of the IPMSM (synchronous motor). (3) is a diagram showing an equivalent circuit of SynRM (synchronous reluctance motor). 励磁電流指令id*が励磁用鉄損電流icdを用いて補正され、励磁電圧指令vd*が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a flow of processing until an excitation current command id * is corrected using an iron loss current for excitation icd and an excitation voltage command vd * is calculated. トルク電流指令iq*がトルク用鉄損電流icqを用いて補正され、トルク電圧指令vq*が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of processing until torque current command iq * is corrected using torque iron loss current icq, and torque voltage command vq * is calculated. 鉄損抵抗推定段の構成例及び処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an iron loss resistance estimation stage, and the flow of a process. 実施例1のシミュレーション結果(IMの場合、鉄損補償あり)を示すグラフである。7 is a graph showing a simulation result (in the case of IM, there is iron loss compensation) of Example 1. 実施例2のシミュレーション結果(IMの場合、鉄損補償あり)を示すグラフである。9 is a graph showing a simulation result of Example 2 (in the case of IM, iron loss compensation is provided). 従来技術のシミュレーション結果(IMの場合、鉄損補償なし)を示すグラフである。9 is a graph showing a simulation result of a conventional technique (in the case of IM, no iron loss compensation).

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、交流モータにて発生する鉄損を補償するための電流icd,icq(以下、励磁用鉄損電流icd、トルク用鉄損電流icqという。)を、交流モータの電気角速度ω、鉄損抵抗推定値rc^、d軸インダクタンス推定値Ld^、q軸インダクタンス推定値Lq^等に基づいて推定し、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を補正することを特徴とする。この場合、鉄損抵抗推定値rc^は、力行時における交流モータの加速時間と、回生時における交流モータの減速時間とが同一のときの値が用いられる。また、本発明は、力行時における交流モータの加速時間と、回生時における交流モータの減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値rc^を同定することを特徴とする。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. According to the present invention, currents icd and icq (hereinafter, referred to as excitation iron loss current icd and torque iron loss current icq) for compensating iron loss generated in an AC motor are referred to as electric angular velocity ω of the AC motor and iron The excitation current command id * and the torque current command iq * are estimated based on the loss resistance estimated value rc #, the d-axis inductance estimated value Ld #, the q-axis inductance estimated value Lq #, and the like. In this case, iron loss resistance estimated value rc # is a value when acceleration time of AC motor during power running and deceleration time of AC motor during regeneration are the same. Further, the present invention is characterized by identifying an iron loss resistance estimated value rc # in which the acceleration time of the AC motor during power running and the deceleration time of the AC motor during regeneration are the same.

これにより、力行時及び回生時において、交流モータにて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*へ反映することができる。そして、交流モータは、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一になるから、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   Thereby, at the time of power running and at the time of regeneration, compensation for iron loss generated in the AC motor can be reflected on the excitation current command id * and the torque current command iq *. Then, since the AC motor has the same acceleration time during power running and the same deceleration time during regeneration, it is possible to obtain the actual torque corresponding to the torque command and improve the torque linearity.

〔モータ制御システム〕
図1は、本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。このモータ制御システムは、制御装置1、電力増幅器2、交流モータ3及びPG(パルスジェネレータ)4を備えている。尚、図1に示すモータ制御システムには、本発明に直接関連する構成部のみが示されており、その他の構成部は省略してある。
[Motor control system]
FIG. 1 is an overall view showing a configuration example of a motor control system including a control device according to an embodiment of the present invention. This motor control system includes a control device 1, a power amplifier 2, an AC motor 3, and a PG (pulse generator) 4. In the motor control system shown in FIG. 1, only components directly related to the present invention are shown, and other components are omitted.

制御装置1は、交流モータ3をd軸及びq軸においてベクトル制御する装置である。この制御装置1は、交流モータ3の回転子角速度ωr、鉄損抵抗推定値rc^、d軸インダクタンス推定値Ld^、q軸インダクタンス推定値Lq^等に基づいて、交流モータ3の鉄損電流を推定し、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を補正する。そして、制御装置1は、補正後の励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’を電流制御して電圧指令に変換する。 The control device 1 is a device that performs vector control of the AC motor 3 on the d axis and the q axis. The control device 1 determines the iron loss of the AC motor 3 based on the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3, the iron loss resistance The current is estimated, and the exciting current command id * and the torque current command iq * are corrected. Then, the control device 1 current-controls the corrected excitation current command id * 'and torque current command iq *' to convert them into voltage commands.

制御装置1は、電圧指令であるU相、V相及びW相の3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)を電力増幅器2へ出力する。また、制御装置1は、電力増幅器2と交流モータ3との間に設けられた電流検出器により検出されたU相、V相及びW相の3相交流電流検出値(U相交流電流検出値iu、V相交流電流検出値iv及びW相交流電流検出値iw)を入力すると共に、後述するPG4から回転子角速度ωrを入力する。 The control device 1 outputs the three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *) of the U-phase, V-phase, and W-phase voltage commands. Output to amplifier 2. Control device 1 also detects three-phase U-phase, V-phase and W-phase AC current detection values (U-phase AC current detection values) detected by a current detector provided between power amplifier 2 and AC motor 3. iu, inputs the V-phase alternating current detection value iv and W-phase alternating current detected value iw), and inputs the rotor angular velocity omega r from below to PG4.

電力増幅器2は、制御装置1から3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)を入力し、当該3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)から生成したPWM信号によってスイッチング素子のゲートをオンオフし、図示しない電源から供給された電力を増幅する。そして、電力増幅器2は、増幅した電力を交流モータ3へ供給する。これにより、交流モータ3は、制御装置1により、鉄損が補償された状態で制御される。   The power amplifier 2 receives three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *) from the control device 1, and receives the three-phase AC voltage command ( The gate of the switching element is turned on / off by a PWM signal generated from the U-phase AC voltage command Vu *, the V-phase AC voltage command Vv *, and the W-phase AC voltage command Vw *), and the power supplied from a power source (not shown) is amplified. Then, power amplifier 2 supplies the amplified power to AC motor 3. Thereby, AC motor 3 is controlled by control device 1 in a state where iron loss has been compensated.

PG4は、交流モータ3の回転に応じたパルス信号を発生する。このパルス信号のカウント値から交流モータ3の回転子角速度ωrが得られ、当該回転子角速度ωrが制御装置1に入力される。尚、図1には、PG4から制御装置1へ、回転子角速度ωrが入力されるように略して示してある。 PG 4 generates a pulse signal according to the rotation of AC motor 3. The rotor angular velocity omega r of the AC motor 3 from the count value of the pulse signal is obtained, the rotor angular velocity omega r is input to the controller 1. In FIG. 1, the rotor angular speed ω r is simply input from the PG 4 to the control device 1.

〔交流モータ〕
次に、図1に示した交流モータ3の等価回路について説明する。図5(1)は、IM(Induction Motor:誘導電動機)の等価回路を示す図であり、図5(2)は、IPMSM(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor:同期モータ)の等価回路を示す図であり、(3)は、SynRM(Synchronous Reluctance Motor:シンクロナスリラクタンスモータ)の等価回路を示す図である。
[AC motor]
Next, an equivalent circuit of the AC motor 3 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 5A is a diagram showing an equivalent circuit of an IM (Induction Motor), and FIG. 5B is a diagram showing an equivalent circuit of an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor). (3) is a diagram showing an equivalent circuit of SynRM (Synchronous Reluctance Motor).

図5(1)に示すIMの等価回路を参照して、入力側の電流iは、巻線の入力側抵抗r1を経て、漏れインダクタンスσL1へ流れる電流i1と、鉄損抵抗rcへ流れる鉄損電流icとに分かれる。電流i1は、漏れインダクタンスσL1を経て、励磁インダクタンス(1−σ)L1へ流れる励磁電流iddと、巻線の出力側抵抗r2nへ流れるトルク電流iqqとに分かれる。σは漏れ係数である。   Referring to the equivalent circuit of IM shown in FIG. 5A, the current i on the input side passes through the input side resistance r1 of the winding, the current i1 flowing to the leakage inductance σL1, and the iron loss flowing to the iron loss resistance rc. Divided into current ic. The current i1 is divided into an exciting current idd flowing through the exciting inductance (1-σ) L1 and a torque current iqq flowing through the output resistance r2n of the winding via the leakage inductance σL1. σ is a leakage coefficient.

ここで、IMの回転子電気角速度をω2n、極対数をNp、回転子角速度をωrとすると、ω2n=NPωrである。また、速度電圧は、ω2n×(1−σ)L1×iddであり、トルクτは、τ=Np×(1−σ)×L1×idd×iqqとなる。IMの場合、交流モータ3の電気角速度ω=ω2n+ωsである。ωsはすべり周波数である。 Here, if the rotor electrical angular velocity of the IM is ω 2n , the number of pole pairs is N p , and the rotor angular velocity is ω r , then ω 2n = N P ω r . The speed voltage is ω 2n × (1−σ) L1 × idd, and the torque τ is τ = N p × (1−σ) × L1 × idd × iqq. In the case of IM, the electric angular velocity ω of the AC motor 3 is ω = ω 2n + ω s . ω s is the slip frequency.

交流モータ3の力行時には、入力側の電流iの増加に伴い、鉄損電流icが増加し、トルク電流iqqが減少する。そして、トルク電流iqqの減少により、トルクが不足することになる。これに対し、回生時には、出力側の電流の増加に伴い、トルク電流iqqがマイナス側に増加し、鉄損電流icが増加する。そして、トルク電流iqqがマイナス側に増加することにより、トルクが過剰となる。   At the time of power running of the AC motor 3, as the current i on the input side increases, the iron loss current ic increases and the torque current iqq decreases. Then, the torque becomes insufficient due to the decrease in the torque current iqq. On the other hand, at the time of regeneration, as the current on the output side increases, the torque current iqq increases to the negative side, and the iron loss current ic increases. Then, when the torque current iqq increases to the minus side, the torque becomes excessive.

本発明の実施形態では、力行時のトルク不足の原因である鉄損電流icの増加分、及び回生時のトルク過剰の原因である鉄損電流icの増加分のそれぞれを減少させるように、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を補正する。つまり、鉄損を補償するための新たな励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’を生成することで、力行時のトルク不足及び回生時のトルク過剰を解消する。図5(2)及び図5(3)についても同様である。   In the embodiment of the present invention, the excitation is performed so as to reduce the increase in the iron loss current ic that causes the torque shortage during power running and the increase in the iron loss current ic that causes the excess torque during regeneration. The current command id * and the torque current command iq * are corrected. That is, by generating new excitation current command id * 'and torque current command iq *' for compensating for iron loss, torque shortage during power running and excessive torque during regeneration are eliminated. The same applies to FIGS. 5 (2) and 5 (3).

