JPH11235100A - Control method of electric motor - Google Patents
Control method of electric motorInfo
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- JPH11235100A JPH11235100A JP10031598A JP3159898A JPH11235100A JP H11235100 A JPH11235100 A JP H11235100A JP 10031598 A JP10031598 A JP 10031598A JP 3159898 A JP3159898 A JP 3159898A JP H11235100 A JPH11235100 A JP H11235100A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを介し
駆動される電動機の制御方法に関する。The present invention relates to a method for controlling a motor driven via an inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の電動機は、図８に示すように、ト
ルク指令Ｔref から電流指令演算器１によって、ｄ、ｑ
軸電流指令ｉd * 、ｉq * をつくり、電流制御器２で電
流検出器１０で検出された電流値を、電流演算器６で換
算し座標変換した電流検出値ｉd 、ｉq と比較し、電流
指令通りに電流を流すように制御する。電流制御器２の
出力を電圧指令ｖd * 、ｖq * とし、これから演算器３
で電圧指令ｖ* と電圧位相θｖをつくる。これをＰＷＭ
演算器４よりインバータ５に与えて電圧を出力しモータ
７を駆動する。モータ速度は速度検出器８で検出され速
度フィードバックされる。また、この速度信号ωを積分
器１１で積分してモータの位相（位置）θｍを演算して
いる。このような電動機７とインバータ５とを組合わせ
て運転する際に、先ずチューニングを行い電動機のパラ
メータを調整して用いるようにしているが、運転中の温
度変化によって、同期電動機ではマグネットの温度変化
によって発生する誘起電圧の低下によるパラメータず
れ、誘導電動機では温度変化による抵抗値等のパラメー
タずれ、センサレス速度制御においては温度変化によっ
て生じる誘起電圧定数などのパラメータの誤差、等によ
って制御性能の低下やトルクの低下を招いていた。こう
したパラメータ補正についての試みとしては、例えば、
誘起電圧定数を補正するするようにした特開平８−９６
９７号に提案の「誘導電動機のベクトル制御装置」があ
る。この場合は、低速時における制御精度の改善を主目
的としているが、基本的には、モータ速度＝誘起電圧成
分／Φ、の関係より誘起電圧定数Φを補正することで出
力電圧を調整して、速度制御を行っている。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 8, a conventional motor uses a current command calculator 1 to calculate d, q from a torque command Tref.
The axis current commands id * and iq * are generated, and the current value detected by the current detector 10 by the current controller 2 is converted by the current calculator 6 to be compared with the coordinate-converted current detection values id and iq. It controls so that an electric current may flow. The outputs of the current controller 2 are set as voltage commands vd * and vq *.
Creates a voltage command v * and a voltage phase θv. This is PWM
The arithmetic unit 4 outputs the voltage to the inverter 5 to drive the motor 7. The motor speed is detected by the speed detector 8 and the speed is fed back. Further, the speed signal ω is integrated by the integrator 11 to calculate the phase (position) θm of the motor. When such a motor 7 and the inverter 5 are operated in combination, the tuning is first performed to adjust the parameters of the motor, and the temperature of the magnet is changed in the synchronous motor due to the temperature change during operation. Parameters such as resistance due to temperature changes in induction motors, parameter errors such as induced voltage constants due to temperature changes in sensorless speed control, etc. Had been reduced. Attempts at such parameter correction include, for example,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-96 designed to correct an induced voltage constant
No. 97 proposes a "vector control device for induction motor". In this case, the main purpose is to improve the control accuracy at low speed, but basically, the output voltage is adjusted by correcting the induced voltage constant Φ from the relationship of motor speed = induced voltage component / Φ. , Speed control.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、温度変化によって誘導電動機では抵抗
値等のパラメータずれにより、同期電動機ではマグネッ
トの温度による誘起電圧の変化によって、トルク指令値
通りにトルクが出なくなったり、センサレス速度制御に
おいては誘起電圧定数などのパラメータに誤差が生じて
正しい速度推定ができなくなって、制御が不安定になっ
てしまうが、運転前に行う電動機定数の調整ではこうし
た運転中の温度変化によるパラメータずれに対しては効
果がないという問題があった。また、特開平８−９６９
７号に開示されている補正方法も、電圧値を用いて速度
精度を上げるように誘起電圧定数を調整するもので、肝
心のトルクに対しては補償の効果が無いという問題があ
った。そこで、本発明は温度変化あるいはインダクタン
ス等の電動機パラメータのずれに関係なく、トルク指令
と実際の出力トルクを一致させることができる、安定な
制御を可能にする電動機の制御方法を提供することにあ
る。However, in the above-mentioned conventional example, the torque is changed according to the torque command value due to the change in the induced voltage due to the temperature of the magnet in the synchronous motor due to the deviation of the resistance or the like in the induction motor due to the temperature change. In the sensorless speed control, errors occur in parameters such as the induced voltage constant, making it impossible to estimate the correct speed, and the control becomes unstable. There is a problem that there is no effect on a parameter shift due to a temperature change in the inside. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-969
The correction method disclosed in No. 7 also adjusts the induced voltage constant so as to increase the speed accuracy by using the voltage value, and has a problem that the essential torque is not compensated. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a control method for a motor that enables a stable control, in which a torque command and an actual output torque can be made to match regardless of a change in a motor parameter such as a temperature change or an inductance. .
