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JP2008005629A - Motor control unit - Google Patents

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JP2008005629A
JP2008005629A JP2006172753A JP2006172753A JP2008005629A JP 2008005629 A JP2008005629 A JP 2008005629A JP 2006172753 A JP2006172753 A JP 2006172753A JP 2006172753 A JP2006172753 A JP 2006172753A JP 2008005629 A JP2008005629 A JP 2008005629A
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JP
Japan
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voltage
voltage vector
torque
axis component
current
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006172753A
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Japanese (ja)
Inventor
Teruhiro Imura
彰宏 井村
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control unit capable of improving torque response performance in the square-wave drive of a synchronous motor. <P>SOLUTION: A current sensor 94 detects the current flowing in the synchronous motor M; an adder 11 subtracts a q-axis current value i<SB>q</SB>, from a q-axis current command value i<SB>q</SB><SP>*</SP>for generating q-axis current deviation as a correction value; a voltage command generator 13 generates a voltage vector, corrected based on the q-axis current deviation. As a result, square-wave torque control is enabled with the vector control being maintained therein, and the occurrence of torque variations at transition to the square wave drive from sinusoidal wave drive is suppressed by improving the torque response. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ制御装置に関し、特に、指令トルクより算出した電圧ベクトルから3相矩形波電圧を出力して同期モータを駆動するモータ制御装置に関する。   The present invention relates to a motor control device, and more particularly to a motor control device that drives a synchronous motor by outputting a three-phase rectangular wave voltage from a voltage vector calculated from a command torque.

同期モータを直流電源を用いて駆動する際にはインバータを用い、パルス幅変調(PWM)波形電圧を印加することが広く行われている。しかしながら、PWM波形電圧を同期モータに加えるのでは電圧利用率に限界があり、例えば、高回転域で十分な高出力を得ることができないという問題がある。   When driving a synchronous motor using a DC power source, it is widely used to apply a pulse width modulation (PWM) waveform voltage using an inverter. However, applying the PWM waveform voltage to the synchronous motor has a limit in voltage utilization, and there is a problem that, for example, sufficient high output cannot be obtained in a high rotation range.

このような問題を解決するために、従来、矩形波電圧を同期モータに印加して回転駆動する技術が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。かかる技術によれば、高回転域の出力を向上させることができる。
特許第3746377号公報 特許第3674741号公報
In order to solve such a problem, conventionally, a technique has been proposed in which a rectangular wave voltage is applied to a synchronous motor for rotational driving (see, for example, Patent Documents 1 and 2). According to this technique, it is possible to improve the output in the high rotation range.
Japanese Patent No. 3746377 Japanese Patent No. 3674741

しかしながら、従来技術では、回転数の増大に従って正弦波駆動から矩形波駆動へ移行する際に大きなトルク変動が生じ、これに伴う衝撃が発生するという問題があった。   However, in the prior art, there is a problem that a large torque fluctuation occurs when the sine wave drive is shifted to the rectangular wave drive as the rotational speed increases, and an impact is generated.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、同期モータの矩形波駆動におけるトルク応答性能を向上可能なモータ制御装置を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object to be solved is to provide a motor control device capable of improving torque response performance in rectangular wave driving of a synchronous motor.

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。   Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.

1.指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記指令トルクと前記電流検出手段による検出電流とから補正値を算出する補正値算出手段と
を備え、
前記電圧ベクトルが前記補正値に基づいて補正されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
1. In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor;
Correction value calculation means for calculating a correction value from the command torque and a current detected by the current detection means,
A motor control device configured to correct the voltage vector based on the correction value.

手段1によれば、電流検出手段が、同期モータに流れる電流を検出し、補正値算出手段が、指令トルクと電流検出手段による検出電流とから補正値を算出し、その補正値に基づいて補正された電圧ベクトルによって3相矩形波電圧を出力して同期モータを駆動するので、ベクトル制御を維持した矩形波トルク制御が可能になると共に、トルク応答を向上させて、正弦波駆動から矩形波駆動への移行時におけるトルク変動を抑制することができる。   According to the means 1, the current detecting means detects the current flowing through the synchronous motor, and the correction value calculating means calculates the correction value from the command torque and the detected current by the current detecting means, and corrects based on the correction value. Because the synchronous motor is driven by outputting a three-phase rectangular wave voltage using the voltage vector, the rectangular wave torque control can be performed while maintaining the vector control, and the torque response is improved to drive the rectangular wave from the sine wave driving. The torque fluctuation at the time of shifting to can be suppressed.

2.前記補正値算出手段は、前記指令トルク及び前記検出電流のd軸成分より算出したq軸電流指令値と前記検出電流のq軸成分との偏差より前記補正値を算出することを特徴とする手段1に記載のモータ制御装置。   2. The correction value calculation means calculates the correction value from a deviation between a q-axis current command value calculated from the command torque and a d-axis component of the detection current and a q-axis component of the detection current. The motor control device according to 1.

手段2によれば、補正値算出手段が、指令トルク及び検出電流のd軸成分より算出したq軸電流指令値と検出電流のq軸成分との偏差より補正値を算出するので、指令トルクに応じた適切な電流を実現することができる。   According to the means 2, the correction value calculating means calculates the correction value from the deviation between the q-axis current command value calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current and the q-axis component of the detected current. A suitable current can be realized.

3.前記補正値算出手段は、前記指令トルク及び前記検出電流のq軸成分より算出したd軸電流指令値と前記検出電流のd軸成分との偏差より前記補正値を算出することを特徴とする手段1に記載のモータ制御装置。   3. The correction value calculation means calculates the correction value from a deviation between a d-axis current command value calculated from the command torque and a q-axis component of the detection current and a d-axis component of the detection current. The motor control device according to 1.

手段3によれば、補正値算出手段が、指令トルク及び検出電流のq軸成分より算出したd軸電流指令値と検出電流のd軸成分との偏差より補正値を算出するので、指令トルクに応じた適切な電流を実現することができる。   According to the means 3, the correction value calculating means calculates the correction value from the deviation between the d-axis current command value calculated from the command torque and the q-axis component of the detected current and the d-axis component of the detected current. A suitable current can be realized.

4.前記電圧ベクトルのd軸成分が前記補正値に基づいて補正され、且つ前記電圧ベクトルのq軸成分が所定の電圧ベクトル大きさと前記補正後の電圧ベクトルd軸成分との差に基づいて算出されるように構成されたことを特徴とする手段1乃至3のいずれかに記載のモータ制御装置。   4). The d-axis component of the voltage vector is corrected based on the correction value, and the q-axis component of the voltage vector is calculated based on a difference between a predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector d-axis component. The motor control device according to any one of means 1 to 3, wherein the motor control device is configured as described above.