図5(2)に示すIPMSMの等価回路を参照して、入力側の電流iは、入力側抵抗r1を経て、q軸インダクタンスLqへ流れる電流i1と、鉄損抵抗rcへ流れる鉄損電流icとに分かれる。電流i1は、q軸インダクタンスLqを経て、励磁インダクタンス(Ld−Lq)へ流れる励磁電流iddと、トルク電流iqqとに分かれる。Ldはd軸インダクタンスである。IPMSMの場合、交流モータ3の電気角速度ωは、ω=ω2nである。 Referring to the IPMSM equivalent circuit shown in FIG. 5 (2), the input-side current i passes through the input-side resistor r1, flows through the q-axis inductance Lq, and the iron loss current ic flows through the iron loss resistor rc. Divided into The current i1 is divided into an excitation current idd flowing through the excitation inductance (Ld-Lq) via the q-axis inductance Lq and a torque current iqq. Ld is the d-axis inductance. In the case of the IPMSM, the electric angular velocity ω of the AC motor 3 is ω = ω 2n .

ここで、IPMSMの回転子電気角速度をω2n、極対数をNp、IPMSMマグネット磁束をφdとする。速度電圧は、ω2n×φd+ω2n×(Ld−Lq)×iddであり、トルクτは、τ=Np×{φd×iqq+(Ld−Lq)×idd×iqq}となる。 Here, the rotor electrical angular velocity of the IPMSM is ω 2n , the number of pole pairs is N p , and the IPMSM magnet magnetic flux is φd. Speed voltage is ω 2n × φd + ω 2n × (Ld-Lq) × idd, the torque tau, the τ = N p × {φd × iqq + (Ld-Lq) × idd × iqq}.

図5(3)に示すSynRMの等価回路を参照して、入力側の電流iは、入力側抵抗r1を経て、q軸インダクタンスLqへ流れる電流i1と、鉄損抵抗rcへ流れる鉄損電流icとに分かれる。電流i1は、q軸インダクタンスLqを経て、励磁インダクタンス(Ld−Lq)へ流れる励磁電流iddと、トルク電流iqqとに分かれる。SynRMの場合、交流モータ3の電気角速度ωは、ω=ω2nである。 Referring to an equivalent circuit of SynRM shown in FIG. 5 (3), the input-side current i passes through the input-side resistor r1 and flows through the current i1 flowing through the q-axis inductance Lq and the iron loss current ic flowing through the iron loss resistor rc. Divided into The current i1 is divided into an excitation current idd flowing through the excitation inductance (Ld-Lq) via the q-axis inductance Lq and a torque current iqq. In the case of SynRM, the electric angular velocity ω of the AC motor 3 is ω = ω 2n .

ここで、SynRMの回転子電気角速度をω2n、極対数をNpとする。速度電圧は、ω2n×(Ld−Lq)×iddであり、トルクτは、τ=Np×(Ld−Lq)×idd×iqqとなる。 Here, the rotor electrical angular velocity of the SynRM is ω 2n and the number of pole pairs is N p . The speed voltage is ω 2n × (Ld−Lq) × idd, and the torque τ is τ = N p × (Ld−Lq) × idd × iqq.

〔制御装置1〕
次に、図1に示した制御装置1について詳細に説明する。以下、交流モータ3は、図5(2)に示したIPMSMであるものとする。図1を参照して、この制御装置1は、鉄損電流補償部10、電流制御部11及び座標変換部12,13を備えている。
[Control device 1]
Next, the control device 1 shown in FIG. 1 will be described in detail. Hereinafter, the AC motor 3 is assumed to be the IPMSM shown in FIG. With reference to FIG. 1, the control device 1 includes an iron loss current compensator 10, a current controller 11, and coordinate converters 12 and 13.

鉄損電流補償部10は、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を入力すると共に、PG4から回転子角速度ωrを入力する。そして、鉄損電流補償部10は、回転子角速度ωrから電気角速度ωを求め、電気角速度ω及び所定の鉄損抵抗推定値rc^等に基づいて、鉄損電流を推定し、当該鉄損電流に基づいて、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を補正する。これにより、鉄損を補償するための補正後の励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’が生成される。鉄損電流補償部10は、補正後の励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’を電流制御部11に出力する。鉄損電流補償部10の詳細については後述する。 Iron loss current compensating unit 10 inputs the excitation current command id * and the torque current command iq *, and inputs the rotor angular velocity omega r from PG4. Then, the iron loss current compensation unit 10 obtains the electrical angular velocity omega of the rotor angular velocity omega r, based on the electrical angular velocity omega and predetermined iron loss resistance estimation value rc ^ etc., to estimate the iron loss current, the iron loss The exciting current command id * and the torque current command iq * are corrected based on the current. Thereby, the corrected excitation current command id * 'and torque current command iq *' for compensating for iron loss are generated. The iron loss current compensator 10 outputs the corrected excitation current command id * ′ and torque current command iq * ′ to the current controller 11. Details of the iron loss current compensator 10 will be described later.

電流制御部11は、減算部30,31及び制御部32,33を備えている。減算部30は、鉄損電流補償部10から励磁電流指令id*’を入力すると共に、後述する座標変換部13から励磁電流検出値idを入力し、励磁電流指令id*’から励磁電流検出値idを減算し、励磁電流偏差値を制御部32に出力する。   The current control unit 11 includes subtraction units 30 and 31 and control units 32 and 33. The subtracting unit 30 receives the exciting current command id * 'from the iron loss current compensating unit 10, the exciting current detection value id from the coordinate conversion unit 13 described later, and the exciting current command id *' from the exciting current command id * '. The id is subtracted, and the exciting current deviation value is output to the control unit 32.

減算部31は、鉄損電流補償部10からトルク電流指令iq*’を入力すると共に、後述する座標変換部13からトルク電流検出値iqを入力し、トルク電流指令iq*’からトルク電流検出値iqを減算し、トルク電流偏差値を制御部33に出力する。   The subtraction unit 31 receives the torque current command iq * 'from the iron loss current compensating unit 10, the torque current detection value iq from the coordinate transformation unit 13 described later, and the torque current detection value iq *' from the torque current command iq * '. iq is subtracted, and the torque current deviation value is output to the control unit 33.

制御部32は、減算部30から励磁電流偏差値を入力し、当該励磁電流偏差値が0になるように電流制御し、励磁電圧指令vd*を算出する。そして、制御部32は、励磁電圧指令vd*を座標変換部12に出力する。   The control unit 32 receives the excitation current deviation value from the subtraction unit 30, controls the current so that the excitation current deviation value becomes 0, and calculates the excitation voltage command vd *. Then, the control unit 32 outputs the excitation voltage command vd * to the coordinate conversion unit 12.

制御部33は、減算部31からトルク電流偏差値を入力し、当該トルク電流偏差値が0になるように電流制御し、トルク電圧指令vq*を算出する。そして、制御部33は、トルク電圧指令vq*を座標変換部12に出力する。   The control unit 33 receives the torque current deviation value from the subtraction unit 31, controls the current so that the torque current deviation value becomes 0, and calculates a torque voltage command vq *. Then, the control unit 33 outputs the torque voltage command vq * to the coordinate conversion unit 12.

座標変換部12は、電流制御部11から励磁電圧指令vd*及びトルク電圧指令vq*を入力すると共に、図示しない回転磁界位置検出部により検出された回転磁界位置θを入力する。そして、座標変換部12は、回転磁界位置θに基づいて、回転座標系の励磁電圧指令vd*及びトルク電圧指令vq*をU相、V相及びW相の3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)に変換する。座標変換部12は、3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)を電力増幅器2に出力する。   The coordinate conversion unit 12 receives the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * from the current control unit 11, and also receives the rotating magnetic field position θ detected by a rotating magnetic field position detecting unit (not shown). The coordinate conversion unit 12 converts the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * of the rotating coordinate system into three-phase U-phase, V-phase and W-phase AC voltage commands (U-phase AC (Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *). The coordinate conversion unit 12 outputs three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *) to the power amplifier 2.

図示しない回転磁界位置検出部は、電気角速度ωを時間積分し、回転磁界位置θを検出する。   The rotating magnetic field position detector (not shown) detects the rotating magnetic field position θ by integrating the electrical angular velocity ω with time.

座標変換部13は、電力増幅器2と交流モータ3との間に設けられた電流検出器により検出されたU相、V相及びW相の3相交流電流検出値(U相交流電流検出値iu、V相交流電流検出値iv及びW相交流電流検出値iw)を入力すると共に、図示しない回転磁界位置検出部により検出された回転磁界位置θを入力する。そして、座標変換部13は、回転磁界位置θに基づいて、3相交流電流検出値(U相交流電流検出値iu、V相交流電流検出値iv及びW相交流電流検出値iw)を回転座標系の励磁電流検出値id及びトルク電流検出値iqに変換する。座標変換部13は、励磁電流検出値idを電流制御部11の減算部30に出力すると共に、トルク電流検出値iqを減算部31に出力する。   The coordinate conversion unit 13 detects U-phase, V-phase, and W-phase three-phase AC current detection values (U-phase AC current detection values iu) detected by a current detector provided between the power amplifier 2 and the AC motor 3. , V-phase AC current detection value iv and W-phase AC current detection value iw), and the rotating magnetic field position θ detected by a rotating magnetic field position detecting unit (not shown). The coordinate conversion unit 13 converts the three-phase AC current detection values (U-phase AC current detection value iu, V-phase AC current detection value iv, and W-phase AC current detection value iw) into rotational coordinates based on the rotating magnetic field position θ. It is converted into a system exciting current detection value id and a torque current detection value iq. The coordinate conversion unit 13 outputs the excitation current detection value id to the subtraction unit 30 of the current control unit 11 and outputs the torque current detection value iq to the subtraction unit 31.

〔鉄損電流補償部10〕
次に、図1に示した鉄損電流補償部10について詳細に説明する。この鉄損電流補償部10は、鉄損電流推定部20、減算部21及び加算部22を備えている。前述のとおり、鉄損電流補償部10は、交流モータ3の鉄損電流を推定し、当該鉄損電流を補償するために、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を補正し、励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’を生成する。
[Iron loss current compensator 10]
Next, the iron loss current compensator 10 shown in FIG. 1 will be described in detail. The iron loss current compensating unit 10 includes an iron loss current estimating unit 20, a subtracting unit 21, and an adding unit 22. As described above, the iron loss current compensating unit 10 estimates the iron loss current of the AC motor 3 and corrects the excitation current command id * and the torque current command iq * to compensate for the iron loss current. A command id * 'and a torque current command iq *' are generated.

鉄損電流補償部10の鉄損電流推定部20は、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*を入力すると共に、回転子角速度ωrを入力する。また、鉄損電流推定部20は、後述する実施例1において、さらに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値rc^、d軸インダクタンス推定値Ld^、q軸インダクタンス推定値Lq^及びIPMSMマグネット磁束推定値φd^を入力する。 Iron loss current estimation unit 20 of the iron loss current compensating unit 10 inputs the excitation current command id * and the torque current command iq *, and inputs the rotor angular velocity omega r. In addition, the iron loss current estimating unit 20 further includes an iron loss resistance estimated value rc #, a d-axis inductance estimated value Ld #, a q-axis inductance estimated value Lq #, and an IPMSM which are set in advance by a user in Example 1 described later. The estimated magnet flux value φd ^ is input.