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、所定のトルク指令に応じたトルクを発生
させる電流を流すようにした制御回路を有し、出力電圧
および出力電流を検出する手段を有する電動機の制御装
置において、電圧指令Ｖ* 若しくは電圧検出値Ｖdet お
よび電流検出値および電圧と電流の位相差θから、Ｖde
t ×Ｉ×cos θ、又はＶref ×Ｉ×cos θとして求めた
インバータ出力電力Ｐinv より電動機の銅損Ｉ2 ×ｒと
鉄損Ｗを引いた電動機出力電力Ｐout を演算して、出力
電力指令Ｐref ＝Ｔref ×ω（機械的回転速度）、とＰ
out が一致するするようにトルク指令を補正することを
特徴としている。また、インバータ出力電力Ｐinv 演算
に際しては、電圧指令Ｖref 若しくは電圧検出値Ｖdet
および電流検出値を用いて、ｄ軸およびｑ軸成分をｖd
、ｉd 、ｖq 、ｉq とした場合に内積ｖd * ×ｉd ＋
ｖq * ×ｉq を用いて、Ｐinv を計算することを特徴と
している。また、電力指令Ｐref と電動機出力電力Ｐou
t の比Ｐout ／Ｐref に基づいて、制御に用いている電
動機の誘起電圧定数をあらかじめ設定されている初期値
に対して補正を加えて使用することを特徴としている。
また、電力指令Ｐref と電動機出力電力Ｐout を一致さ
せる補正制御はＰＩ制御によることを特徴としている。
また、ベクトル制御により所定のトルク指令に応じたト
ルクを発生させる電流を流すようにした制御回路を有す
る電動機の制御装置において、磁軸方向をｄ軸としｄ軸
と直交する方向をｑ軸とする回転座標系に変換された出
力電圧をｖd 、ｖq 、電流をｉd 、ｉq 、誘起電圧定数
をΦ、電動機の回転速度をωｍおよびインダクタンスを
Ｌd 、Ｌq とした場合に、 無効電力Ｑ１＝ｖd ×ｉq −ｖq ×ｉd 、 無効電力Ｑ２＝ωｍ×Φ−ωｍ（Ｌd ×ｉd2＋Ｌq ×ｉ
q2）、 で表される無効電力Ｑ１、Ｑ２が一致するようにＱ２の
誘起電圧定数Φを調整し、調整された誘起電圧定数Φ’
を用いて制御することを特徴としている。また、あらか
じめ設定された誘起電圧定数によるベクトル制御により
電動機を駆動する際に、誘起電圧定数変動率Ｋ１＝Φ／
Φ’をトルク指令に乗じた値を新しいトルク指令として
用いることを特徴としている。電圧指令Ｖref 若しくは
電圧検出値Ｖdet および電流フィードバック値から有効
電力Ｐout を演算し、トルク指令Ｔref とモータの機械
的回転速度ωから求めた出力電力指令Ｐref とを比較し
て、電力指令Ｐref と実際の電力Ｐout が一致するよう
にトルク指令Ｔref を制御することによって、温度変化
による電動機パラメータのずれ等に関係なく、トルク指
令と実際の出力トルクを一致させることができる。ある
いは、インバータ出力電力Ｐinv を求める場合に、ｄ軸
およびｑ軸成分ｖd 、ｖq 、ｉd 、ｉq の内積として演
算するようにしたので、ｄ−ｑ回転座標系に変換された
電力計算により正確な出力電力の演算を行うことができ
る。あるいは、電力指令Ｐref と有効電力Ｐout の比Ｐ
out ／Ｐref により、電動機の誘起電圧定数Φの初期値
を補正して使用するので、センサレス制御において、モ
ータ速度推定器の速度推定値ωの推定に反映させ、トル
ク指令Ｔref と出力電力Ｐout を一致させる制御を正確
に行うことができる。あるいは、電力指令Ｐref と有効
電力Ｐout を一致させる制御を、ＰＩ制御で行うので、
正確な制御が可能になる。あるいは、電動機の電圧と電
流から演算した無効電力Ｑ１と、ｄ軸インダクタンスＬ
d 、ｑ軸インダクタンスＬq 、電動機の誘起電圧定数Φ
とモータ速度から演算した無効電力Ｑ２を比較し、Ｑ１
とＱ２が一致するように誘起電圧定数Φを調整し、この
誘起電圧定数の変化に応じてトルク指令値Ｔref を調整
することにより、特に同期電動機において誘起電圧定数
の変動の影響が少ないトルク制御が可能になると共に、
センサレス制御の場合には調整した誘起電圧定数Φ’に
よって制御の精度を上げることもできる。あるいは、誘
起電圧定数Φを調整して行うトルク指令Ｔref 調整の際
に、誘起電圧定数変動率Ｋ１＝Φ／Φ’を、トルク指令
Ｔref に乗じて調整を行うので、温度変化などによるパ
ラメータの変動に関係なくトルク指令と実際の出力を一
致させることができる。In order to achieve the above object, the present invention has a control circuit for supplying a current for generating a torque according to a predetermined torque command, and detects an output voltage and an output current. In the control device for a motor having means for performing the above operation, the voltage command V * or the voltage detection value Vdet, the current detection value, and the phase difference θ between the voltage and the current
From the inverter output power Pinv obtained as t × I × cos θ or Vref × I × cos θ, the motor output power Pout obtained by subtracting the copper loss I 2 × r and the iron loss W of the motor is calculated, and the output power command Pref = Tref x ω (mechanical rotation speed), and P
It is characterized in that the torque command is corrected so that out coincides. When calculating the inverter output power Pinv, the voltage command Vref or the voltage detection value Vdet is used.