手段4によれば、電圧ベクトルのd軸成分が補正値に基づいて補正され、且つ電圧ベクトルのq軸成分が所定の電圧ベクトル大きさと補正後の電圧ベクトルd軸成分との差に基づいて算出されるので、電圧に制限がある場合でもベクトル制御を維持した矩形波トルク制御でトルク応答を向上させることができる。   According to the means 4, the d-axis component of the voltage vector is corrected based on the correction value, and the q-axis component of the voltage vector is calculated based on the difference between the predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector d-axis component. Therefore, even when the voltage is limited, the torque response can be improved by the rectangular wave torque control maintaining the vector control.

5.前記電圧ベクトルのq軸成分が前記補正値に基づいて補正され、且つ前記電圧ベクトルのd軸成分が所定の電圧ベクトル大きさと前記補正後の電圧ベクトルq軸成分との差に基づいて算出されるように構成されたことを特徴とする手段1乃至3のいずれかに記載のモータ制御装置。   5. The q-axis component of the voltage vector is corrected based on the correction value, and the d-axis component of the voltage vector is calculated based on a difference between a predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector q-axis component. The motor control device according to any one of means 1 to 3, wherein the motor control device is configured as described above.

手段5によれば、電圧ベクトルのq軸成分が補正値に基づいて補正され、且つ電圧ベクトルのd軸成分が所定の電圧ベクトル大きさと補正後の電圧ベクトルq軸成分との差に基づいて算出されるので、電圧に制限がある場合でもベクトル制御を維持した矩形波トルク制御でトルク応答を向上させることができる。   According to the means 5, the q-axis component of the voltage vector is corrected based on the correction value, and the d-axis component of the voltage vector is calculated based on the difference between the predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector q-axis component. Therefore, even when the voltage is limited, the torque response can be improved by the rectangular wave torque control maintaining the vector control.

6.指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と
を備え、
前記電圧ベクトルのq軸成分が、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差より決定され且つ前記電圧ベクトルのd軸成分が前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルq軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
6). In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculating means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the power supply voltage,
The q-axis component of the voltage vector is determined from the deviation between the command torque and the detected torque, and the d-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component. A motor control device configured as described above.

手段6によれば、トルク検出手段が、同期モータのトルクを検出し、電圧検出手段が、電源電圧を検出し、制限値算出手段が、所定変調率と電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出すると共に、電圧ベクトルのq軸成分が、トルク指令値と検出トルクとの偏差より決定され且つ電圧ベクトルのd軸成分が電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルq軸成分との差より算出され、電圧ベクトルに基づく3相矩形波電圧を出力して同期モータを駆動するので、ベクトル制御を維持した矩形波トルク制御が可能になると共に高精度なトルク応答を実現することができる。   According to the means 6, the torque detection means detects the torque of the synchronous motor, the voltage detection means detects the power supply voltage, and the limit value calculation means calculates the voltage vector limit value from the product of the predetermined modulation factor and the power supply voltage. , The q-axis component of the voltage vector is determined from the deviation between the torque command value and the detected torque, and the d-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component, Since the synchronous motor is driven by outputting a three-phase rectangular wave voltage based on the voltage vector, the rectangular wave torque control can be performed while maintaining the vector control, and a highly accurate torque response can be realized.

7.指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と
を備え、
前記電圧ベクトルのd軸成分が、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差より決定され、且つ前記電圧ベクトルのq軸成分が前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルd軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
7). In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculating means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the power supply voltage,
The d-axis component of the voltage vector is determined from the deviation between the command torque and the detected torque, and the q-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component. A motor control device configured as described above.

手段7によれば、トルク検出手段が、同期モータのトルクを検出し、電圧検出手段が、電源電圧を検出し、制限値算出手段が、所定変調率と電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出すると共に、電圧ベクトルのd軸成分が、指令トルクと検出トルクとの偏差より決定され、且つ電圧ベクトルのq軸成分が電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルd軸成分との差より算出され、電圧ベクトルに基づく3相矩形波電圧を出力して同期モータを駆動するので、ベクトル制御を維持した矩形波トルク制御が可能になると共に高精度なトルク応答を実現することができる。   According to the means 7, the torque detecting means detects the torque of the synchronous motor, the voltage detecting means detects the power supply voltage, and the limit value calculating means calculates the voltage vector limit value from the product of the predetermined modulation factor and the power supply voltage. , The d-axis component of the voltage vector is determined from the deviation between the command torque and the detected torque, and the q-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component, Since the synchronous motor is driven by outputting a three-phase rectangular wave voltage based on the voltage vector, the rectangular wave torque control can be performed while maintaining the vector control, and a highly accurate torque response can be realized.

8.指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と、
前記同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記電圧ベクトルのd軸成分が、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差、及び前記指令トルクと前記検出電流のd軸成分とから算出したq軸電流指令値と前記検出電流のq軸成分との偏差より決定され、前記電圧ベクトルのq軸成分が、前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルd軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
8). In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculation means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the power supply voltage;
Current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor;
With
The d-axis component of the voltage vector includes a deviation between the command torque and the detected torque, a q-axis current command value calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current, and a q-axis component of the detected current. And a q-axis component of the voltage vector calculated from a difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component.

手段8によれば、トルク検出手段が、同期モータのトルクを検出し、電圧検出手段が、電源電圧を検出し、制限値算出手段が、所定変調率と電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出すると共に、電圧ベクトルのd軸成分が、指令トルクと検出トルクとの偏差、及び指令トルクと検出電流のd軸成分とから算出したq軸電流指令値と検出電流のq軸成分との偏差より決定され、電圧ベクトルのq軸成分が、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルd軸成分との差より算出され、電圧ベクトルに基づく3相矩形波電圧を出力して同期モータを駆動するので、所望の電圧ベクトルの大きさで矩形波トルク制御でのトルク応答性能を向上させることができる。   According to the means 8, the torque detecting means detects the torque of the synchronous motor, the voltage detecting means detects the power supply voltage, and the limit value calculating means calculates the voltage vector limit value from the product of the predetermined modulation factor and the power supply voltage. And the d-axis component of the voltage vector is the difference between the command torque and the detected torque, and the q-axis current command value calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current and the q-axis component of the detected current. Since the q-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component and the three-phase rectangular wave voltage based on the voltage vector is output to drive the synchronous motor. Torque response performance in rectangular wave torque control can be improved with a desired voltage vector magnitude.

9.指令トルクより算出した電圧ベクトルから3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記検出電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と、
前記同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記電圧ベクトルのq軸成分が、前記電圧ベクトル制限値から、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差、及び前記指令トルクと前記検出電流のd軸成分とから算出したq軸電流指令値と前記検出電流のq軸成分との偏差を減算することにより算出され、前記電圧ベクトルのd軸成分が、前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルq軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
9. In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage from a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculation means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the detected power supply voltage;
Current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor;
With
The q-axis component of the voltage vector is calculated from the voltage vector limit value, the deviation between the command torque and the detected torque, and the q-axis current command value calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current. Calculated by subtracting the deviation of the detected current from the q-axis component, and the d-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component. The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.