また、鉄損電流推定部20は、後述する実施例2において、さらに、トルク指令τ*を入力すると共に、ユーザにより予め設定されたd軸インダクタンス推定値Ld^、q軸インダクタンス推定値Lq^及びIPMSMマグネット磁束推定値φd^を入力する。実施例2では、鉄損電流推定部20は、鉄損抵抗推定値rc^を入力する代わりに、鉄損抵抗推定値rc^を内部の処理にて推定する。尚、トルク電流指令iq*とトルク指令τ*とは、トルク電流指令iq*がトルク指令τ*に基づいて算出される関係にある。   Further, the iron loss current estimating unit 20 further includes a torque command τ * and a d-axis inductance estimated value Ld ^, a q-axis inductance estimated value Lq ^, Input the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd 入 力. In the second embodiment, the iron loss current estimating unit 20 estimates the iron loss resistance estimated value rc # by internal processing instead of inputting the iron loss resistance estimated value rc #. Note that the torque current command iq * and the torque command τ * are in a relationship where the torque current command iq * is calculated based on the torque command τ *.

鉄損電流推定部20は、後述する実施例1において、励磁電流指令id*、トルク電流指令iq*、鉄損抵抗推定値rc^、d軸インダクタンス推定値Ld^、q軸インダクタンス推定値Lq^及びIPMSMマグネット磁束推定値φd^に基づいて、鉄損を補償するための励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを算出する。また、鉄損電流推定部20は、後述する実施例2において、励磁電流指令id*、トルク電流指令iq*、トルク指令τ*、d軸インダクタンス推定値Ld^、q軸インダクタンス推定値Lq^及びIPMSMマグネット磁束推定値φd^に基づいて、鉄損を補償するための励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを算出する。鉄損電流推定部20の詳細については後述する。   The iron loss current estimating unit 20 includes an excitation current command id *, a torque current command iq *, an iron loss resistance estimated value rc #, a d-axis inductance estimated value Ld #, and a q-axis inductance estimated value Lq # in Example 1 described later. Based on the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, an excitation iron loss current icd and a torque iron loss current icq for compensating iron loss are calculated. In addition, the iron loss current estimating unit 20 determines the exciting current command id *, the torque current command iq *, the torque command τ *, the d-axis inductance estimation value Ld ^, the q-axis inductance estimation value Lq ^, Based on the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, an excitation iron loss current icd and a torque iron loss current icq for compensating iron loss are calculated. Details of the iron loss current estimating unit 20 will be described later.

減算部21は、励磁電流指令id*を入力すると共に、鉄損電流推定部20から励磁用鉄損電流icdを入力し、励磁電流指令id*から励磁用鉄損電流icdを減算することで励磁電流指令id*を補正し、励磁電流指令id*’を求める。そして、減算部21は、補正後の励磁電流指令id*’を電流制御部11の減算部30に出力する。   The subtraction unit 21 receives the excitation current command id * and the excitation iron loss current icd from the iron loss current estimation unit 20, and excites by subtracting the excitation iron loss current icd from the excitation current command id *. The current command id * is corrected to obtain the excitation current command id * '. Then, the subtraction unit 21 outputs the corrected excitation current command id * 'to the subtraction unit 30 of the current control unit 11.

加算部22は、トルク電流指令iq*を入力すると共に、鉄損電流推定部20からトルク用鉄損電流icqを入力し、トルク電流指令iq*にトルク用鉄損電流icqを加算することでトルク電流指令iq*を補正し、トルク電流指令iq*’を求める。そして、加算部22は、補正後のトルク電流指令iq*’を電流制御部11の減算部31に出力する。   The addition unit 22 receives the torque current command iq *, receives the torque iron loss current icq from the iron loss current estimation unit 20, and adds the torque iron loss current icq to the torque current command iq *. The current command iq * is corrected to obtain a torque current command iq * '. Then, the adding unit 22 outputs the corrected torque current command iq * 'to the subtracting unit 31 of the current control unit 11.

〔鉄損電流推定部20/実施例1〕
次に、図1に示した鉄損電流推定部20について、実施例1を説明する。実施例1では、ユーザは、様々に鉄損抵抗推定値rc^を設定し、各鉄損抵抗推定値rc^に対応した、力行時における交流モータ3の回転子角速度ωrの加速時間、及び回生時における交流モータ3の回転子角速度ωrの減速時間を監視する。そして、ユーザは、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値rc^を設定する。
[Iron loss current estimation unit 20 / Example 1]
Next, a first embodiment of the iron loss current estimating unit 20 shown in FIG. 1 will be described. In Example 1, a user may variously set the iron loss resistance estimation value rc ^, corresponding to the iron loss resistance estimation value rc ^, acceleration time of the rotor angular velocity omega r of AC motor 3 during power running, and The deceleration time of the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 during regeneration is monitored. Then, the user sets the iron loss resistance estimated value rc # such that the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same.

実施例1の鉄損電流推定部20は、ユーザにより力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となるように設定された鉄損抵抗推定値rc^を入力し、当該鉄損抵抗推定値rc^を用いて、励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを推定する。そして、鉄損電流推定部20により推定された励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを用いて、鉄損を補償する新たな励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’が生成される   The iron loss current estimating unit 20 of the first embodiment inputs a core loss resistance estimated value rc # set by the user so that the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same, and the iron loss resistance Using the estimated value rc #, the excitation iron loss current icd and the torque iron loss current icq are estimated. Then, using the excitation iron loss current icd and the torque iron loss current icq estimated by the iron loss current estimation unit 20, a new excitation current command id * 'and a torque current command iq *' for compensating iron loss are obtained. Generated

ここで、交流モータ3の回転子角速度ωrの加速時間は、交流モータ3の回転が加速したときに、回転子角速度ωrが加速前の第1所定値から加速後の第2所定値へ到達する時間である。また、交流モータ3の回転子角速度ωrの減速時間は、交流モータ3の回転が減速したときに、回転子角速度ωrが減速前の第2所定値から減速後の第1所定値へ到達する時間である。実施例2についても同様である。 Here, the acceleration time of the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 is, when the rotation of the AC motor 3 is accelerated, the rotor angular velocity ω r is changed from a first predetermined value before acceleration to a second predetermined value after acceleration. It is time to reach. The deceleration time of the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 is such that when the rotation of the AC motor 3 is decelerated, the rotor angular velocity ω r reaches a first predetermined value after deceleration from a second predetermined value before deceleration. It's time to do it. The same applies to the second embodiment.

図2は、実施例1の鉄損電流推定部20の構成例を示すブロック図である。この実施例1の鉄損電流推定部20−1は、励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24を備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the iron loss current estimation unit 20 according to the first embodiment. The iron loss current estimator 20-1 of the first embodiment includes an excitation iron loss current calculator 23 and a torque iron loss current calculator 24.

励磁用鉄損電流算出手段23は、トルク電流指令iq*を入力すると共に、PG4から回転子角速度ωrを入力し、さらに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値rc^及びq軸インダクタンス推定値Lq^を入力する。そして、励磁用鉄損電流算出手段23は、回転子角速度ωrに、予め設定された極対数Npを乗算することで、電気角速度ωを求める。 Exciting iron loss current calculating section 23 inputs the torque current command iq *, enter the rotor angular velocity omega r from PG4, further preset iron loss resistance estimation value rc ^ and q-axis inductance by the user Input estimated value Lq ^. The exciting core loss current calculating section 23, the rotor angular velocity omega r, by multiplying the pole pair number Np which is set in advance, obtains the electrical angular velocity omega.

励磁用鉄損電流算出手段23は、以下の数式により、電気角速度ω、q軸インダクタンス推定値Lq^、トルク電流指令iq*及び鉄損抵抗推定値rc^から、励磁用鉄損電流icdを算出する。
〔数式1〕
icd=(ω×Lq^×iq*)/rc^ ・・・(1)
ここで、q軸磁束Lq×iqqによるd軸速度電圧が−ω×Lq×iqqとなり、励磁用鉄損電流(−ω×Lq×iqq+r1×idd)/(rc+r1)が発生する。しかし、r1成分は微小であるから無視することができ、前記数式(1)が導出される。
The excitation iron loss current calculation means 23 calculates the excitation iron loss current icd from the electrical angular velocity ω, the q-axis inductance estimated value Lq ^, the torque current command iq *, and the iron loss resistance estimated value rc ^ by the following formula. I do.
[Formula 1]
icd = (ω × Lq ^ × iq *) / rc ^ (1)
Here, the d-axis velocity voltage based on the q-axis magnetic flux Lq × iqq becomes −ω × Lq × iqq, and the iron loss current for excitation (−ω × Lq × iqq + r1 × idd) / (rc + r1) is generated. However, the r1 component is so small that it can be neglected, and the above equation (1) is derived.

励磁用鉄損電流算出手段23は、前記数式(1)にて算出した励磁用鉄損電流icdを減算部21に出力する。   The exciting iron loss current calculating means 23 outputs the exciting iron loss current icd calculated by the above equation (1) to the subtracting unit 21.

トルク用鉄損電流算出手段24は、励磁電流指令id*を入力すると共に、PG4から回転子角速度ωrを入力し、さらに、予め設定された鉄損抵抗推定値rc^、d軸インダクタンス推定値Ld^及びIPMSMマグネット磁束推定値φd^を入力する。そして、励磁用鉄損電流算出手段23は、回転子角速度ωrに、予め設定された極対数Npを乗算することで、電気角速度ωを求める。 Torque for iron loss current calculating section 24 inputs the excitation current command id *, enter the rotor angular velocity omega r from PG4, further preset iron loss resistance estimation value rc ^, d-axis inductance estimate Ld # and IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd # are input. The exciting core loss current calculating section 23, the rotor angular velocity omega r, by multiplying the pole pair number Np which is set in advance, obtains the electrical angular velocity omega.

トルク用鉄損電流算出手段24は、以下の数式により、電気角速度ω、d軸インダクタンス推定値Ld^、励磁電流指令id*、IPMSMマグネット磁束推定値φd^及び鉄損抵抗推定値rc^から、トルク用鉄損電流icqを算出する。
〔数式2〕
icq={(ω×Ld^×id*)+(ω×φd^)}/rc^ ・・・(2)
ここで、d軸磁束(Ld×idd+φd)によるq軸速度電圧がω×(Ld×idd+φd)となり、トルク用鉄損電流{ω×(Ld×idd+φd)+r1×iqq}/(rc+r1)が発生する。しかし、r1成分は微小であるから無視することができ、前記数式(2)が導出される。
The torque iron loss current calculating unit 24 calculates the electric angular velocity ω, the d-axis inductance estimated value Ld ^, the excitation current command id *, the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, and the iron loss resistance estimated value rc ^ according to the following equations. Calculate the iron loss current icq for torque.
[Formula 2]
icq = {(ω × Ld ^ × id *) + (ω × φd ^)} / rc ^ (2)
Here, the q-axis velocity voltage due to the d-axis magnetic flux (Ld × id + φd) becomes ω × (Ld × id + φd), and the iron loss current for torque {ω × (Ld × id + φd) + r1 × iqq} / (rc + r1) is generated. . However, the r1 component is so small that it can be neglected, and the above equation (2) is derived.