The d-axis and q-axis components are calculated as
, Id, vq, iq, the inner product vd * xid +
It is characterized in that Pinv is calculated using vq * × iq. Also, the power command Pref and the motor output power Pou
It is characterized in that, based on the ratio Pout / Pref of t, the induced voltage constant of the motor used for control is used after correcting a preset initial value.
Further, the correction control for making the electric power command Pref and the motor output electric power Pout coincide with each other is characterized by PI control.
Also, in a control device for an electric motor having a control circuit that causes a current to generate a torque corresponding to a predetermined torque command by vector control, a magnetic axis direction is defined as a d-axis, and a direction orthogonal to the d-axis is defined as a q-axis. When the output voltage converted to the rotating coordinate system is vd, vq, the current is id, iq, the induced voltage constant is Φ, the rotation speed of the motor is ωm, and the inductance is Ld, Lq, the reactive power Q1 = vd × iq -vq × id, reactive power Q2 = ωm × Φ-ωm ( Ld × id 2 + Lq × i
q 2 ), the induced voltage constant Φ of Q2 is adjusted so that the reactive powers Q1 and Q2 represented by
The control is performed using Also, when driving the motor by vector control using a preset induced voltage constant, the induced voltage constant variation rate K1 = Φ /
It is characterized in that a value obtained by multiplying Φ 'by a torque command is used as a new torque command. The active power Pout is calculated from the voltage command Vref or the voltage detection value Vdet and the current feedback value, and the torque command Tref is compared with the output power command Pref obtained from the mechanical rotation speed ω of the motor, and the actual power command Pref is compared with the actual power command Pref. By controlling the torque command Tref so that the electric power Pout matches, the torque command and the actual output torque can be matched irrespective of the deviation of the motor parameters due to a temperature change. Alternatively, when the inverter output power Pinv is obtained, the calculation is performed as an inner product of the d-axis and q-axis components vd, vq, id, and iq. Therefore, an accurate output is obtained by calculating the power converted to the dq rotation coordinate system. Calculation of power can be performed. Alternatively, a ratio P between the power command Pref and the active power Pout
out / Pref, the initial value of the induced voltage constant Φ of the motor is used after correction, so that in the sensorless control, it is reflected in the estimation of the estimated speed ω of the motor speed estimator so that the torque command Tref and the output power Pout match. Control can be performed accurately. Alternatively, control for matching the power command Pref with the active power Pout is performed by PI control.
Accurate control becomes possible. Alternatively, the reactive power Q1 calculated from the voltage and current of the motor and the d-axis inductance L
d, q-axis inductance Lq, motor induced voltage constant Φ
And the reactive power Q2 calculated from the motor speed,
And Q2 are adjusted so that the induced voltage constant Φ coincides, and the torque command value Tref is adjusted according to the change in the induced voltage constant. As it becomes possible,
In the case of sensorless control, the control accuracy can be improved by adjusting the induced voltage constant Φ ′. Alternatively, when the torque command Tref is adjusted by adjusting the induced voltage constant Φ, the adjustment is performed by multiplying the induced voltage constant variation rate K1 = Φ / Φ 'by the torque command Tref. , The torque command and the actual output can be matched.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について図を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係る電動機の制御回路の構成図である。図
１において、９はインバータ５の出力電圧を検出する電
圧検出器で、１２は電圧検出器９による検出値を電流演
算器６と同様に換算し座標変換して電圧検出値ｖd 、ｖ
q を出力する電圧演算器である。１３は電力演算器で電
流演算器６からの電流値ｉd 、ｉq 、電圧演算器１２か
らの電圧値ｖd 、ｖq 、速度検出器８からのモータ速度
ωを入力して、電力比Ｋ１＝Ｐref ／Ｐout を演算す
る。１４は電力演算器１３からの電力比Ｋ１に基づきト
ルク指令Ｔref を補正する係数乗算器である。なお、そ
の他の図８に示す従来例と同一構成には同一符号を付し
て重複する説明は省略する。つぎに動作について説明す
る。インバータ出力を電圧検出器９で検出して、電圧演
算器１２で換算し座標変換を行い、電圧検出値ｖd 、ｖ
q を出力する。電力演算器１３はこのｖd 、ｖq と電流
演算器６からの電流値ｉd 、ｉq 、モータ速度ωを入力
して、電力指令Ｐref と出力電力Ｐout （有効電力）を
演算している。電力指令Ｐref はトルク指令Ｔref を入
力し、 Ｐref ＝Ｔref ×ω（機械的角換算）・・・・（１） として求めている。（１）式で用いるモータ速度ω（機
械角換算）は、速度指令ωref を機械的な速度に換算し
て用いても差支えない。出力電力Ｐout は、インバータ
出力Ｐinv ＝Ｖ×Ｉcos θ、よりモータ７の銅損ｒＩ2
と鉄損Ｗを引いた値として求める。すなわち、出力電力
Ｐout ＝Ｖdet ×Ｉcos θ−ｒＩ2 −Ｗ、である。 この中で、Ｉ＝（ｉd2＋ｉq2）1/2 でＶdet も同様であり、力率cos θを求めるＶdet とＩ
の相差角θは、ｖd 、ｖq 、ｉd 、ｉq から計算してい
る。又、銅損のモータ巻線抵抗ｒと鉄損Ｗはあらかじめ
別の方法で求めておくものとする。こうして求めた電力
指令Ｐref と出力電力Ｐout より、 ２つの電力の比Ｋ１＝Ｐref ／Ｐout を求めて乗算器１４でトルク指令Ｔref にＫ１を乗じ
て、補正後のトルク指令Ｔref ’を作成している。ここ
での計算は、それぞれ１相あたり、線間などに統一して
演算し、３相に換算して行っている。これによって電力
指令Ｐref と出力電力の有効電力分が一致するようにな
る。電力が一致するということは、すなわちトルク指令
Ｔref と実トルクが一致するということで、正確なトル
ク制御が可能になる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a control circuit of a motor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 9 denotes a voltage detector for detecting the output voltage of the inverter 5, and 12 denotes a voltage detection value vd, v which is obtained by converting the detection value of the voltage detector 9 in the same manner as the current calculator 6 and performing coordinate conversion.