手段9によれば、トルク検出手段が、同期モータのトルクを検出し、電圧検出手段が、電源電圧を検出し、制限値算出手段が、所定変調率と電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出すると共に、電圧ベクトルのq軸成分が、電圧ベクトル制限値から、指令トルクと検出トルクとの偏差、及び指令トルクと検出電流のd軸成分とから算出したq軸電流指令値と検出電流のq軸成分との偏差を減算することにより算出され、電圧ベクトルのd軸成分が、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルq軸成分との差より算出され、電圧ベクトルに基づく3相矩形波電圧を出力して同期モータを駆動するので、所望の電圧ベクトルの大きさで矩形波トルク制御でのトルク応答性能を向上させることができる。   According to the means 9, the torque detecting means detects the torque of the synchronous motor, the voltage detecting means detects the power supply voltage, and the limit value calculating means calculates the voltage vector limit value from the product of the predetermined modulation factor and the power supply voltage. The q-axis component of the voltage vector is calculated from the voltage vector limit value, the deviation between the command torque and the detected torque, and the q-axis current command value and the detected current calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current. The d-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component, and the three-phase rectangular wave voltage based on the voltage vector is calculated. Since the synchronous motor is driven by outputting, the torque response performance in the rectangular wave torque control can be improved with a desired voltage vector magnitude.

10.前記電圧ベクトル制限値は、1以上の変調率を√(3/8)倍して得られる値と、前記検出電源電圧との積であることを特徴とする手段6乃至9のいずれかに記載のモータ制御装置。   10. The voltage vector limit value is a product of a value obtained by multiplying a modulation factor of 1 or more by √ (3/8) and the detected power supply voltage, according to any one of means 6 to 9, Motor control device.

手段10によれば、電圧ベクトル制限値は、1以上の変調率を√(3/8)倍して得られる値と、検出電源電圧との積であるので、電源電圧が変動してもトルク制御の応答性を一定に保つことができる。   According to the means 10, since the voltage vector limit value is a product of a value obtained by multiplying a modulation factor of 1 or more by √ (3/8) and the detected power supply voltage, the torque is controlled even if the power supply voltage fluctuates. Control responsiveness can be kept constant.

11.電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率が1以上の所定値に達した場合、前記d軸q軸電圧ベクトルを座標変換して得られる3相交流電圧の符号が正のとき、Vdc/2(Vdcは電源電圧)を前記3相矩形波電圧の電圧波高値とし、前記3相交流電圧の符号が負のとき、−Vdc/2を前記3相矩形波電圧の電圧波高値とすることを特徴とする手段1乃至10のいずれかに記載のモータ制御装置。   11. When the modulation factor calculated from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage reaches a predetermined value of 1 or more, the sign of the three-phase AC voltage obtained by coordinate conversion of the d-axis q-axis voltage vector is positive , Vdc / 2 (Vdc is the power supply voltage) is the voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage, and when the sign of the three-phase AC voltage is negative, −Vdc / 2 is the voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage. The motor control device according to any one of means 1 to 10, wherein:

手段11によれば、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率が1以上の所定値に達した場合、d軸q軸電圧ベクトルを座標変換して得られる3相交流電圧の符号が正のとき、Vdc/2(Vdcは電源電圧)を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、3相交流電圧の符号が負のとき、−Vdc/2を3相矩形波電圧の電圧波高値とするので、ベクトル制御を維持しつつ所望の変調率で矩形波制御に移行することができる。   According to the means 11, when the modulation factor calculated from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage reaches a predetermined value of 1 or more, the three-phase AC voltage obtained by coordinate conversion of the d-axis q-axis voltage vector is obtained. When the sign is positive, Vdc / 2 (Vdc is the power supply voltage) is the voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage, and when the sign of the three-phase AC voltage is negative, -Vdc / 2 is the voltage of the three-phase rectangular wave voltage. Since the peak value is set, it is possible to shift to rectangular wave control at a desired modulation rate while maintaining vector control.

12.3相交流電圧から3相矩形波電圧までの間に不足する出力電圧の電圧値割合を予め記憶し、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率に応じて前記出力電圧を補完するように構成されたことを特徴とする手段1乃至11のいずれかに記載のモータ制御装置。   12. The voltage value ratio of the output voltage that is insufficient between the three-phase AC voltage and the three-phase rectangular wave voltage is stored in advance, and the output voltage is determined according to the modulation factor calculated from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage. The motor control device according to any one of means 1 to 11, wherein the motor control device is configured to complement the above.

手段12によれば、3相交流電圧から3相矩形波電圧までの間に不足する出力電圧の電圧値割合を予め記憶し、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率に応じて出力電圧を補完するように構成されているので、電圧指令値と実電圧とを一致させることにより制御の発散を防止することができる。   According to the means 12, the voltage value ratio of the output voltage that is insufficient between the three-phase AC voltage and the three-phase rectangular wave voltage is stored in advance, and the modulation factor calculated from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage is stored. Since the output voltage is complemented, the control command can be prevented from diverging by matching the voltage command value with the actual voltage.

以下、本発明のモータ制御装置を具体化した各実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments embodying a motor control device of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、第一の実施形態のモータ制御装置1の全体構成について、図1の回路図を参照しつつ説明する。   First, the overall configuration of the motor control device 1 of the first embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG.

モータ制御装置1は、同期モータMを回転駆動するための制御装置であって、Iq(q軸電流)指令生成部10と、加算器11と、制御器12と、電圧指令生成部13と、3相2相変換部14と、2相3相変換部80と、PWM信号発生部84と、PWMインバータ90と、電源電圧検出部92と、電流センサ94と、ロータ角検出部96とを備えて構成される。   The motor control device 1 is a control device for rotationally driving the synchronous motor M, and includes an Iq (q-axis current) command generation unit 10, an adder 11, a controller 12, a voltage command generation unit 13, A three-phase / two-phase converter 14, a two-phase / three-phase converter 80, a PWM signal generator 84, a PWM inverter 90, a power supply voltage detector 92, a current sensor 94, and a rotor angle detector 96 are provided. Configured.

モータ制御装置1では、図示しない電子制御装置(ECU)で生成された指令トルクT*が、Iq指令生成部10と電圧指令生成部13とにそれぞれ入力される。電流センサ94は、同期モータMのU相,V相,W相の3相に流れる電流を検出し、U,V,W各相の電流検出値iu,iv,iwを3相2相変換部14に入力する。また、ロータ角検出部96から出力される同期モータMのロータ角度θは、3相2相変換部14と2相3相変換部80とにそれぞれ入力される。 In the motor control device 1, a command torque T * generated by an electronic control device (ECU) (not shown) is input to the Iq command generation unit 10 and the voltage command generation unit 13, respectively. The current sensor 94 detects the current flowing in the three phases U, V, and W of the synchronous motor M, and the detected current values i u , i v , and i w of each phase U, V, and W are three-phase two. Input to the phase converter 14. The rotor angle θ of the synchronous motor M output from the rotor angle detection unit 96 is input to the three-phase / two-phase conversion unit 14 and the two-phase / three-phase conversion unit 80, respectively.