トルク用鉄損電流算出手段24は、前記数式(2)にて算出したトルク用鉄損電流icqを加算部22に出力する。   The torque iron loss current calculation means 24 outputs the torque iron loss current icq calculated by the equation (2) to the adding unit 22.

図6は、励磁電流指令id*が励磁用鉄損電流icdを用いて補正され、励磁電圧指令vd*が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。減算部21は、励磁電流指令id*及び励磁用鉄損電流icdを入力し、励磁電流指令id*から励磁用鉄損電流icdを減算し、鉄損電流を補償した新たな励磁電流指令id*’を求め、励磁電流指令id*’を減算部30に出力する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of processing until the excitation current command id * is corrected using the iron loss current for excitation icd and the excitation voltage command vd * is calculated. The subtraction unit 21 receives the excitation current command id * and the excitation iron loss current icd, subtracts the excitation iron loss current icd from the excitation current command id *, and compensates for the new excitation current command id *. And outputs the excitation current command id * to the subtractor 30.

減算部30は、減算部21から励磁電流指令id*’を入力すると共に、励磁電流検出値idを入力し、励磁電流指令id*’から励磁電流検出値idを減算し、励磁電流偏差値を制御部32に出力する。制御部32は、減算部30から励磁電流偏差値を入力し、当該励磁電流偏差値が0になるように電流制御し、励磁電圧指令vd*を算出し、励磁電圧指令vd*を出力する。後述する実施例2についても同様である。   The subtraction unit 30 receives the excitation current command id * 'from the subtraction unit 21 and the excitation current detection value id, subtracts the excitation current detection value id from the excitation current command id *', and calculates the excitation current deviation value. Output to the control unit 32. The control unit 32 receives the excitation current deviation value from the subtraction unit 30, controls the current so that the excitation current deviation value becomes 0, calculates the excitation voltage command vd *, and outputs the excitation voltage command vd *. The same applies to the second embodiment described later.

図7は、トルク電流指令iq*がトルク用鉄損電流icqを用いて補正され、トルク電圧指令vq*が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。加算部22は、トルク電流指令iq*及びトルク用鉄損電流icqを入力し、トルク電流指令iq*にトルク用鉄損電流icqを加算し、鉄損電流を補償した新たなトルク電流指令iq*’を求め、トルク電流指令iq*’を減算部31に出力する。   FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of processing until the torque current command iq * is corrected using the iron loss current for torque icq and the torque voltage command vq * is calculated. The adding unit 22 receives the torque current command iq * and the iron loss current icq for torque, adds the torque iron loss current icq to the torque current command iq *, and compensates for the iron loss current to obtain a new torque current command iq *. And outputs the torque current command iq * 'to the subtraction unit 31.

減算部31は、加算部22からトルク電流指令iq*’を入力すると共に、トルク電流検出値iqを入力し、トルク電流指令iq*’からトルク電流検出値iqを減算し、トルク電流偏差値を制御部33に出力する。制御部33は、減算部31からトルク電流偏差値を入力し、当該トルク電流偏差値が0になるように電流制御し、トルク電圧指令vq*を算出し、トルク電圧指令vq*を出力する。後述する実施例2についても同様である。   The subtraction unit 31 receives the torque current command iq * 'from the addition unit 22, inputs the torque current detection value iq, subtracts the torque current detection value iq from the torque current command iq *', and calculates the torque current deviation value. Output to the control unit 33. The control unit 33 receives the torque current deviation value from the subtraction unit 31, controls the current so that the torque current deviation value becomes 0, calculates the torque voltage command vq *, and outputs the torque voltage command vq *. The same applies to the second embodiment described later.

ユーザは、自らが設定した様々な鉄損抵抗推定値rc^に対応する交流モータ3の回転子角速度ωrを監視し、力行時の交流モータ3の加速時間と、回生時の交流モータ3の減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値rc^を探索する。そして、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値rc^がユーザにより設定され、鉄損電流推定部20−1は、その鉄損抵抗推定値rc^を入力することで、制御装置1は、当該鉄損抵抗推定値rc^を用いて、交流モータ3の制御を行う。 The user monitors the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 corresponding to the various iron loss resistance estimated values rc # set by the user, and calculates the acceleration time of the AC motor 3 during power running and the AC motor 3 during regeneration. An iron loss resistance estimated value rc # having the same deceleration time is searched for. Then, the iron loss resistance estimated value rc # at which the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same is set by the user, and the iron loss current estimation unit 20-1 calculates the iron loss resistance estimated value rc #. By inputting, control device 1 controls AC motor 3 using the iron loss resistance estimated value rc #.

これにより、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値rc^が用いられるから、交流モータ3のトルクリニアリティは、力行時及び回生時において同一とすることができる。   As a result, since the iron loss resistance estimated value rc # in which the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same is used, the torque linearity of the AC motor 3 can be the same during power running and during regeneration. it can.

〔シミュレーション結果〕
次に、実施例1の鉄損電流推定部20−1を備えた制御装置1のシミュレーション結果について説明する。図9は、実施例1のシミュレーション結果を示すグラフであり、交流モータ3がIM、鉄損補償あり、鉄損抵抗rc=26.7Ωの場合を示している。図11は、従来技術のシミュレーション結果を示すグラフであり、交流モータ3がIMであり、鉄損補償なしの場合を示している。これらのシミュレーション結果は、コンピュータを用いて得られたものである。
〔simulation result〕
Next, a simulation result of the control device 1 including the iron loss current estimation unit 20-1 according to the first embodiment will be described. FIG. 9 is a graph showing a simulation result of the first embodiment, and shows a case where AC motor 3 has IM, iron loss compensation, and iron loss resistance rc = 26.7Ω. FIG. 11 is a graph showing a simulation result of the related art, and shows a case where AC motor 3 is IM and there is no iron loss compensation. These simulation results were obtained using a computer.

図9及び図11において、シミュレーション結果は、グラフの上から、回転子角速度ωr、励磁電流指令id*’、励磁電流検出値id、トルク電流指令iq*、トルク電流指令iq*’、トルク電流検出値iq及び端子電圧指令v1*の特性を示している。端子電圧指令v1*は、励磁電圧指令vd*及びトルク電圧指令vq*をベクトル合成した指令であり、√(|vd*|2+|vq*|2)にて算出される。 9 and FIG. 11, the simulation results show, from the top of the graph, the rotor angular velocity ω r , the exciting current command id * ′, the exciting current detection value id, the torque current command iq *, the torque current command iq * ′, and the torque current. It shows the characteristics of the detected value iq and the terminal voltage command v1 *. The terminal voltage command v1 * is a command obtained by vector-combining the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq *, and is calculated by √ (| vd * | 2 + | vq * | 2 ).

図11の従来技術では、鉄損補償がないから、励磁電流指令id*’=id*、及びトルク電流指令iq*’=iq*である。   In the prior art of FIG. 11, since there is no iron loss compensation, the excitation current command id * '= id * and the torque current command iq *' = iq *.

図11の従来技術のシミュレーション結果から、励磁電流指令id*’に対応した励磁電流検出値idが得られ、トルク電流指令iq*’に対応したトルク電流検出値iqが得られていることがわかる。また、鉄損補償がないから、力行時における回転子角速度ωrの加速時間T1と、回生時における回転子角速度ωrの減速時間T2とが異なり、T1>T2であることがわかる。これは、力行時にトルクが低下して不足し、回生時にトルクが上昇して過剰となっていることを意味する。つまり、トルクリニアリティは、力行時及び回生時において同一ではない。 From the simulation result of the prior art in FIG. 11, it can be seen that the excitation current detection value id corresponding to the excitation current command id * 'is obtained, and the torque current detection value iq corresponding to the torque current command iq *' is obtained. . In addition, since there is no iron loss compensation, and acceleration time T1 of the rotor angular velocity ω r at the time of power running, is different from the deceleration time T2 of the rotor angular velocity ω r at the time of regeneration, it is understood that T1> T2. This means that the torque decreases during power running and becomes insufficient, and the torque increases during regeneration and becomes excessive. That is, the torque linearity is not the same during power running and during regeneration.

これに対し、図9の実施例1のシミュレーション結果から、トルク電流指令iq*と補正後のトルク電流指令iq*’とに差があり、この差がトルク用鉄損電流icqであることがわかる。また、励磁電流指令id*’に対応した励磁電流検出値idが得られ、トルク電流指令iq*’に対応したトルク電流検出値iqが得られている。   On the other hand, from the simulation result of Example 1 in FIG. 9, there is a difference between the torque current command iq * and the corrected torque current command iq * ', and this difference is the iron loss current for torque icq. . Further, an excitation current detection value id corresponding to the excitation current command id * 'is obtained, and a torque current detection value iq corresponding to the torque current command iq *' is obtained.

また、力行時における回転子角速度ωrの加速時間T1と、回生時における回転子角速度ωrの減速時間T2とが同一となり、T1=T2であることがわかる。これは、トルク用鉄損電流icqによりトルク電流指令iq*から新たなトルク電流指令iq*’が生成され、励磁用鉄損電流icdによりグラフにない励磁電流指令id*から新たな励磁電流指令id*’が生成されることで、鉄損が補償され、力行時に不足していたトルクを増加させ、回生時に過剰であったトルクを低下させたからである。つまり、トルクリニアリティは、力行時及び回生時において同一となり、図11に比べて改善されている。 Further, the acceleration time T1 of the rotor angular velocity omega r during power running, and deceleration time T2 of the rotor angular velocity omega r becomes equal during regeneration, it is understood that T1 = T2. This is because a new torque current command iq * ′ is generated from the torque current command iq * by the torque iron loss current icq, and a new excitation current command id is generated from the excitation current command id * not shown in the graph by the excitation iron loss current icd. The generation of * ′ compensates for iron loss, increases the torque that was insufficient during power running, and decreased the torque that was excessive during regeneration. That is, the torque linearity is the same at the time of power running and at the time of regeneration, and is improved as compared with FIG.

以上のように、本発明の実施形態の制御装置1は、実施例1の鉄損電流推定部20−1を有する鉄損電流補償部10を備えている。鉄損電流推定部20−1の励磁用鉄損電流算出手段23は、トルク電流指令iq*及び電気角速度ω、並びに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値rc^及びq軸インダクタンス推定値Lq^を用いて、前記数式(1)により、励磁用鉄損電流icd=(ω×Lq^×iq*)/rc^を算出するようにした。   As described above, the control device 1 according to the embodiment of the present invention includes the iron loss current compensating unit 10 including the iron loss current estimating unit 20-1 according to the first embodiment. The exciting iron loss current calculating means 23 of the iron loss current estimating unit 20-1 calculates the torque current command iq * and the electric angular velocity ω, and the iron loss resistance estimated value rc ^ and the q-axis inductance estimated value set in advance by the user. The excitation iron loss current icd = (ω × Lq ^ × iq *) / rc ^ is calculated from the above equation (1) using Lq ^.