This is a voltage calculator that outputs q. A power calculator 13 receives the current values id and iq from the current calculator 6, the voltage values vd and vq from the voltage calculator 12, and the motor speed ω from the speed detector 8, and inputs a power ratio K1 = Pref / Calculate Pout. A coefficient multiplier 14 corrects the torque command Tref based on the power ratio K1 from the power calculator 13. The same components as those of the conventional example shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. Next, the operation will be described. The output of the inverter is detected by a voltage detector 9, converted by a voltage calculator 12 to perform coordinate conversion, and the voltage detection values vd, v
Prints q. The power calculator 13 receives the vd and vq, the current values id and iq from the current calculator 6 and the motor speed ω, and calculates a power command Pref and an output power Pout (active power). As the power command Pref, a torque command Tref is input, and is calculated as Pref = Tref × ω (mechanical angle conversion) (1). The motor speed ω (mechanical angle conversion) used in the equation (1) may be obtained by converting the speed command ωref into a mechanical speed. The output power Pout is calculated from the inverter output Pinv = V × Icos θ and the copper loss rI 2 of the motor 7
And the iron loss W are subtracted. That is, output power Pout = Vdet × Icos θ−rI 2 −W. Among them, the same applies to Vdet when I = (id 2 + iq 2 ) 1/2 , and Vdet and I for obtaining the power factor cos θ
Is calculated from vd, vq, id, iq. Further, the motor winding resistance r and the iron loss W of the copper loss are determined in advance by another method. From the power command Pref and the output power Pout thus determined, a ratio K1 = Pref / Pout of the two powers is obtained, and the multiplier 14 multiplies the torque command Tref by K1 to create a corrected torque command Tref ′. . The calculation here is performed unifiedly for each phase, for example, between lines, and converted to three phases. As a result, the power command Pref matches the active power of the output power. The fact that the powers match, that is, that the torque command Tref matches the actual torque, enables accurate torque control.
【０００６】次に、本発明の第２の実施の形態について
図を参照して説明する。図２は本発明の第２の実施の形
態に係る電動機の制御回路の構成図である。図２に示す
第２の実施の形態は、図１に示す第１の実施の形態から
電圧検出器９と電圧演算器１２を省略して、電圧値とし
ては電圧指令ｖd * 、ｖq * を用いるようにしたもので
ある。その他の構成は図１と同一なので説明は省略す
る。つぎに動作について説明する。この場合、電力演算
器１３ではインバータ出力電力Ｐinv の演算を、ｄ−ｑ
座標系による電圧と電流の内積として計算する。電流ｉ
d 、ｉq と、電圧指令ｖd * 、ｖq * とモータ速度ωを
入力して、 出力電力Ｐout ＝ｖd * ×ｉd ＋ｖq * ×ｉq −ｒＩ2
−Ｗ として演算している。この演算で、電圧指令ｖd * 、ｖ
q * の代りに電流検出値から求めたｖd 、ｖq 、あるい
は電流検出値の代りに電流指令ｉd * 、ｉq * を用いて
もよい。こうして計算した出力電力Ｐout を用いて、 電力比Ｋ１＝Ｐref ／Ｐout を求めトルク指令Ｔref を調整する以降の動作は本発明
の第１の実施の形態と同じである。第２の実施の形態で
は、ｄ−ｑ回転座標系上で出力電力を演算するので、出
力電力の演算が正確、迅速に実施できる。なお、ここま
で図１および図２では誘導電動機の例について説明した
が、同期電動機の場合にはパラメータの誘起電圧定数Φ
に着目して、 電力比Ｋ１＝Ｐref ／Ｐout に基づき、誘起電圧定数Φを補正するように制御すれば
効率良い制御が可能になる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a configuration diagram of a control circuit for an electric motor according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment shown in FIG. 2, the voltage detector 9 and the voltage calculator 12 are omitted from the first embodiment shown in FIG. 1, and voltage commands vd * and vq * are used as voltage values. It is like that. Other configurations are the same as those in FIG. Next, the operation will be described. In this case, the power calculator 13 calculates the inverter output power Pinv by dq
It is calculated as the inner product of voltage and current in the coordinate system. Current i
d, iq, voltage commands vd * , vq * and motor speed ω, and output power Pout = vd * × id + vq * × iq−rI 2
−W is calculated. In this calculation, the voltage commands vd * , v
Instead of q * , vd, vq obtained from the current detection value, or current commands id * , iq * may be used instead of the current detection value. Using the output power Pout calculated in this manner, the power ratio K1 = Pref / Pout is determined, and the operation after adjusting the torque command Tref is the same as that of the first embodiment of the present invention. In the second embodiment, since the output power is calculated on the dq rotating coordinate system, the calculation of the output power can be performed accurately and quickly. Although the example of the induction motor has been described so far in FIGS. 1 and 2, in the case of the synchronous motor, the induced voltage constant Φ
Paying attention to the above, if the control is performed so as to correct the induced voltage constant Φ based on the power ratio K1 = Pref / Pout, efficient control becomes possible.