3相2相変換部14は、3相交流電流を2相交流電流に変換する。具体的には、3相2相変換部14は、3相の電流検出値iu,iv,iwとロータ角度θとから2相のq軸電流iq、d軸電流idを算出し、d軸電流idをiq指令生成部10に、q軸電流iqを加算器11にそれぞれ入力する。 The three-phase / two-phase converter 14 converts a three-phase alternating current into a two-phase alternating current. Specifically, the three-to-two phase converter 14, three-phase current detection value i u, i v, i w and the two-phase from the rotor angle theta q-axis current i q, calculates a d-axis current i d and the d-axis current i d to iq command generating unit 10, respectively input to the adder 11 the q-axis current i q.

ここで、UVW座標とdq座標との関係について、図2を参照しつつ説明する。図2(a)は、固定座標の座標図を、同図(b)は回転座標の座標図をそれぞれ示している。図2(a)において、UVWは3相交流座標であり、αβは2相交流座標である。つまり、αβ座標は3相交流をベクトル合成したものである。図2(b)において、ロータ磁極位置がθre(真値、センサ値)によって表され、推定ロータ磁極位置がθ^(推定値)によって表される。dq座標は、真の回転座標であり、γδ座標は推定した回転座標である。   Here, the relationship between the UVW coordinates and the dq coordinates will be described with reference to FIG. 2A shows a coordinate diagram of fixed coordinates, and FIG. 2B shows a coordinate diagram of rotational coordinates. In FIG. 2A, UVW is a three-phase AC coordinate, and αβ is a two-phase AC coordinate. That is, the αβ coordinate is a vector composition of three-phase alternating current. In FIG. 2B, the rotor magnetic pole position is represented by θre (true value, sensor value), and the estimated rotor magnetic pole position is represented by θ ^ (estimated value). The dq coordinate is a true rotational coordinate, and the γδ coordinate is an estimated rotational coordinate.

Iq指令生成部10は、指令トルクT*とd軸電流idとからq軸電流指令値iq *を生成し、加算器11に入力する。加算器11は、q軸電流指令値iq *からq軸電流値iqを減算してq軸電流偏差を生成し、制御器12を介して電圧指令生成部13に入力する。 The Iq command generation unit 10 generates a q-axis current command value i q * from the command torque T * and the d-axis current i d and inputs it to the adder 11. The adder 11 subtracts the q-axis current value i q from the q-axis current command value i q * to generate a q-axis current deviation, and inputs the q-axis current deviation to the voltage command generation unit 13 via the controller 12.

電圧指令生成部13は、指令トルクT*とq軸電流偏差とから電圧ベクトルのd軸成分vd *及びq軸成分vq *を生成して2相3相変換部80に入力する。 The voltage command generator 13 generates a d-axis component v d * and a q-axis component v q * of the voltage vector from the command torque T * and the q-axis current deviation, and inputs them to the two-phase / three-phase converter 80.

2相3相変換部80は、2相交流電圧を3相交流電圧に変換する。具体的には、2相3相変換部80は、電圧ベクトルのd軸成分vd *及びq軸成分vq *とロータ角度θとから3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成してPWM信号発生部80に入力する。PWM信号発生部80は、3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *及び電源電圧検出部92からの検出電源電圧Vdcに基づいて、3相矩形波電圧を発生させるためのスイッチング信号をPWMインバータ90に供給する。このようにして、同期モータMが、矩形波電圧にて回転駆動される。 The two-phase / three-phase converter 80 converts a two-phase AC voltage into a three-phase AC voltage. Specifically, the two-phase three-phase conversion unit 80 calculates the three-phase voltage vectors v u * , v v * , v w from the d-axis component v d * and q-axis component v q * of the voltage vector and the rotor angle θ. * Is generated and input to the PWM signal generator 80. The PWM signal generator 80 is a switching signal for generating a three-phase rectangular wave voltage based on the three-phase voltage vectors v u * , v v * , v w * and the detected power supply voltage Vdc from the power supply voltage detector 92. Is supplied to the PWM inverter 90. In this way, the synchronous motor M is rotationally driven with a rectangular wave voltage.

ここで、図3に電圧ベクトルv*とd軸成分vd *及びq軸成分vq *との関係を示す。図3よりvd *、vq *を制御することで、電圧ベクトルv*を[1]から[2]へ高応答に制御できることがわかる。尚、実電圧制限は、電源電圧の大きさによって決定され(v*_lim)、指令制限は、変調率を所定値に指令することによって決定される。 FIG. 3 shows the relationship between the voltage vector v * , the d-axis component v d *, and the q-axis component v q * . It can be seen from FIG. 3 that the voltage vector v * can be controlled with high response from [1] to [2] by controlling v d * and v q * . The actual voltage limit is determined by the magnitude of the power supply voltage (v * _lim ), and the command limit is determined by commanding the modulation factor to a predetermined value.

次に、同期モータMの回転数の増大に伴って、正弦波駆動から矩形波駆動へ移行する際のトルク変動の測定結果について説明する。ここで、図4(a)は、正弦波駆動時の電圧波形を、同図(b)は矩形波駆動時の電圧波形を示している。図5は、正弦波駆動から矩形波駆動へ移行する際のトルク変動の測定結果を示すグラフであり、同図(a)は比較例のグラフを、同図(b)は実施例のグラフをそれぞれ示している。実施例は、図1に示す本実施形態を実施したものであり、比較例は従来技術を実施したものであり、比較例の構成は、図1におけるIq指令生成部10、加算器11、3相2相変換部14、及び電流センサ94に相当する構成を有していない。   Next, a description will be given of a measurement result of torque fluctuation when shifting from the sine wave drive to the rectangular wave drive as the number of rotations of the synchronous motor M increases. Here, FIG. 4A shows a voltage waveform at the time of sine wave driving, and FIG. 4B shows a voltage waveform at the time of rectangular wave driving. FIG. 5 is a graph showing measurement results of torque fluctuations when shifting from sine wave drive to rectangular wave drive. FIG. 5A is a graph of a comparative example, and FIG. 5B is a graph of an embodiment. Each is shown. The embodiment is one in which the present embodiment shown in FIG. 1 is implemented, the comparative example is one in which the prior art is implemented, and the structure of the comparative example is the Iq command generation unit 10, adders 11, 3 in FIG. 1. The configuration corresponding to the phase-to-phase conversion unit 14 and the current sensor 94 is not provided.