また、鉄損電流推定部20−1のトルク用鉄損電流算出手段24は、励磁電流指令id*及び電気角速度ω、並びに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値rc^、d軸インダクタンス推定値Ld^及びIPMSMマグネット磁束推定値φd^を用いて、前記数式(2)により、トルク用鉄損電流icq={(ω×Ld^×id*)+(ω×φd^)}/rc^を算出するようにした。   The torque iron loss current calculating means 24 of the iron loss current estimating unit 20-1 calculates the excitation current command id * and the electric angular velocity ω, the iron loss resistance estimated value rc ^ preset by the user, and the d-axis inductance. Using the estimated value Ld ^ and the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, the iron loss current for torque icq = {(ω × Ld ^ × id *) + (ω × φd ^)} / rc by the above equation (2). ^ was calculated.

減算部21は、励磁電流指令id*から励磁用鉄損電流icdを減算し、鉄損電流を補償した新たな励磁電流指令id*’を求める。また、加算部22は、トルク電流指令iq*にトルク用鉄損電流icqを加算し、鉄損電流を補償した新たなトルク電流指令iq*’を求める。そして、電流制御部11は、新たな励磁電流指令id*’と励磁電流検出値idとの間の偏差が0になるように、励磁電圧指令vd*を算出する。また、電流制御部11は、新たなトルク電流指令iq*’とトルク電流検出値iqとの間の偏差が0になるように、トルク電圧指令vq*を算出する。   The subtracting unit 21 subtracts the exciting iron loss current icd from the exciting current command id * to obtain a new exciting current command id * 'that compensates for the iron loss current. Further, the adding unit 22 adds the torque iron loss current icq to the torque current command iq * to obtain a new torque current command iq * 'that compensates for the iron loss current. Then, the current control unit 11 calculates the excitation voltage command vd * such that the deviation between the new excitation current command id * 'and the excitation current detection value id becomes zero. In addition, the current control unit 11 calculates the torque voltage command vq * such that the deviation between the new torque current command iq * 'and the detected torque current value iq becomes zero.

このようにして算出された励磁電圧指令vd*及びトルク電圧指令vq*は、3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)に変換され、電力増幅器2を介して交流モータ3が制御される。   The excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * calculated in this way are three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *). , And the AC motor 3 is controlled via the power amplifier 2.

ユーザは、様々に鉄損抵抗推定値rc^を設定し、各鉄損抵抗推定値rc^に対応した交流モータ3の回転子角速度ωrを監視し、力行時における交流モータ3の回転子角速度ωrの加速時間と、回生時における交流モータ3の回転子角速度ωrの減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値rc^を探索する。そして、ユーザは、力行時の加速時間と回生時の加速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値rc^を設定する。 The user sets various iron loss resistance estimated values rc #, monitors the rotor angular velocity ω r of AC motor 3 corresponding to each iron loss resistance estimated value rc #, and sets the rotor angular velocity of AC motor 3 during power running. omega acceleration time and the r, and the rotor angular velocity omega r deceleration time of the AC motor 3 at the time of regeneration to explore the iron loss resistance estimation value rc ^ having the same. Then, the user sets the iron loss resistance estimated value rc # such that the acceleration time during power running and the acceleration time during regeneration are the same.

鉄損電流推定部20−1は、ユーザにより力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となるように設定された鉄損抵抗推定値rc^を入力し、当該鉄損抵抗推定値rc^を用いて、励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを推定する。そして、鉄損電流推定部20により推定された励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを用いて、鉄損を補償する新たな励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’が生成され、交流モータ3が制御される。   The iron loss current estimating unit 20-1 inputs the iron loss resistance estimated value rc # set by the user so that the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same, and the iron loss resistance estimated value is input. By using rc ^, the iron loss current for excitation icd and the iron loss current for torque icq are estimated. Then, using the excitation iron loss current icd and the torque iron loss current icq estimated by the iron loss current estimation unit 20, a new excitation current command id * 'and a torque current command iq *' for compensating iron loss are obtained. The generated AC motor 3 is controlled.

これにより、力行時及び回生時において、交流モータ3にて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*へ反映することができる。そして、交流モータ3にて発生する鉄損を補償することで、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   Thereby, at the time of power running and at the time of regeneration, compensation for iron loss occurring in AC motor 3 can be reflected on excitation current command id * and torque current command iq *. Then, by compensating for the iron loss generated in the AC motor 3, an actual torque corresponding to the torque command can be obtained, and the torque linearity can be improved.

〔鉄損電流推定部20/実施例2〕
次に、図1に示した鉄損電流推定部20について、実施例2を説明する。実施例1では、ユーザにより力行時の加速時間と回生時の加速時間とが同一となるように設定された鉄損抵抗推定値rc^を用いるようにした。これに対し、実施例2の鉄損電流推定部20は、力行時の加速時間と回生時の加速時間とが同一となるように鉄損抵抗推定値rc^を推定し、当該鉄損抵抗推定値rc^を用いて、励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを推定する。そして、鉄損電流推定部20により推定された励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを用いて、鉄損を補償する新たな励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’が生成される
[Iron loss current estimation unit 20 / Example 2]
Next, a second embodiment of the iron loss current estimating unit 20 shown in FIG. 1 will be described. In the first embodiment, the iron loss resistance estimation value rc # set by the user so that the acceleration time during power running and the acceleration time during regeneration is the same is used. On the other hand, the iron loss current estimating unit 20 of the second embodiment estimates the iron loss resistance estimated value rc ^ such that the acceleration time during power running and the acceleration time during regeneration are the same, and estimates the iron loss resistance. Using the value rc #, the iron loss current for excitation icd and the iron loss current for torque icq are estimated. Then, using the excitation iron loss current icd and the torque iron loss current icq estimated by the iron loss current estimation unit 20, a new excitation current command id * 'and a torque current command iq *' for compensating iron loss are obtained. Generated

図3は、実施例2の鉄損電流推定部20の構成例を示すブロック図である。この実施例2の鉄損電流推定部20−2は、励磁用鉄損電流算出手段23、トルク用鉄損電流算出手段24及び鉄損抵抗推定手段25を備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the iron loss current estimation unit 20 according to the second embodiment. The iron loss current estimating unit 20-2 of the second embodiment includes an excitation iron loss current calculating unit 23, a torque iron loss current calculating unit 24, and an iron loss resistance estimating unit 25.

図2に示した実施例1の鉄損電流推定部20−1と図3に示す実施例2の鉄損電流推定部20−2とを比較すると、鉄損電流推定部20−1,20−2は、励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24を備えている点で同一である。これに対し、実施例2の鉄損電流推定部20−2は、実施例1の鉄損電流推定部20−1の構成に加え、さらに鉄損抵抗推定手段25を備えている点で相違する。   Comparing the iron loss current estimation unit 20-1 of the first embodiment shown in FIG. 2 with the iron loss current estimation unit 20-2 of the second embodiment shown in FIG. 3, the iron loss current estimation units 20-1 and 20- 2 is the same in that it includes an iron loss current calculating means for excitation 23 and an iron loss current calculating means for torque. On the other hand, the iron loss current estimating unit 20-2 of the second embodiment differs from the configuration of the iron loss current estimating unit 20-1 of the first embodiment in that an iron loss resistance estimating unit 25 is further provided. .

詳細には、実施例1の鉄損電流推定部20−1は、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値rc^を用いるのに対し、実施例2の鉄損電流推定部20−2は、鉄損抵抗推定手段25により推定された鉄損抵抗推定値rc^を用いる点で相違する。また、実施例2の鉄損電流推定部20−2は、トルク指令τ*を入力する点で、実施例1の鉄損電流推定部20−1と相違する。   More specifically, iron loss current estimating section 20-1 of the first embodiment uses iron loss resistance estimated value rc # preset by the user, whereas iron loss current estimating section 20-2 of the second embodiment uses In that the iron loss resistance estimation value rc # estimated by the iron loss resistance estimation means 25 is used. The iron loss current estimator 20-2 of the second embodiment is different from the iron loss current estimator 20-1 of the first embodiment in that the torque command τ * is input.

励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24は、図2に示した実施例1の鉄損電流推定部20−1に備えた構成部と同じであるから、ここでは説明を省略する。   The exciting iron loss current calculating means 23 and the torque iron loss current calculating means 24 are the same as the components provided in the iron loss current estimating unit 20-1 of the first embodiment shown in FIG. Is omitted.

鉄損抵抗推定手段25は、まず、予め設定された初期の鉄損抵抗推定値rc^を励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24に出力する。これにより、励磁用鉄損電流算出手段23は、初期の鉄損抵抗推定値rc^をパラメータとして、前記数式(1)を用いて、励磁用鉄損電流icdを算出する。同様に、トルク用鉄損電流算出手段24は、初期の鉄損抵抗推定値rc^をパラメータとして、前記数式(2)を用いて、トルク用鉄損電流icqを算出する。そして、励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqを用いて、新たな励磁電流指令id*’及びトルク電流指令iq*’が生成され、交流モータ3が制御される。   First, iron loss resistance estimating means 25 outputs a preset initial iron loss resistance estimated value rc # to exciting iron loss current calculating means 23 and torque iron loss current calculating means 24. Accordingly, the excitation iron loss current calculation unit 23 calculates the excitation iron loss current icd using the above-described equation (1), using the initial iron loss resistance estimated value rc ^ as a parameter. Similarly, the torque iron loss current calculation means 24 calculates the iron loss current for torque icq using the equation (2) with the initial iron loss resistance estimated value rc # as a parameter. Then, a new excitation current command id * 'and a new torque current command iq *' are generated using the excitation iron loss current icd and the torque iron loss current icq, and the AC motor 3 is controlled.

そして、鉄損抵抗推定手段25は、トルク指令τ*を入力すると共に、PG4から回転子角速度ωrを入力し、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出する。そして、鉄損抵抗推定手段25は、トルク指令τ*及び回転子加速度ωr・に基づいて、交流モータ3の加速時間Ja^及び減速時間Jd^を算出する。 Then, the iron loss resistance estimating means 25 inputs the torque command tau *, enter the rotor angular velocity omega r from PG4, calculates the rotor acceleration omega r · based on rotor angular velocity omega r. Then, iron loss resistance estimating means 25 calculates acceleration time Ja 減速 and deceleration time Jd ^ of AC motor 3 based on torque command τ * and rotor acceleration ω r .

鉄損抵抗推定手段25は、加速時間Ja^と減速時間Jd^とが同一になるように、鉄損抵抗推定値rc^を同定することで、鉄損抵抗推定値rc^を推定する。鉄損抵抗推定手段25は、鉄損抵抗推定値rc^を励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24に出力する。鉄損抵抗推定手段25の詳細については後述する。   The iron loss resistance estimating means 25 estimates the iron loss resistance estimated value rc # by identifying the iron loss resistance estimated value rc # such that the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd # are the same. Iron loss resistance estimating means 25 outputs iron loss resistance estimated value rc # to exciting iron loss current calculating means 23 and torque iron loss current calculating means 24. Details of the iron loss resistance estimating means 25 will be described later.