【０００７】次に、本発明の第３の実施の形態について
図を参照して説明する。図３は本発明の第３の実施の形
態に係る電動機の制御回路の構成図である。図３におい
て、１６はあらかじめ設定されている初期値の誘起電圧
定数設定値Φ、１７は係数乗算器で１／Ｋ１で補正され
た誘起電圧定数Φ’を出力する。１５は速度検出器８を
省略したセンサレス制御の場合にモータ速度を推定する
モータ速度推定器（オブザーバ）であり、電流値ｉd 、
ｉq より誘起電圧を求めて、モータ速度ω＝誘起電圧／
Φ’、としてモータ速度を推定するものである。その他
の構成については図２の場合と同一なので説明は省略す
る。つぎに動作について説明する。第３の実施の形態
は、センサレス制御を行った場合の例について、速度推
定用のオブザーバ１５で用いる誘起電圧定数Φを補正す
る方法を示したもので、補正量Ｋ１＝Ｐref ／Ｐout は
前実施の形態と同様に電力演算器１３で求めて、初期値
Φ１６を係数乗算器１７において電力演算器１３からの
Ｋ１に基づく係数１／Ｋ１（１／Ｋ１＝Ｐout ／Ｐref
相当）を乗じて補正した誘起電圧定数Φ’により、オブ
ザーバ１５でモータ速度の補正推定値ω＝誘起電圧Ｅ／
Φ’、を推定して出力する。以降の電力演算器１３で求
める電力比Ｋ１によるトルク指令Ｔref の調整は前実施
の形態と同じ手順である。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of a control circuit for a motor according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 16 denotes a preset initial value of the induced voltage constant Φ, and reference numeral 17 denotes a coefficient multiplier which outputs the induced voltage constant Φ ′ corrected by 1 / K1. Reference numeral 15 denotes a motor speed estimator (observer) for estimating a motor speed in the case of sensorless control in which the speed detector 8 is omitted.
iq to determine the induced voltage, motor speed ω = induced voltage /
The motor speed is estimated as Φ ′. The other configuration is the same as that of FIG. 2 and will not be described. Next, the operation will be described. The third embodiment shows a method of correcting the induced voltage constant Φ used in the speed estimation observer 15 in the case where the sensorless control is performed, and the correction amount K1 = Pref / Pout Similarly, the initial value Φ16 is obtained by the power calculator 13 and the coefficient multiplier 17 calculates the coefficient 1 / K1 based on K1 from the power calculator 13 (1 / K1 = Pout / Pref).
The corrected estimated value of the motor speed ω = induced voltage E /
Φ ′ is estimated and output. The subsequent adjustment of the torque command Tref based on the power ratio K1 obtained by the power calculator 13 is the same procedure as in the previous embodiment.
【０００８】次に、本発明の第４の実施の形態について
図を参照して説明する。図４は本発明の第４の実施の形
態に係る電動機の制御回路の構成図である。図４におい
て、１８は電力演算器１３で、電圧指令ｖd * 、ｖq
* 、電流ｉd、ｉq 、又は電流指令ｉd * 、ｉq * 、等
から出力電力Ｐout を、 Ｐou＝｜ｖq * ×ｉq * ＋ｖd * ×ｉd * −ｒＩ−Ｗ｜ で演算する出力電力演算器である。１９は電力指令Ｐre
f を Ｐref ＝｜Ｔref ’×ω｜ で演算する電力指令演算器であり、２０は比例ゲインＰ
と積分時定数ＴｉによるＰＩ制御器である。図４に示す
第４の実施の形態は図１〜３に示す電力演算器１３と係
数乗算器１４に相当する回路であり、出力電力演算器１
８で演算する出力電力Ｐout と、電力指令演算器１９で
演算する電力指令Ｐref の偏差が０となるように、ＰＩ
制御器２０でＰＩ制御を行ってトルク指令Ｔref と実ト
ルクが一致するように制御するものである。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a configuration diagram of a control circuit for an electric motor according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numeral 18 denotes a power calculator 13, which is a voltage command vd * , vq
* , Current id, iq, or current commands id * , iq * , etc., to calculate the output power Pout by Pou = | vq ** iq * + vd ** id * -rI-W | . 19 is the power command Pre
f = Pref = | Tref ′ × ω |, and 20 is a proportional gain P
And a PI controller using an integral time constant Ti. The fourth embodiment shown in FIG. 4 is a circuit corresponding to the power calculator 13 and the coefficient multiplier 14 shown in FIGS.
8 so that the deviation between the output power Pout calculated at 8 and the power command Pref calculated at the power command calculator 19 becomes zero.
The controller 20 performs PI control to control the torque command Tref so that it matches the actual torque.