比較例では、図5(a)に示すように、正弦波駆動から矩形波駆動への移行時に、検出トルクが2[Nm]から3.4[Nm]に変動しており、約1.4[Nm]のトルク変動が発生していることがわかる。これに対し、実施例では、図5(b)に示すように、正弦波駆動から矩形波駆動への移行時にトルク変動が殆ど発生していないことがわかる。   In the comparative example, as shown in FIG. 5A, the detected torque fluctuates from 2 [Nm] to 3.4 [Nm] at the transition from the sine wave drive to the rectangular wave drive, and is about 1.4. It can be seen that a torque variation of [Nm] occurs. On the other hand, in the embodiment, as shown in FIG. 5B, it can be seen that there is almost no torque fluctuation at the time of transition from the sine wave drive to the rectangular wave drive.

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、電流センサ94が、同期モータMに流れる電流を検出し、加算器11が、q軸電流指令値iq *からq軸電流値iqを減算して補正値としてのq軸電流偏差を生成し、電圧指令生成部13が、q軸電流偏差に基づいて補正した電圧ベクトルを生成する。よって、ベクトル制御を維持した矩形波トルク制御が可能になると共に、トルク応答を向上させて、正弦波駆動から矩形波駆動への移行時におけるトルク変動の発生を抑制することができる。 As is clear from the above detailed description, according to the present embodiment, the current sensor 94 detects the current flowing through the synchronous motor M, and the adder 11 detects the q-axis current from the q-axis current command value i q *. The value iq is subtracted to generate a q-axis current deviation as a correction value, and the voltage command generation unit 13 generates a voltage vector corrected based on the q-axis current deviation. Therefore, it is possible to perform rectangular wave torque control while maintaining vector control, improve torque response, and suppress occurrence of torque fluctuation at the time of transition from sine wave driving to rectangular wave driving.

特に、指令トルクT*及び検出電流のd軸成分idより算出したq軸電流指令値iq *と検出電流のq軸成分iqとの偏差より補正値を算出するので、指令トルクT*に応じた適切な電流を実現することができる。 In particular, since the correction value is calculated from the deviation between the q-axis current command value i q * calculated from the command torque T * and the d-axis component i d of the detected current and the q-axis component i q of the detected current, the command torque T * An appropriate current according to the current can be realized.

尚、上記実施形態において、指令トルクT*及び検出電流のq軸成分iqより算出したd軸電流指令値id *と検出電流のd軸成分idとの偏差より補正値を算出するように変形して実施してもよい。 In the above embodiment, the correction value is calculated from the deviation between the d-axis current command value i d * calculated from the command torque T * and the q-axis component iq of the detected current and the d-axis component i d of the detected current. You may carry out by deform | transforming into.

次に、第二の実施形態のモータ制御装置2について、図6の回路図を参照しつつ説明する。尚、上記第一の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、それらについての説明を省略する。   Next, the motor control device 2 of the second embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as said 1st embodiment, and description about them is abbreviate | omitted.

モータ制御装置2は、Iq指令生成部20と、加算器21と、制御器22と、Vq電圧生成部23と、加算器24と、Vd算出部25と、3相2相変換部26と、2相3相変換部80と、PWM信号発生部84と、PWMインバータ90と、電源電圧検出部92と、電流センサ94と、ロータ角検出部96とを備えて構成される。   The motor control device 2 includes an Iq command generation unit 20, an adder 21, a controller 22, a Vq voltage generation unit 23, an adder 24, a Vd calculation unit 25, a three-phase to two-phase conversion unit 26, A two-phase / three-phase converter 80, a PWM signal generator 84, a PWM inverter 90, a power supply voltage detector 92, a current sensor 94, and a rotor angle detector 96 are configured.

モータ制御装置2では、指令トルクT*が、Iq指令生成部20とVq電圧生成部23とにそれぞれ入力される。電流センサ94は、同期モータMのU相,V相,W相の3相に流れる電流を検出し、U,V,W各相の電流検出値iu,iv,iwを3相2相変換部26に入力する。また、ロータ角検出部96から出力される同期モータMのロータ角度θは、3相2相変換部26と2相3相変換部80とにそれぞれ入力される。 In the motor control device 2, the command torque T * is input to the Iq command generation unit 20 and the Vq voltage generation unit 23, respectively. The current sensor 94 detects the current flowing in the three phases U, V, and W of the synchronous motor M, and the detected current values i u , i v , and i w of each phase U, V, and W are three-phase two. Input to the phase converter 26. The rotor angle θ of the synchronous motor M output from the rotor angle detection unit 96 is input to the three-phase / two-phase conversion unit 26 and the two-phase / three-phase conversion unit 80, respectively.

3相2相変換部26は、3相交流電流を2相交流電流に変換する。具体的には、3相2相変換部26は、3相の電流検出値iu,iv,iwとロータ角度θとから2相のq軸電流iq、d軸電流idを算出し、d軸電流idをiq指令生成部20に、q軸電流iqを加算器21にそれぞれ入力する。 The three-phase two-phase converter 26 converts a three-phase alternating current into a two-phase alternating current. Specifically, the three-to-two phase converter 26, three-phase current detection value i u, i v, i w and the two-phase from the rotor angle theta q-axis current i q, calculates a d-axis current i d and the d-axis current i d to iq command generating unit 20, is input to the adder 21 the q-axis current i q.

Iq指令生成部20は、指令トルクT*とd軸電流idとからq軸電流指令値iq *を生成し、加算器21に入力する。加算器21は、q軸電流指令値iq *からq軸電流値iqを減算してq軸電流偏差を生成し、制御器22を介して加算器24に入力する。 The Iq command generation unit 20 generates a q-axis current command value i q * from the command torque T * and the d-axis current i d and inputs it to the adder 21. The adder 21 subtracts the q-axis current value i q from the q-axis current command value i q * to generate a q-axis current deviation, and inputs the q-axis current deviation to the adder 24 via the controller 22.

Vq電圧生成部21は、電圧ベクトルq軸成分vq *を生成して加算器24に入力する。加算器24は、電圧ベクトルq軸成分vq *をq軸電流偏差に基づいて補正し、補正後の電圧ベクトルq軸成分vq *をVd算出部25及び2相3相変換部80にそれぞれ入力する。Vd算出部25は、所定の電圧ベクトルvmと補正後の電圧ベクトルq軸成分vq *とから電圧ベクトルd軸成分vd *を、数式vd *=√(vm 2−vq *2)によって算出し、2相3相変換部80に入力する。 The Vq voltage generator 21 generates a voltage vector q-axis component v q * and inputs it to the adder 24. Adder 24, respectively voltage vector q-axis component v q * is corrected based on the q-axis current deviation, the voltage vector q-axis component v q * after correction Vd calculator 25 and the two-to-three phase conversion unit 80 input. Vd calculating unit 25, a predetermined voltage vector v m and the corrected voltage vector q-axis component v q * and the voltage vector d-axis component from v d *, equation v d * = √ (v m 2 -v q * 2 ) and input to the two-phase / three-phase converter 80.