そして、励磁用鉄損電流算出手段23は、鉄損抵抗推定手段25から鉄損抵抗推定値rc^を入力し、当該鉄損抵抗推定値rc^をパラメータとして、前記数式(1)を用いて、励磁用鉄損電流icdを算出する。同様に、トルク用鉄損電流算出手段24は、鉄損抵抗推定手段25から鉄損抵抗推定値rc^を入力し、当該鉄損抵抗推定値rc^をパラメータとして、前記数式(2)を用いて、トルク用鉄損電流icqを算出する。これにより、交流モータ3が制御され、時間の経過と共に、鉄損抵抗推定手段25により推定される鉄損抵抗推定値rc^が安定し、加速時間Ja^と減速時間Jd^とが同一になるように、鉄損補償が有効に機能した交流モータ3の制御が実現される。   Then, the iron loss current calculating means 23 for excitation receives the iron loss resistance estimated value rc # from the iron loss resistance estimating means 25 and uses the iron loss resistance estimated value rc # as a parameter by using the above equation (1). , The excitation iron loss current icd is calculated. Similarly, the torque iron loss current calculating means 24 receives the iron loss resistance estimated value rc # from the iron loss resistance estimating means 25, and uses the above equation (2) with the iron loss resistance estimated value rc # as a parameter. Thus, the iron loss current for torque icq is calculated. As a result, the AC motor 3 is controlled, and the iron loss resistance estimated value rc # estimated by the iron loss resistance estimating means 25 becomes stable with the lapse of time, and the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd # become the same. Thus, control of AC motor 3 in which iron loss compensation functions effectively is realized.

図4は、図3に示した鉄損抵抗推定手段25の構成例を示すブロック図である。この鉄損抵抗推定手段25は、加速時間算出段26、減速時間算出段27及び鉄損抵抗推定段28を備えている。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the iron loss resistance estimating means 25 shown in FIG. The iron loss resistance estimating means 25 includes an acceleration time calculation stage 26, a deceleration time calculation stage 27, and an iron loss resistance estimation stage 28.

加速時間算出段26は、トルク指令τ*を入力すると共に、PG4から回転子角速度ωrを入力し、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出する。そして、加速時間算出段26は、トルク指令τ*及び回転子加速度ωr・に基づいて、以下の数式により、交流モータ3の加速時間Ja^を算出する。加速時間算出段26は、加速時間Ja^を鉄損抵抗推定段28に出力する。
〔数式3〕
Ja^(n)=Ja^(n-1)+{(P0×ωr・(n))/(1+P0×ωr2(n))}
×{τ*(n)−Ja^(n-1)×ωr・(n)} ・・・(3)
ただし、nはサンプリング時間であり、ωr・(n)≧0である。P0はフィルタゲインである。
Acceleration time calculation stage 26 inputs the torque command tau *, enter the rotor angular velocity omega r from PG4, calculates the rotor acceleration omega r · based on rotor angular velocity omega r. Then, the acceleration time calculation stage 26 calculates the acceleration time Ja 交流 of the AC motor 3 based on the torque command τ * and the rotor acceleration ω r by the following formula. The acceleration time calculation stage 26 outputs the acceleration time Ja ^ to the iron loss resistance estimation stage 28.
[Equation 3]
Ja ^ (n) = Ja ^ (n-1) + {(P0 × ω r · (n)) / (1 + P0 × ω r · 2 (n))}
× {τ * (n) -Ja (n-1) × ω r · (n)} (3)
Here, n is a sampling time, and ω r · (n) ≧ 0. P0 is a filter gain.

減速時間算出段27は、トルク指令τ*を入力すると共に、PG4から回転子角速度ωrを入力し、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出する。そして、減速時間算出段27は、トルク指令τ*及び回転子加速度ωr・に基づいて、以下の数式により、交流モータ3の減速時間Jd^を算出する。減速時間算出段27は、減速時間Jd^を鉄損抵抗推定段28に出力する。
〔数式4〕
Jd^(n)=Jd^(n-1)+{(P0×ωr・(n))/(1+P0×ωr2(n))}
×{τ*(n)−Jd^(n-1)×ωr・(n)} ・・・(4)
ただし、ωr・(n)≦0である。P0はフィルタゲインである。
Deceleration time calculation stage 27 inputs the torque command tau *, enter the rotor angular velocity omega r from PG4, calculates the rotor acceleration omega r · based on rotor angular velocity omega r. Then, the deceleration time calculation stage 27 based on the torque command tau * and rotor acceleration omega r ·, by the following equation to calculate the deceleration time of the AC motor 3 Jd ^. The deceleration time calculation stage 27 outputs the deceleration time Jd # to the iron loss resistance estimation stage 28.
[Equation 4]
Jd ^ (n) = Jd ^ (n-1) + {(P0 × ω r · (n)) / (1 + P0 × ω r · 2 (n))}
× {τ * (n) -Jd ^ (n-1) × ω r · (n)} (4)
Here, ω r · (n) ≦ 0. P0 is a filter gain.

鉄損抵抗推定段28は、加速時間算出段26及び減速時間算出段27から、鉄損抵抗推定値rc^のパラメータに対応する加速時間Ja^及び減速時間Jd^を入力する。そして、鉄損抵抗推定段28は、加速時間Ja^と減速時間Jd^とが同一になるように鉄損抵抗推定値rc^を同定することで、鉄損抵抗推定値rc^を推定する。このように、鉄損抵抗推定値rc^を同定することにより、加速時間Ja^と減速時間Jd^とが同一になるように、鉄損補償が有効に機能した鉄損抵抗推定値rc^が求められる。鉄損抵抗推定段28は、鉄損抵抗推定値rc^を励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24に出力する。   Iron loss resistance estimation stage 28 receives acceleration time Ja # and deceleration time Jd # corresponding to parameters of iron loss resistance estimated value rc # from acceleration time calculation stage 26 and deceleration time calculation stage 27. The iron loss resistance estimation stage 28 estimates the iron loss resistance estimated value rc # by identifying the iron loss resistance estimated value rc # such that the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd # are the same. In this way, by identifying the iron loss resistance estimated value rc #, the iron loss resistance estimated value rc # at which the iron loss compensation has effectively functioned is set so that the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd # become the same. Desired. Iron loss resistance estimating stage 28 outputs iron loss resistance estimated value rc # to exciting iron loss current calculating means 23 and torque iron loss current calculating means 24.

図8は、鉄損抵抗推定段28の構成例及び処理の流れを示すブロック図である。この処理は、加速時間Ja^及び減速時間Jd^から鉄損抵抗推定値rc^が同定されることで、鉄損抵抗推定値rc^が推定されるまでの流れを示している。   FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the iron loss resistance estimation stage 28 and a processing flow. This processing shows a flow until the iron loss resistance estimated value rc # is estimated by identifying the iron loss resistance estimated value rc # from the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd #.

鉄損抵抗推定段28は、減算部40、加算部41、除算部42、正規化定数化部43、低速フィルタ44、可変比例ゲイン部45、リミッタ46、RCレギュレータ47、リミッタ48、減算部49、乗算部50及び保持部51を備えている。鉄損抵抗推定段28は、これらの構成部により、加速時間Ja^と減速時間Jd^とが同一になるように、鉄損抵抗推定値rc^を同定し、鉄損抵抗推定値rc^を推定する。   The iron loss resistance estimation stage 28 includes a subtraction unit 40, an addition unit 41, a division unit 42, a normalization constant conversion unit 43, a low-speed filter 44, a variable proportional gain unit 45, a limiter 46, an RC regulator 47, a limiter 48, and a subtraction unit 49. , A multiplication unit 50 and a holding unit 51. The iron loss resistance estimating stage 28 identifies the iron loss resistance estimated value rc # by these components so that the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd # are the same, and converts the iron loss resistance estimated value rc #. presume.

減算部40は、加速時間算出段26から加速時間Ja^(n)を入力すると共に、減速時間算出段27から減速時間Jd^(n)を入力し、加速時間Ja^(n)から減速時間Jd^(n)を減算し、減算結果である時間差を正規化定数化部43に出力する。   The subtraction unit 40 receives the acceleration time Ja ^ (n) from the acceleration time calculation stage 26, the deceleration time Jd ^ (n) from the deceleration time calculation stage 27, and calculates the deceleration time from the acceleration time Ja ^ (n). Jd ^ (n) is subtracted, and the time difference that is the result of the subtraction is output to the normalized constant conversion unit 43.

加算部41は、加速時間算出段26から加速時間Ja^(n)を入力すると共に、減速時間算出段27から減速時間Jd^(n)を入力し、加速時間Ja^(n)に減速時間Jd^(n)を加算し、加算結果を除算部42に出力する。除算部42は、加算部41から加算結果を入力し、加算結果を2で除算し、除算結果を同定加速定数J^(n)として正規化定数化部43に出力する。   The adder 41 inputs the acceleration time Ja ^ (n) from the acceleration time calculation stage 26, and also inputs the deceleration time Jd ^ (n) from the deceleration time calculation stage 27, and adds the deceleration time to the acceleration time Ja ^ (n). Jd ^ (n) is added, and the addition result is output to the division unit 42. The division unit 42 receives the addition result from the addition unit 41, divides the addition result by 2, and outputs the division result to the normalization constant conversion unit 43 as an identification acceleration constant J ^ (n).

正規化定数化部43は、減算部40から時間差を入力すると共に、除算部42から同定加速定数J^(n)を入力し、時間差を同定加速定数J^(n)で除算することで正規化定数化し、正規化定数を低速フィルタ44に出力する。   The normalization constant conversion unit 43 receives the time difference from the subtraction unit 40, inputs the identification acceleration constant J ^ (n) from the division unit 42, and divides the time difference by the identification acceleration constant J ^ (n). And outputs the normalized constant to the low-speed filter 44.

低速フィルタ44は、正規化定数化部43から正規化定数を入力し、正規化定数に{(P0×ωr 2(n))/(1+P0×ωr 2(n))}を乗算することで低速フィルタ処理を施す。そして、低速フィルタ44は、低速フィルタ処理後の正規化定数εを可変比例ゲイン部45及びRCレギュレータ47に出力する。 Slow filter 44 receives the normalization constant from the normalization constant unit 43, a normalization constant {(P0 × ω r 2 ( n)) / (1 + P0 × ω r 2 (n))} multiplying the Performs low-speed filtering. Then, the low-speed filter 44 outputs the normalized constant ε after the low-speed filter processing to the variable proportional gain unit 45 and the RC regulator 47.