【０００９】次に、本発明の第５の実施の形態について
図を参照して説明する。図５は本発明の第５の実施の形
態に係る電動機の制御回路の構成図である。図６は図５
に示す誘起電圧定数同定器の詳細図である。図５におい
て、３０はモータの電圧、電流、あるいは速度検出器８
により検出したモータ速度ωｍ、誘起電圧定数設定値
Φ、インダクタンスＬd 、Ｌq より無効電力Ｑ１、Ｑ２
を演算し、誘起電圧定数変動率Ｋ１’＝Φ／Φ’、を求
める誘起電圧同定器である。３１は誘起電圧同定器３０
で求めたＫ１’によってトルク指令Ｔref を補正して、
Ｔref ’とする係数乗算器である。その他の構成は前回
実施の形態と同一なので説明は省略する。つぎに動作に
ついて説明する。誘起電圧定数同定器３０は、図５のよ
うにｖd * 、ｖq * 、ｉd 、ｉq 、モータ速度ωｍ等の
入力から、無効電力Ｑ１、Ｑ２を次式１、２で演算す
る。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a configuration diagram of a control circuit for a motor according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 6 shows FIG.
FIG. 3 is a detailed view of an induced voltage constant identifier shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 30 denotes a motor voltage, current, or speed detector 8.
Speed ωm, induced voltage constant set value Φ, and reactive powers Q1, Q2 from inductances Ld, Lq
To calculate the induced voltage constant variation rate K1 ′ = Φ / Φ ′. 31 is an induced voltage identifier 30
The torque command Tref is corrected by K1 'obtained in
Tref 'is a coefficient multiplier. The other configuration is the same as that of the previous embodiment, and the description is omitted. Next, the operation will be described. As shown in FIG. 5, the induced voltage constant identifier 30 calculates reactive powers Q1 and Q2 from the inputs of vd * , vq * , id, iq, motor speed ωm, and the like according to the following equations (1) and (2).
【００１０】 Ｑ１＝ｖd * ×ｉq −ｖq * ×ｉd （１） Ｑ２＝ωｍ×Φ−ωｍ（Ｌd ×ｉd2＋Ｌq ×ｉq2） （２） 次に、偏差＝Ｑ１−Ｑ２、を求め、その偏差を減らす方
向に誘起電圧定数設定値Φを調整する。調整された誘起
電圧定数設定値ΦをΦ’として、初期状態からの誘起電
圧定数変動率Ｋ１’を、 Ｋ１’＝Φ／Φ’ で計算して、計算結果をトルク指令Ｔref に係数乗算器
３１で乗じて、補正後のトルク指令Ｔref ’を作成して
いる。こうして運転中の温度変化による誘起電圧定数の
変動に対してトルク指令を補正することによって、誘起
電圧定数等の変動に対しても影響のないトルク制御が実
現できる。図６は、このような無効電力Ｑ１、Ｑ２の演
算回路の詳細を示したもので、出力電圧ｖd 、ｖq （図
６はｖd * 、ｖq * に代えｖd 、ｖq を用いた例で、モ
ータ電圧としてはｖd * 、ｖq * 、又はｖd 、ｖq 、い
ずれも使用できる）と、電流ｉd 、ｉq 、より無効電力
Ｑ１を、電流ｉd 、ｉq 、モータ速度ωｍ、インダクタ
ンスＬd 、Ｌq 、誘起電圧定数設定値Φより無効電力Ｑ
２を演算して、Ｑ１からＱ２を引いた偏差を減ずるよう
に、調整則においてＰＩ制御等により誘起電圧定数Φを
補正してΦ’とする具体例を示したものである。又、モ
ータ速度は速度検出器８による検出値ωｍを基本とする
が、センサレス制御時には速度指令値を用いてもよい。
誘起電圧定数Φ’の調整法は図６に示す調整則で、偏差
（偏差＝Ｑ１−Ｑ２）を比例型、積分型あるいは、その
組み合わせを用いて調整するものとする。このような誘
起電圧定数変動率Ｋ１’によるトルク指令Ｔref ’の補
正方法は、電力比Ｋ１を用いる補正に比較し、特に同期
電動機の制御に有効である。[0010] Q1 = vd * × iq -vq * × id (1) Q2 = ωm × Φ-ωm (Ld × id 2 + Lq × iq 2) (2) Next, the deviation = Q1-Q2, the determined, the The induced voltage constant set value Φ is adjusted in a direction to reduce the deviation. With the adjusted induced voltage constant set value Φ as Φ ′, the induced voltage constant fluctuation rate K1 ′ from the initial state is calculated by K1 ′ = Φ / Φ ′, and the calculation result is added to the torque command Tref by the coefficient multiplier 31. To generate a corrected torque command Tref ′. In this manner, by correcting the torque command for the change in the induced voltage constant due to the temperature change during operation, torque control that is not affected by the change in the induced voltage constant or the like can be realized. FIG. 6 shows the details of the arithmetic circuit for such reactive powers Q1 and Q2. The output voltages vd and vq (FIG. 6 shows an example in which vd and vq are used instead of vd * and vq * , and the motor voltage , Vd * , vq * , or vd, vq can be used), current id, iq, and reactive power Q1, current id, iq, motor speed ωm, inductance Ld, Lq, and induced voltage constant set value. Reactive power Q from Φ
2 shows a specific example in which the induced voltage constant Φ is corrected to Φ ′ by PI control or the like in an adjustment law so as to reduce the deviation obtained by subtracting Q2 from Q1. Although the motor speed is basically based on the value ωm detected by the speed detector 8, a speed command value may be used during sensorless control.
The method of adjusting the induced voltage constant Φ ′ is to adjust the deviation (deviation = Q1−Q2) using a proportional type, an integral type, or a combination thereof according to the adjustment rule shown in FIG. Such a method of correcting the torque command Tref ′ based on the induced voltage constant variation rate K1 ′ is more effective than the correction using the power ratio K1, particularly for controlling the synchronous motor.