2相3相変換部80は、2相交流電圧を3相交流電圧に変換する。具体的には、2相3相変換部80は、電圧ベクトルのd軸成分vd *及びq軸成分vq *とロータ角度θとから3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成してPWM信号発生部80に入力する。PWM信号発生部80は、3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *及び電源電圧検出部92からの検出電源電圧Vdcに基づいて、3相矩形波電圧を発生させるためのスイッチング信号をPWMインバータ90に供給する。このようにして、同期モータMが、矩形波電圧にて回転駆動される。 The two-phase / three-phase converter 80 converts a two-phase AC voltage into a three-phase AC voltage. Specifically, the two-phase three-phase conversion unit 80 calculates the three-phase voltage vectors v u * , v v * , v w from the d-axis component v d * and q-axis component v q * of the voltage vector and the rotor angle θ. * Is generated and input to the PWM signal generator 80. The PWM signal generator 80 is a switching signal for generating a three-phase rectangular wave voltage based on the three-phase voltage vectors v u * , v v * , v w * and the detected power supply voltage Vdc from the power supply voltage detector 92. Is supplied to the PWM inverter 90. In this way, the synchronous motor M is rotationally driven with a rectangular wave voltage.

本実施形態によれば、電圧ベクトルq軸成分vq *が補正値に基づいて補正され、且つ電圧ベクトルd軸成分vd *が所定の電圧ベクトル大きさと補正後の電圧ベクトルq軸成分vq *との差に基づいて算出されるように構成されているので、電圧に制限がある場合でもベクトル制御を維持した矩形波トルク制御でトルク応答を向上させることができる。 According to the present embodiment, the voltage vector q-axis component v q * is corrected based on the correction value, and the voltage vector d-axis component v d * is a predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector q-axis component v q. Since the calculation is based on the difference from * , the torque response can be improved by the rectangular wave torque control that maintains the vector control even when the voltage is limited.

尚、上記実施形態において、電圧ベクトルd軸成分vd *が補正値に基づいて補正され、且つ電圧ベクトルq軸成分vq *が所定の電圧ベクトル大きさと補正後の電圧ベクトルd軸成分vd *との差に基づいて算出されるように変形して実施してもよい。 In the above embodiment, the voltage vector d-axis component v d * is corrected based on the correction value, and the voltage vector q-axis component v q * is a predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector d-axis component v d. Modifications may be made to calculate based on the difference from * .

次に、第三の実施形態のモータ制御装置3について、図7の回路図を参照しつつ説明する。   Next, the motor control device 3 of the third embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG.

モータ制御装置3は、加算器31と、トルク制御部32と、制限値算出部33と、Vq算出部34と、2相3相変換部80と、指令値加工部82と、PWM信号発生部84と、PWMインバータ90と、電源電圧検出部92と、ロータ角検出部96と、トルク検出部98とを備えて構成される。   The motor control device 3 includes an adder 31, a torque control unit 32, a limit value calculation unit 33, a Vq calculation unit 34, a two-phase / three-phase conversion unit 80, a command value processing unit 82, and a PWM signal generation unit. 84, a PWM inverter 90, a power supply voltage detector 92, a rotor angle detector 96, and a torque detector 98.

そして、指令トルクT*が加算器31に入力されると共に、トルク検出部98で検出された検出トルクTが加算器31に入力される。加算器31は、指令トルクT*から検出トルクTを減算してトルク偏差を生成して、トルク制御部32に入力する。トルク制御部32は、電圧ベクトルd軸成分vd *を生成し、Vq算出部34及び2相3相変換部80にそれぞれ入力する。 Then, the command torque T * is input to the adder 31 and the detected torque T detected by the torque detection unit 98 is input to the adder 31. The adder 31 subtracts the detected torque T from the command torque T * to generate a torque deviation and inputs it to the torque control unit 32. The torque control unit 32 generates a voltage vector d-axis component v d * and inputs it to the Vq calculation unit 34 and the two-phase / three-phase conversion unit 80.

一方、電源電圧検出部92は、PWMインバータ90の電源電圧Vdcを検出して制限値算出部33に入力する。制限値算出部33は、与えられた所定変調率と検出電源電圧Vdcとの積に√(3/8)を乗じて電圧ベクトル制限値を算出し、Vq算出部34に入力する。Vq算出部34は、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルd軸成分vd *との差より電圧ベクトルq軸成分vq *を算出し、2相3相変換部80に入力する。 On the other hand, the power supply voltage detection unit 92 detects the power supply voltage Vdc of the PWM inverter 90 and inputs it to the limit value calculation unit 33. The limit value calculation unit 33 calculates a voltage vector limit value by multiplying the product of the given predetermined modulation factor and the detected power supply voltage Vdc by √ (3/8), and inputs the voltage vector limit value to the Vq calculation unit 34. The Vq calculator 34 calculates the voltage vector q-axis component v q * from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component v d *, and inputs the voltage vector q-axis component v q * to the two-phase / three-phase converter 80.

2相3相電圧変換部80は、電圧ベクトルのd軸成分vd *及びq軸成分vq *とロータ角度θとから3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成して指令値加工部82に入力する。 The two-phase three-phase voltage converter 80 generates three-phase voltage vectors v u * , v v * , and v w * from the d-axis component v d * and q-axis component v q * of the voltage vector and the rotor angle θ. To the command value processing unit 82.

指令値加工部82は、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より変調率を算出し、変調率が1以上の所定値に達した場合、d軸q軸電圧ベクトルを座標変換して得られる3相交流電圧の符号が正のとき、Vdc/2(Vdcは電源電圧)を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、3相交流電圧の符号が負のとき、−Vdc/2を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、PWM信号発生部80に入力する。   The command value processing unit 82 calculates the modulation rate from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage. When the modulation rate reaches a predetermined value of 1 or more, the command value processing unit 82 is obtained by coordinate conversion of the d-axis q-axis voltage vector 3 When the sign of the phase AC voltage is positive, Vdc / 2 (Vdc is the power supply voltage) is the voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage, and when the sign of the three-phase AC voltage is negative, −Vdc / 2 is the three-phase rectangle. The voltage peak value of the wave voltage is input to the PWM signal generator 80.

ここで、図8(a)は、指令値加工部82における電圧指令の電源電圧への貼付けを説明する図であり、同図(b)はU相電圧の実出力電圧及び演算出力電圧の波形例を示すグラフである。   Here, FIG. 8A is a diagram for explaining the pasting of the voltage command to the power supply voltage in the command value processing unit 82, and FIG. 8B is the waveform of the actual output voltage and the calculated output voltage of the U-phase voltage. It is a graph which shows an example.