可変比例ゲイン部45は、低速フィルタ44から正規化定数εを入力し、Kp*/(1+P0×ε2)を算出することで可変比例ゲイン処理を施し、算出結果であるゲインKpをリミッタ46に出力する。 The variable proportional gain section 45 receives the normalization constant ε from the low-speed filter 44, calculates Kp * / (1 + P0 × ε 2 ), performs variable proportional gain processing, and outputs the gain Kp, which is the calculation result, to the limiter 46. Output.

リミッタ46は、可変比例ゲイン部45からゲインKpを入力し、上限値=Kp*及び下限値=1として、ゲインKpに対し上下限値内に制限する処理を施し、上下限処理後のゲインKpをRCレギュレータ47に出力する。   The limiter 46 receives the gain Kp from the variable proportional gain unit 45, performs a process of restricting the gain Kp within the upper and lower limits by setting the upper limit value = Kp * and the lower limit value = 1, and sets the gain Kp after the upper and lower limit process. Is output to the RC regulator 47.

RCレギュレータ47は、低速フィルタ44から正規化定数εを入力すると共に、リミッタ46からゲインKpを入力し、正規化定数εにゲインKpを乗算することでゲイン処理を施し、乗算結果である補正値δをリミッタ48に出力する。   The RC regulator 47 inputs the normalization constant ε from the low-speed filter 44, inputs the gain Kp from the limiter 46, performs gain processing by multiplying the normalization constant ε by the gain Kp, and performs a correction value as a multiplication result. δ is output to the limiter 48.

リミッタ48は、RCレギュレータ47から補正値δを入力し、上限値=1として、補正値δに対し上限値以下に制限する処理を施し、上限処理後の補正値δを減算部49に出力する。   The limiter 48 receives the correction value δ from the RC regulator 47, sets the upper limit value to 1, performs processing to limit the correction value δ to the upper limit value or less, and outputs the correction value δ after the upper limit processing to the subtraction unit 49. .

減算部49は、リミッタ48から補正値δを入力すると共に、定数1を入力し、定数1から補正値δを減算し、減算結果(1−δ)を乗算部50に出力する。   The subtraction unit 49 receives the correction value δ from the limiter 48, inputs the constant 1, subtracts the correction value δ from the constant 1, and outputs the subtraction result (1−δ) to the multiplication unit 50.

乗算部50は、減算部49から減算結果(1−δ)を入力すると共に、後述する保持部51から鉄損抵抗保持値rc*を入力し、減算結果(1−δ)に鉄損抵抗保持値rc*を乗算する。そして、乗算部50は、乗算結果である鉄損抵抗推定値rc^(n)を保持部51に出力すると共に、鉄損抵抗推定値rc^(n)をサンプリング時間nの鉄損抵抗推定値rc^として励磁用鉄損電流算出手段23及びトルク用鉄損電流算出手段24に出力する。   The multiplication unit 50 receives the subtraction result (1-δ) from the subtraction unit 49, inputs the iron loss resistance holding value rc * from the holding unit 51 described later, and stores the iron loss resistance holding value in the subtraction result (1-δ). Multiply the value rc *. Then, the multiplying unit 50 outputs the iron loss resistance estimated value rc) (n), which is the result of the multiplication, to the holding unit 51, and outputs the iron loss resistance estimated value rc ^ (n) to the iron loss resistance estimated value for the sampling time n. It is output to the iron loss current calculating means 23 for excitation and the iron loss current calculating means 24 for torque as rc ^.

保持部51は、乗算部50から鉄損抵抗推定値rc^(n)を入力し、これを、過去のサンプリング時間(n−1)の鉄損抵抗推定値rc^(n−1)として保持する。そして、保持部51は、鉄損抵抗推定値rc^(n−1)を、乗算部50が次のサンプリング時間nの処理にて用いるための鉄損抵抗保持値rc*として乗算部50に出力する。   The holding unit 51 receives the iron loss resistance estimated value rc ^ (n) from the multiplying unit 50, and holds this as the iron loss resistance estimated value rcn (n-1) of the past sampling time (n-1). I do. Then, the holding unit 51 outputs the iron loss resistance estimated value rc ^ (n−1) to the multiplying unit 50 as the iron loss resistance holding value rc * that the multiplying unit 50 uses in the processing of the next sampling time n. I do.

このように、鉄損抵抗推定段28により、加速時間Ja^(n)から減速時間Jd^(n)を減算した減算結果がプラス側に大きいほど、鉄損抵抗推定値rc^が小さくなるように制御され、当該減算結果が0となるように、すなわち加速時間Ja^(n)と減速時間Jd^(n)とが同一になるように、鉄損抵抗推定値rc^(n)が同定される。   As described above, the iron loss resistance estimation value rc # becomes smaller as the subtraction result obtained by subtracting the deceleration time Jd {(n) from the acceleration time Ja # (n) by the iron loss resistance estimation stage 28 becomes larger on the positive side. The iron loss resistance estimated value rc ^ (n) is identified so that the subtraction result becomes 0, that is, the acceleration time Ja ^ (n) and the deceleration time Jd ^ (n) become the same. Is done.

〔シミュレーション結果〕
次に、実施例2の鉄損電流推定部20−2を備えた制御装置1のシミュレーション結果について説明する。図10は、実施例2のシミュレーション結果を示すグラフであり、交流モータ3がIM、鉄損補償ありの場合を示している。このシミュレーション結果は、コンピュータを用いて得られたものである。
〔simulation result〕
Next, a simulation result of the control device 1 including the iron loss current estimation unit 20-2 according to the second embodiment will be described. FIG. 10 is a graph showing a simulation result of the second embodiment, and shows a case where the AC motor 3 has IM and iron loss compensation. This simulation result was obtained using a computer.

図10において、シミュレーション結果は、グラフの上から、回転子角速度ωr、励磁電流指令id*’、励磁電流検出値id、トルク指令τ*、トルク電流指令iq*’、トルク電流検出値iq及び鉄損抵抗推定値rc^の特性を示している。 In FIG. 10, the simulation results show, from the top of the graph, the rotor angular velocity ω r , the excitation current command id * ′, the excitation current detection value id, the torque command τ *, the torque current command iq * ′, the torque current detection value iq, and This shows the characteristics of the iron loss resistance estimated value rc #.

このシミュレーション結果から、最初は鉄損補償が有効に機能していないから、図11の従来技術のシミュレーション結果と同様に、力行時における回転子角速度ωrの加速時間T1(加速時間Ja^に相当)と、回生時における回転子角速度ωrの減速時間T2(減速時間Jd^に相当)とが異なり、T1>T2であることがわかる。そして、時間の経過と共に鉄損補償が有効に機能するようになり、図9の実施例1のシミュレーション結果と同様に、加速時間T1と減速時間T2とが同一となり、T1=T2となることがわかる。これは、加速時間T1と減速時間T2とが同一となるように鉄損抵抗推定値rc^が推定され、当該鉄損抵抗推定値rc^を用いて、励磁用鉄損電流icd及びトルク用鉄損電流icqが推定され、鉄損が補償されるからである。鉄損抵抗推定値rc^は、時間の経過と共に、安定した値となる。 From the simulation results, corresponds at first, no iron loss compensation function effectively, similarly to the simulation results of the prior art of FIG. 11, the acceleration time of the rotor angular velocity omega r T1 (acceleration time Ja ^ during power running ) Differs from the deceleration time T2 (corresponding to the deceleration time Jd #) of the rotor angular speed ωr during regeneration, and it can be seen that T1> T2. Then, as time elapses, the iron loss compensation functions effectively, and the acceleration time T1 and the deceleration time T2 become the same as in the simulation result of the first embodiment in FIG. 9, and T1 = T2. Understand. This is because the iron loss resistance estimated value rc ^ is estimated such that the acceleration time T1 and the deceleration time T2 are the same, and the exciting iron loss current icd and the torque iron This is because the loss current icq is estimated and iron loss is compensated. Iron loss resistance estimated value rc # becomes a stable value over time.

以上のように、本発明の実施形態の制御装置1は、実施例2の鉄損電流推定部20−2を有する鉄損電流補償部10を備えている。鉄損電流推定部20−2の鉄損抵抗推定手段25は、予め設定された初期の鉄損抵抗推定値rc^を出力し、当該鉄損抵抗推定値rc^に従い交流モータ3が制御される。   As described above, the control device 1 according to the embodiment of the present invention includes the iron loss current compensating unit 10 including the iron loss current estimating unit 20-2 according to the second embodiment. Iron loss resistance estimating means 25 of iron loss current estimating unit 20-2 outputs a preset initial iron loss resistance estimated value rc #, and AC motor 3 is controlled according to the iron loss resistance estimated value rc #. .

そして、鉄損抵抗推定手段25に備えた加速時間算出段26は、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出し、トルク指令τ*及び回転子加速度ωr・に基づいて、前記数式(3)により、交流モータ3の加速時間Ja^を算出する。また、減速時間算出段27は、トルク指令τ*及び回転子加速度ωr・に基づいて、前記数式(4)により、交流モータ3の減速時間Jd^を算出する。 The acceleration time calculation stage 26 with the core-loss resistance estimating means 25 calculates the rotor acceleration omega r · based on rotor angular velocity omega r, based on the torque command tau * and rotor acceleration omega r · Then, the acceleration time Ja 交流 of the AC motor 3 is calculated by the equation (3). Further, the deceleration time calculation stage 27 based on the torque command tau * and rotor acceleration omega r ·, wherein the equation (4), calculates the deceleration time of the AC motor 3 Jd ^.

鉄損抵抗推定段28は、加速時間Ja^と減速時間Jd^とが同一になるように鉄損抵抗推定値rc^を同定することで、鉄損抵抗推定値rc^を推定する。   The iron loss resistance estimating stage 28 estimates the iron loss resistance estimated value rc # by identifying the iron loss resistance estimated value rc # such that the acceleration time Ja # and the deceleration time Jd # are the same.

励磁用鉄損電流算出手段23は、鉄損抵抗推定段28により推定された鉄損抵抗推定値rc^を用いて、前記数式(1)により、励磁用鉄損電流icdを算出する。また、トルク用鉄損電流算出手段24は、鉄損抵抗推定段28により推定された鉄損抵抗推定値rc^を用いて、前記数式(2)により、トルク用鉄損電流icqを算出する。   The exciting iron loss current calculating means 23 calculates the exciting iron loss current icd by the equation (1) using the iron loss resistance estimated value rc # estimated by the iron loss resistance estimating stage 28. Further, the iron loss current calculating means for torque 24 calculates the iron loss current for torque icq by the above equation (2) using the iron loss resistance estimated value rc ^ estimated by the iron loss resistance estimating stage 28.

そして、減算部21は、励磁電流指令id*から励磁用鉄損電流icdを減算し、鉄損電流を補償した新たな励磁電流指令id*’を求め、加算部22は、トルク電流指令iq*にトルク用鉄損電流icqを加算し、鉄損電流を補償した新たなトルク電流指令iq*’を求める。そして、電流制御部11は、励磁電圧指令vd*及びトルク電圧指令vq*を算出する。   Then, the subtracting unit 21 subtracts the exciting iron loss current icd from the exciting current command id * to obtain a new exciting current command id * ′ that compensates for the iron loss current, and the adding unit 22 outputs the torque current command iq * Is added to the torque iron loss current icq to obtain a new torque current command iq * 'that compensates for the iron loss current. Then, the current control unit 11 calculates the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq *.