【００１１】次に本発明の第６の実施の形態について図
を参照して説明する。図７は本発明の第６の実施の形態
に係る電動機の制御回路の構成図である。図７に示す第
６の実施の形態は、前実施の形態に対してセンサレス制
御の場合であって、速度検出器８を省略してモータ速度
推定器１５を追加している。トルク指令補正量Ｋ１’＝
Φ／Φ’、については前実施の形態と同一であり、オブ
ザーバ１５はモータ速度推定値（速度指令値）ω＝誘起
電圧／Φ’、として推定し、トルク指令Ｔref の補正を
行っている。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a configuration diagram of a control circuit for a motor according to a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment shown in FIG. 7 is a case of sensorless control as compared with the previous embodiment, in which the speed detector 8 is omitted and a motor speed estimator 15 is added. Torque command correction amount K1 '=
Φ / Φ ′ is the same as in the previous embodiment, and the observer 15 estimates the motor speed estimated value (speed command value) ω = induced voltage / Φ ′, and corrects the torque command Tref.
【００１２】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電圧指令若しくは電圧検出値と電流フィードバック値か
ら有効電力Ｐout を演算し、トルク指令と速度ωから求
めた出力電力指令の電力Ｐref とを比較し、指令と実際
の電力が一致するようにトルク指令Ｔref を補正制御す
るので、温度変化、インダクタンス等の電動機パラメー
タのずれに関係なくトルク指令と実際の出力トルクを一
致させることができる。また、電動機の電圧、電流から
演算した無効電力Ｑ１と、ｄ軸インダクタンスとｑ軸イ
ンダクタンス、電動機の誘起電圧定数Φおよびモータ速
度から演算した無効電力Ｑ２とを比較し、２つの無効電
力が一致するように誘起電圧定数Φを調整する誘起電圧
定数の変化に応じたトルク指令Ｔref の補正制御によっ
て、特に同期電動機の制御の安定性に影響の大きい誘起
電圧のずれを補正できるので、安定な制御性能が得ら
れ、温度変化等による電動機のパラメータのずれに関係
なくトルク指令と実際の出力トルクを一致させることが
可能になり、特に同期電動機の安定なトルク制御を実現
できる。As described above, according to the present invention,
The active power Pout is calculated from the voltage command or the detected voltage value and the current feedback value, and the torque command Tref is compared with the output power command power Pref obtained from the torque command and the speed ω so that the command matches the actual power. , The torque command and the actual output torque can be made to match irrespective of changes in the motor parameters such as temperature change and inductance. The reactive power Q1 calculated from the voltage and current of the motor is compared with the reactive power Q2 calculated from the d-axis inductance and the q-axis inductance, the induced voltage constant Φ of the motor and the motor speed, and the two reactive powers match. In this way, the correction of the torque command Tref according to the change of the induced voltage constant Φ that adjusts the induced voltage constant Φ can correct the deviation of the induced voltage, which particularly affects the stability of control of the synchronous motor, so that stable control performance can be obtained. Can be obtained, and the torque command and the actual output torque can be made to match irrespective of the deviation of the parameters of the motor due to a temperature change or the like, and in particular, stable torque control of the synchronous motor can be realized.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電動機の制御
回路の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a control circuit of an electric motor according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る電動機の制御
回路の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a control circuit of a motor according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る電動機の制御
回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a control circuit of an electric motor according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る電動機の制御
回路の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a control circuit of a motor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る電動機の制御
回路の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a control circuit of a motor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】図５に示す誘起電圧定数同定器の詳細図であ
る。FIG. 6 is a detailed diagram of the induced voltage constant identifier shown in FIG.
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る電動機の制御
回路の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a control circuit of an electric motor according to a sixth embodiment of the present invention.
【図８】従来の電動機の制御回路の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a control circuit of a conventional electric motor.
１ 電流指令演算器 ２ 電流制御器 ３ Ｖ* 、θｖ演算器 ４ ＰＷＭ演算器 ５ インバータ ６ 電流演算器 ７ 電動機 ８ 速度検出器 ９ 電圧検出器 １０ 電流検出器 １１ 積分器 １２ 電圧演算器 １３ 電力演算器 １４、１７、３１ 係数乗算器 １５ モータ速度推定器 １６ 誘起電圧定数設定値 １８ 出力電力演算器 １９ 電力指令演算器 ２０ ＰＩ制御器 ３０ 誘起電圧定数同定器REFERENCE SIGNS LIST 1 current command calculator 2 current controller 3 V * , θv calculator 4 PWM calculator 5 inverter 6 current calculator 7 motor 8 speed detector 9 voltage detector 10 current detector 11 integrator 12 voltage calculator 13 power calculation Units 14, 17, 31 Coefficient multiplier 15 Motor speed estimator 16 Induced voltage constant set value 18 Output power calculator 19 Power command calculator 20 PI controller 30 Induced voltage constant identifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井浦 英昭 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 (72)発明者 小黒 龍一 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hideaki Iura 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Inside Yaskawa Electric Co., Ltd. (72) Ryuichi Oguro 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Prefecture Yaskawa Electric Corporation
Claims (6)
させる電流を流すようにした制御回路を有し、出力電圧
および出力電流を検出する手段を有する電動機の制御方
法において、 トルク指令値Ｔref 、電動機の一次巻線抵抗ｒ、鉄損
Ｗ、回転速度ω（機械角換算）あるいは回転速度指令ω
ref （機械角換算）、出力電圧Ｖ、出力電流Ｉおよび出
力電圧Ｖと出力電流Ｉの位相角θとしたとき、Ｔref ×
ωあるいはＴref ×ωref から求めた出力電力指令Ｐre
f と、電圧検出器で検出した出力電圧Ｖdet を用いたＶ
det ×Ｉ×cos θ若しくは出力電圧指令Ｖref を用いた
Ｖref ×Ｉ×cos θから求めたインバータ出力電力Ｐin
v から電動機の銅損ｒ×Ｉ2 と鉄損Ｗを引いた電動機出
力電力Ｐout が一致するようにトルク指令を補正するこ
とを特徴とする電動機の制御方法。1. A method for controlling an electric motor, comprising: a control circuit adapted to flow a current for generating a torque corresponding to a predetermined torque command; and means for detecting an output voltage and an output current. Motor primary winding resistance r, iron loss W, rotational speed ω (mechanical angle conversion) or rotational speed command ω
ref (mechanical angle conversion), output voltage V, output current I, and phase angle θ between output voltage V and output current I, Tref ×
Output power command Pre obtained from ω or Tref × ωref
f and V using the output voltage Vdet detected by the voltage detector.