PWM信号発生部80は、入力された電圧波高値に基づいて3相矩形波電圧を発生させるためのスイッチング信号をPWMインバータ90に供給する。このようにして、同期モータMが、矩形波電圧にて駆動される。   The PWM signal generator 80 supplies the PWM inverter 90 with a switching signal for generating a three-phase rectangular wave voltage based on the input voltage peak value. In this way, the synchronous motor M is driven with a rectangular wave voltage.

本実施形態によれば、電圧ベクトルd軸成分vd *が、指令トルクT*と検出トルクTとの偏差より決定され、且つ電圧ベクトルq軸成分vq *が電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルd軸成分vd *との差より算出されるように構成されているので、ベクトル制御を維持した矩形波トルク制御を可能とすると共に高精度なトルク応答を実現することができる。 According to the present embodiment, the voltage vector d-axis component v d * is determined from the deviation between the command torque T * and the detected torque T, and the voltage vector q-axis component v q * is the voltage vector limit value and the voltage vector d. Since it is configured to be calculated from the difference from the axis component v d * , it is possible to perform rectangular wave torque control while maintaining vector control and to realize a highly accurate torque response.

次に、第四の実施形態のモータ制御装置4について、図9の回路図を参照しつつ説明する。   Next, the motor control device 4 of the fourth embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG.

モータ制御装置4は、加算器41と、トルク制御部42と、Iq指令生成部43と、加算器44と、制御器45と、加算器46と、制限値算出部47と、Vq算出部48と、3相2相変換部49と、2相3相変換部80と、指令値加工部82と、PWM信号発生部84と、PWMインバータ90と、電源電圧検出部92と、電流センサ94と、ロータ角検出部96と、トルク検出部98とを備えて構成される。   The motor control device 4 includes an adder 41, a torque controller 42, an Iq command generator 43, an adder 44, a controller 45, an adder 46, a limit value calculator 47, and a Vq calculator 48. A three-phase two-phase converter 49, a two-phase three-phase converter 80, a command value processing unit 82, a PWM signal generator 84, a PWM inverter 90, a power supply voltage detector 92, and a current sensor 94. The rotor angle detector 96 and the torque detector 98 are provided.

モータ制御装置4において、指令トルクT*が加算器41に入力されると共に、トルク検出部98で検出された検出トルクTが加算器41に入力される。加算器41は、指令トルクT*から検出トルクTを減算してトルク偏差を生成してトルク制御部42に入力する。トルク制御部42は、電圧ベクトルd軸成分vd *を生成して加算器46に入力する。 In the motor control device 4, the command torque T * is input to the adder 41 and the detected torque T detected by the torque detection unit 98 is input to the adder 41. The adder 41 subtracts the detected torque T from the command torque T * to generate a torque deviation and inputs it to the torque control unit 42. The torque control unit 42 generates a voltage vector d-axis component v d * and inputs it to the adder 46.

一方、指令トルクT*は、Iq指令生成部43にも入力される。電流センサ94は、同期モータMのU相,V相,W相に流れる電流を検出し、U,V,W各相の電流検出値iu,iv,iwを3相2相変換部49に入力する。また、ロータ角検出部96から出力される同期モータMのロータ角度は、3相2相変換部49と2相3相変換部80とにそれぞれ入力される。 On the other hand, the command torque T * is also input to the Iq command generation unit 43. The current sensor 94 detects currents flowing in the U phase, V phase, and W phase of the synchronous motor M, and converts the detected current values i u , i v , i w of the U, V, and W phases into a three-phase to two-phase conversion unit. 49. The rotor angle of the synchronous motor M output from the rotor angle detector 96 is input to the three-phase / two-phase converter 49 and the two-phase / three-phase converter 80, respectively.

3相2相変換部49は、3相の電流検出値iu,iv,iwとロータ角度θとからq軸電流iq、d軸電流idを算出し、d軸電流idをiq指令生成部43に、q軸電流iqを加算器44にそれぞれ入力する。 Three-to-two phase conversion unit 49, three-phase current detection value i u, i v, i w and the rotor angle θ from the q-axis current i q, and calculates a d-axis current i d, a d-axis current i d The q-axis current i q is input to the adder 44 to the iq command generator 43.

Iq指令生成部43は、指令トルクT*とd軸電流値idとからq軸電流指令値iq *を生成し、加算器44に入力する。加算器44は、q軸電流指令値iq *からq軸電流値iqを減算してq軸電流偏差を生成し、制御器45を介して加算器46に入力する。 The Iq command generation unit 43 generates a q-axis current command value i q * from the command torque T * and the d-axis current value i d and inputs it to the adder 44. The adder 44 subtracts the q-axis current value i q from the q-axis current command value i q * to generate a q-axis current deviation, and inputs the q-axis current deviation to the adder 46 via the controller 45.

加算器46は、トルク偏差とq軸電流偏差とから電圧ベクトルd軸成分vd *を生成し、Vq算出部48及び2相3相電圧変換部80にそれぞれ入力する。 The adder 46 generates a voltage vector d-axis component v d * from the torque deviation and the q-axis current deviation, and inputs the voltage vector d-axis component v d * to the Vq calculation unit 48 and the two-phase three-phase voltage conversion unit 80, respectively.

一方、電源電圧検出部92は、PWMインバータ90の電源電圧Vdcを検出し、制限値算出部47は、所定変調率と電源電圧Vdcとの積に√(3/8)を乗じて電圧ベクトル制限値を算出してVq算出部48に入力する。Vq算出部48は、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルd軸成分vd *との差より電圧ベクトルのq軸成分vq *を算出して2相3相電圧変換部80に入力する。 On the other hand, the power supply voltage detection unit 92 detects the power supply voltage Vdc of the PWM inverter 90, and the limit value calculation unit 47 multiplies the product of the predetermined modulation factor and the power supply voltage Vdc by √ (3/8) to limit the voltage vector. The value is calculated and input to the Vq calculator 48. The Vq calculator 48 calculates the q-axis component v q * of the voltage vector from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component v d *, and inputs it to the two-phase three-phase voltage converter 80.

2相3相電圧変換部80は、電圧ベクトルのd軸成分vd *及びq軸成分vq *とロータ角度θとから3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成して指令値加工部82に入力する。 The two-phase three-phase voltage converter 80 generates three-phase voltage vectors v u * , v v * , and v w * from the d-axis component v d * and q-axis component v q * of the voltage vector and the rotor angle θ. To the command value processing unit 82.

指令値加工部82は、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より変調率を算出し、変調率が1以上の所定値に達した場合、d軸q軸電圧ベクトルを座標変換して得られる3相交流電圧の符号が正のとき、Vdc/2(Vdcは電源電圧)を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、3相交流電圧の符号が負のとき、−Vdc/2を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、PWM信号発生部80に入力する。   The command value processing unit 82 calculates the modulation rate from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage. When the modulation rate reaches a predetermined value of 1 or more, the command value processing unit 82 is obtained by coordinate conversion of the d-axis q-axis voltage vector 3 When the sign of the phase AC voltage is positive, Vdc / 2 (Vdc is the power supply voltage) is the voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage, and when the sign of the three-phase AC voltage is negative, −Vdc / 2 is the three-phase rectangle. The voltage peak value of the wave voltage is input to the PWM signal generator 80.