このようにして算出された励磁電圧指令vd*及びトルク電圧指令vq*は、3相交流電圧指令(U相交流電圧指令Vu*、V相交流電圧指令Vv*及びW相交流電圧指令Vw*)に変換され、電力増幅器2を介して交流モータ3が制御される。   The excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * calculated in this way are three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *). , And the AC motor 3 is controlled via the power amplifier 2.

そして、時間の経過と共に、鉄損抵抗推定手段25により推定される鉄損抵抗推定値rc^が安定し、鉄損補償が有効に機能した交流モータ3の制御が実現される。   Then, as time elapses, the iron loss resistance estimated value rc # estimated by the iron loss resistance estimating means 25 is stabilized, and control of the AC motor 3 in which iron loss compensation functions effectively is realized.

これにより、力行時及び回生時において、交流モータ3にて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令id*及びトルク電流指令iq*へ反映することができる。そして、交流モータ3にて発生する鉄損を補償することで、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   Thereby, at the time of power running and at the time of regeneration, compensation for iron loss occurring in AC motor 3 can be reflected on excitation current command id * and torque current command iq *. Then, by compensating for the iron loss generated in the AC motor 3, an actual torque corresponding to the torque command can be obtained, and the torque linearity can be improved.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、交流モータ3をIPMSM(図5(2)を参照)として説明した。本発明は、交流モータ3をIPMSMに限定するものではなく、IM(図5(1)を参照)及びSynRM(図5(3)を参照)等にも適用がある。交流モータ3がIMまたはSynRMの場合は、IPMSMマグネット磁束推定値φd^=0とすればよい。すなわち、図1に示した制御装置1において、鉄損電流補償部10の鉄損電流推定部20は、IPMSMマグネット磁束推定値φd^を入力しない。   As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified without departing from the technical idea thereof. In the embodiment, the AC motor 3 has been described as the IPMSM (see FIG. 5B). The present invention does not limit the AC motor 3 to IPMSM, but is also applicable to IM (see FIG. 5A) and SynRM (see FIG. 5C). When the AC motor 3 is IM or SynRM, the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^ = 0 may be set. That is, in control device 1 shown in FIG. 1, iron loss current estimating section 20 of iron loss current compensating section 10 does not input IPMSM magnet magnetic flux estimated value φdφ.

つまり、鉄損電流推定部20は、IPMSMマグネット磁束推定値φd^=0を入力した場合と同様の処理を行い、図2及び図3に示したトルク用鉄損電流算出手段24は、以下の数式により、電気角速度ω、d軸インダクタンス推定値Ld^、励磁電流指令id*及び鉄損抵抗推定値rc^から、トルク用鉄損電流icqを算出する。
〔数式2’〕
icq=(ω×Ld^×id*)/rc^ ・・・(2’)
That is, the iron loss current estimating unit 20 performs the same processing as when the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^ = 0 is input, and the iron loss current calculating unit for torque 24 shown in FIGS. The iron loss current icq for torque is calculated from the electrical angular velocity ω, the d-axis inductance estimated value Ld ^, the excitation current command id *, and the iron loss resistance estimated value rc ^ by a formula.
[Equation 2 ']
icq = (ω × Ld ^ × id *) / rc ^ (2 ′)

1 制御装置
2 電力増幅器
3 交流モータ
4 PG(パルスジェネレータ)
10 鉄損電流補償部
11 電流制御部
12,13 座標変換部
20 鉄損電流推定部
21,30,31,40,49 減算部
22,41 加算部
23 励磁用鉄損電流算出手段
24 トルク用鉄損電流算出手段
25 鉄損抵抗推定手段
26 加速時間算出段
27 減速時間算出段
28 鉄損抵抗推定段
32,33 制御部
42 除算部
43 正規化定数化部
44 低速フィルタ
45 可変比例ゲイン部
46,48 リミッタ
47 RCレギュレータ
50 乗算部
51 保持部
id*,id*’ 励磁電流指令
iq*,iq*’ トルク電流指令
icd 励磁用鉄損電流
icq トルク用鉄損電流
vd* 励磁電圧指令
vq* トルク電圧指令
Vu* U相交流電圧指令
Vv* V相交流電圧指令
Vw* W相交流電圧指令
iu U相交流電流検出値
iv V相交流電流検出値
iw W相交流電流検出値
id 励磁電流検出値
iq トルク電流検出値
ωr 回転子角速度
ω 電気角速度
rc^ 鉄損抵抗推定値
Ld^ d軸インダクタンス推定値
Lq^ q軸インダクタンス推定値
φd^ IPMSMマグネット磁束推定値
r1 入力側抵抗
r2n 出力側抵抗
i1 電流
ic 鉄損電流
idd 励磁電流
iqq トルク電流
rc 鉄損抵抗
σ 漏れ係数
p 極対数
Ld d軸インダクタンス
Lq q軸インダクタンス
φd IPMSMマグネット磁束
σL1 漏れインダクタンス
(1−σ)L1,(Ld−Lq) 励磁インダクタンス
θ 回転磁界位置
ωr・ 回転子加速度
Ja^ 加速時間
Jd^ 減速時間
τ* トルク指令
ω2n 回転子電気角速度
ωs すべり周波数
J^ 同定加速定数
ε 正規化定数
Kp ゲイン
δ 補正値
rc* 鉄損抵抗保持値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control device 2 Power amplifier 3 AC motor 4 PG (pulse generator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Iron loss current compensation part 11 Current control part 12, 13 Coordinate conversion part 20 Iron loss current estimation part 21, 30, 31, 40, 49 Subtraction part 22, 41 Addition part 23 Iron loss current calculation means 24 for excitation Iron for torque Loss current calculation means 25 iron loss resistance estimation means 26 acceleration time calculation stage 27 deceleration time calculation stage 28 iron loss resistance estimation stages 32 and 33 control unit 42 division unit 43 normalization constant conversion unit 44 low speed filter 45 variable proportional gain unit 46 48 Limiter 47 RC regulator 50 Multiplying unit 51 Holding unit id *, id * 'Exciting current command iq *, iq *' Torque current command icd Exciting iron loss current icq Torque iron loss current vd * Exciting voltage command vq * Torque voltage Command Vu * U-phase AC voltage command Vv * V-phase AC voltage command Vw * W-phase AC voltage command iu U-phase AC current detection value iv V-phase AC current detection value iw W-phase AC Flow detection value id exciting current detection value iq torque current detection value omega r rotor speed omega electrical angular rc ^ iron loss resistance estimation value Ld ^ d-axis inductance estimate Lq ^ q-axis inductance estimate .phi.d ^ IPMSM magnet flux estimation value r1 Input side resistance r2n Output side resistance i1 Current ic Iron loss current idd Excitation current iqq Torque current rc Iron loss resistance σ Leakage coefficient N p Number of pole pairs Ld d-axis inductance Lq q-axis inductance φd IPMSM Magnet flux σL1 Leakage inductance (1-σ) L1, (Ld-Lq) Excitation inductance θ Rotating magnetic field position ω r · Rotor acceleration Ja ^ Acceleration time Jd ^ Deceleration time τ * Torque command ω 2n Rotor electrical angular velocity ω s Slip frequency J ^ Identification acceleration constant ε Normalization constant Kp Gain δ Correction value rc * Iron loss resistance holding value

Claims (3)

励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、
前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、
前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、
前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たなトルク電流指令を求める加算部と、を備え、
前記鉄損電流推定部は、
前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びq軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、
前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値、d軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びd軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備え、
前記予め設定された鉄損抵抗推定値を、前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における前記交流モータの加速時間と回生時における前記交流モータの減速時間とが同一のときの値とする、ことを特徴とする制御装置。
In the control device that controls the AC motor based on the excitation current command and the torque current command,
An iron loss current estimating unit that estimates an iron loss current for excitation and an iron loss current for torque to compensate for iron loss occurring in the AC motor,
A subtraction unit that subtracts the excitation iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit from the excitation current command, and obtains a new excitation current command,
An adding unit that adds the torque iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit to the torque current command, and obtains a new torque current command,
The iron loss current estimation unit,
An exciting iron loss current calculating unit that calculates the exciting iron loss current based on the torque current command, the electric angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value and a q-axis inductance estimated value;
The exciting current command, the electric angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value, d-axis inductance estimated value and magnet magnetic flux estimated value, or the exciting current command, the electric angular velocity of the AC motor, and Based on the set iron loss resistance estimated value and the set d-axis inductance estimated value, the torque iron loss current calculating means for calculating the torque iron loss current,
The preset iron loss resistance estimation value is a value when the acceleration time of the AC motor during power running obtained from the rotor angular velocity of the AC motor and the deceleration time of the AC motor during regeneration are the same. A control device characterized by the above-mentioned.
励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、
前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、
前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、
前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たなトルク電流指令を求める加算部と、を備え、
前記鉄損電流推定部は、
前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における加速時間と回生時における減速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値を同定する鉄損抵抗推定手段と、
前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された前記鉄損抵抗推定値、及び予め設定されたq軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、
前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたd軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたd軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備えたことを特徴とする制御装置。
In the control device that controls the AC motor based on the excitation current command and the torque current command,
An iron loss current estimating unit that estimates an iron loss current for excitation and an iron loss current for torque to compensate for iron loss occurring in the AC motor,
A subtraction unit that subtracts the excitation iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit from the excitation current command, and obtains a new excitation current command,
An adding unit that adds the torque iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit to the torque current command, and obtains a new torque current command ,
The iron loss current estimation unit,
Iron loss resistance estimating means for identifying an iron loss resistance estimated value so that the acceleration time during power running obtained from the rotor angular velocity of the AC motor and the deceleration time during regeneration are the same,
Based on the torque current command, the electric angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset q-axis inductance estimated value, the exciting iron loss current is calculated. Exciting iron loss current calculating means for calculating,
The exciting current command, the electric angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset d-axis inductance estimated value and a magnet flux estimated value, or the excitation current instruction A torque iron for calculating the torque iron loss current based on the electric angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset d-axis inductance estimated value. A control device comprising: a loss current calculation unit.
請求項に記載の制御装置において、
前記鉄損抵抗推定手段は、
前記交流モータの回転子角速度及びトルク指令に基づいて、前記力行時における前記加速時間及び前記回生時における前記減速時間を算出し、前記加速時間と前記減速時間とが同一となるように、前記鉄損抵抗推定値を同定する、ことを特徴とする制御装置。
The control device according to claim 2 ,
The iron loss resistance estimating means,
The acceleration time during the power running and the deceleration time during the regeneration are calculated based on the rotor angular velocity and the torque command of the AC motor, and the iron is calculated so that the acceleration time and the deceleration time are the same. A control device for identifying a loss resistance estimated value.
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