det × I × cos θ or inverter output power Pin obtained from Vref × I × cos θ using output voltage command Vref
A motor control method comprising: correcting a torque command so that a motor output power Pout obtained by subtracting a copper loss r × I 2 of a motor from v and an iron loss W from v becomes equal.
て、前記電圧指令をＶref 、ｄ軸成分をｖd * 、ｑ軸成
分をｖq * 、電圧検出値のｄ軸成分をｖd 、ｑ軸成分を
ｖq 、電流検出値のｄ軸成分をｉd 、ｑ軸成分をｉqと
した場合に 内積（ｖd * ×ｉd ＋ｖq * ×ｉq ）あるいは（ｖd ×
ｉd ＋ｖq ×ｉq ） を用いてインバータ出力電力Ｐinv を計算することを特
徴とする電動機の制御方法。2. The motor control method according to claim 1, wherein the voltage command is Vref, the d-axis component is vd * , the q-axis component is vq * , the d-axis component of the detected voltage value is vd, and the q-axis component is vq, when the d-axis component of the current detection value is id and the q-axis component is iq, the inner product (vd * xid + vq * xiq) or (vdx
(id + vq.times.iq) to calculate the inverter output power Pinv.
において、前記電力指令Ｐref と電動機出力電力Ｐout
の比Ｐout ／Ｐref に基づいて、制御に用いている電動
機の誘起電圧定数をあらかじめ設定されている初期値に
対して補正を加えて使用することを特徴とする電動機の
制御方法。3. The motor control method according to claim 1, wherein said electric power command Pref and said motor output power Pout.
A motor control method characterized in that an induced voltage constant of a motor used for control is corrected based on a preset initial value and used based on the ratio Pout / Pref.
において、前記電力指令Ｐref と電動機出力電力Ｐout
が一致するようにＰＩ制御を行うことを特徴とする電動
機の制御方法。4. The motor control method according to claim 1, wherein the power command Pref and the motor output power Pout
A motor control method, wherein the PI control is performed so that the values of the motors coincide with each other.
応じたトルクを発生させる電流を流すようにした制御回
路を有する電動機の制御方法において、 磁軸方向をｄ軸とし、ｄ軸と直交する方向をｑ軸とする
回転座標系に変換された出力電圧をｖd 、ｖq 、出力電
流をｉd 、ｉq 、誘起電圧定数をΦ、電動機の電気的回
転速度をωｍおよびインダクタンスをＬd 、Ｌq とした
場合に、 無効電力Ｑ１＝ｖd ×ｉq −ｖq ×ｉd 、 無効電力Ｑ２＝ωｍ×Φ−ωｍ×（Ｌd ×ｉd2＋Ｌq ×
ｉq2）、 で表される無効電力Ｑ１、Ｑ２が一致するようにＱ２の
誘起電圧定数Φを調整し、調整された誘起電圧定数Φ’
を用いて制御を行うこと、この場合、ｖd 、ｖqはそれ
の指令値ｖd * 、ｖq * を用いてもよいこと、を特徴と
する電動機の制御方法。5. A control method for an electric motor having a control circuit configured to flow a current for generating a torque corresponding to a predetermined torque command by vector control, wherein a magnetic axis direction is a d-axis, and a direction orthogonal to the d-axis is a d-axis. When the output voltage converted to a rotating coordinate system with the q axis is vd, vq, the output current is id, iq, the induced voltage constant is Φ, the electric rotation speed of the motor is ωm, and the inductance is Ld, Lq, reactive power Q1 = vd × iq -vq × id , reactive power Q2 = ωm × Φ-ωm × (Ld × id 2 + Lq ×
iq 2 ), the induced voltage constant Φ of Q2 is adjusted so that the reactive powers Q1 and Q2 represented by
, And in this case, vd and vq may use their command values vd * and vq * .
て、あらかじめ設定された誘起電圧定数によるベクトル
制御により電動機を駆動する際に、誘起電圧定数変動率
Ｋ１＝Φ／Φ’をトルク指令に乗じた値を新しいトルク
指令として用いることを特徴とする電動機の制御方法。6. The motor control method according to claim 5, wherein when the motor is driven by vector control using a preset induced voltage constant, a torque command is multiplied by an induced voltage constant variation rate K1 = Φ / Φ ′. A method for controlling an electric motor, comprising using the obtained value as a new torque command.
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