PWM信号発生部80は、入力された電圧波高値に基づいて3相矩形波電圧を発生させるためのスイッチング信号をPWMインバータ90に供給する。このようにして、同期モータMが、矩形波電圧にて駆動される。   The PWM signal generator 80 supplies the PWM inverter 90 with a switching signal for generating a three-phase rectangular wave voltage based on the input voltage peak value. In this way, the synchronous motor M is driven with a rectangular wave voltage.

本実施形態によれば、電圧ベクトルd軸成分vd *が、指令トルクT*と検出トルクTとの偏差、及び指令トルクT*と検出電流のd軸成分idとから算出したq軸電流指令値iq *と検出電流のq軸成分iqとの偏差より決定され、電圧ベクトルq軸成分vq *が、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルd軸成分vd *との差より算出されるので、所望の電圧ベクトルの大きさで矩形波トルク制御でのトルク応答性能を向上させることができる。 According to this embodiment, * the voltage vector d-axis component v d, the command torque T * and the deviation between the detected torque T, and the command torque T * that is calculated from the d-axis component i d of the detected current q-axis current The voltage vector q-axis component v q * is determined from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component v d *, which is determined from the deviation between the command value i q * and the detected current q-axis component i q. Therefore, the torque response performance in the rectangular wave torque control can be improved with a desired voltage vector magnitude.

次に、第五の実施形態のモータ制御装置5について、図10の回路図を参照しつつ説明する。   Next, the motor control device 5 of the fifth embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG.

モータ制御装置5は、加算器51と、トルク制御部52と、Iq指令生成部53と、加算器54と、制御器55と、加算器56と、加算器57と、制限値算出部58と、Vq算出部59と、3相2相変換部60と、2相3相変換部80と、指令値加工部82と、PWM信号発生部84と、PWMインバータ90と、電源電圧検出部92と、電流センサ94と、ロータ角検出部96と、トルク検出部98とを備えて構成される。   The motor control device 5 includes an adder 51, a torque controller 52, an Iq command generator 53, an adder 54, a controller 55, an adder 56, an adder 57, and a limit value calculator 58. Vq calculation unit 59, three-phase two-phase conversion unit 60, two-phase three-phase conversion unit 80, command value processing unit 82, PWM signal generation unit 84, PWM inverter 90, power supply voltage detection unit 92, The current sensor 94, the rotor angle detector 96, and the torque detector 98 are provided.

モータ制御装置5では、指令トルクT*が加算器51に入力されると共に、トルク検出部98で検出された検出トルクTが加算器51に入力される。加算器51は、指令トルクT*から検出トルクTを減算してトルク偏差を生成し、トルク制御部52に入力する。トルク制御部52は、電圧ベクトルd軸成分vd *を生成して加算器56に入力する。 In the motor control device 5, the command torque T * is input to the adder 51 and the detected torque T detected by the torque detection unit 98 is input to the adder 51. The adder 51 generates a torque deviation by subtracting the detected torque T from the command torque T * and inputs the torque deviation to the torque control unit 52. The torque control unit 52 generates a voltage vector d-axis component v d * and inputs it to the adder 56.

一方、指令トルクT*は、Iq指令生成部53にも入力される。電流センサ94は、同期モータMのU相,V相,W相に流れる電流を検出し、U,V,W各相の電流検出値iu,iv,iwを3相2相変換部60に入力する。また、ロータ角検出部96から出力される同期モータMのロータ角度は、3相2相変換部60と2相3相変換部80とにそれぞれ入力される。 On the other hand, the command torque T * is also input to the Iq command generation unit 53. The current sensor 94 detects currents flowing in the U phase, V phase, and W phase of the synchronous motor M, and converts the detected current values i u , i v , i w of the U, V, and W phases into a three-phase to two-phase conversion unit. Enter 60. The rotor angle of the synchronous motor M output from the rotor angle detector 96 is input to the three-phase / two-phase converter 60 and the two-phase / three-phase converter 80, respectively.

3相2相変換部60は、3相の電流検出値iu,iv,iwとロータ角度θとからq軸電流iq、d軸電流idを算出し、d軸電流idをiq指令生成部53に、q軸電流iqを加算器54にそれぞれ入力する。 The three-phase / two-phase converter 60 calculates the q-axis current i q and the d-axis current i d from the detected current values i u , i v , i w of the three phases and the rotor angle θ, and calculates the d-axis current i d . The q-axis current i q is input to the adder 54 to the iq command generator 53.

Iq指令生成部53は、指令トルクT*とd軸電流値idとからq軸電流指令値iq *を生成し、加算器54に入力する。加算器54は、q軸電流指令値iq *からq軸電流値iqを減算してq軸電流偏差を生成し、制御器55を介して加算器56に入力する。 The Iq command generation unit 53 generates a q-axis current command value i q * from the command torque T * and the d-axis current value i d and inputs it to the adder 54. The adder 54 subtracts the q-axis current value i q from the q-axis current command value i q * to generate a q-axis current deviation and inputs the q-axis current deviation to the adder 56 via the controller 55.

加算器56は、トルク偏差とq軸電流偏差とから電圧ベクトルd軸成分vd *を生成して加算器57に入力する。 The adder 56 generates a voltage vector d-axis component v d * from the torque deviation and the q-axis current deviation and inputs the voltage vector d-axis component v d * to the adder 57.

一方、電源電圧検出部92は、PWMインバータ90の電源電圧Vdcを検出し、制限値算出部58は、所定変調率と電源電圧Vdcとの積に√(3/8)を乗じて電圧ベクトル制限値を算出してVd算出部59及び加算器57にそれぞれ入力する。加算器57は、電圧ベクトル制限値と加算器56の出力との差より電圧ベクトルq軸成分vq *を生成し、Vd算出部59及び2相3相電圧変換部80に入力する。 On the other hand, the power supply voltage detection unit 92 detects the power supply voltage Vdc of the PWM inverter 90, and the limit value calculation unit 58 multiplies the product of the predetermined modulation factor and the power supply voltage Vdc by √ (3/8) to limit the voltage vector. The value is calculated and input to the Vd calculation unit 59 and the adder 57, respectively. The adder 57 generates a voltage vector q-axis component v q * from the difference between the voltage vector limit value and the output of the adder 56 and inputs the voltage vector q-axis component v q * to the Vd calculation unit 59 and the two-phase three-phase voltage conversion unit 80.

Vd算出部59は、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルq軸成分とから電圧ベクトルd軸成分vd *を算出して2相3相電圧変換部80に入力する。 The Vd calculation unit 59 calculates a voltage vector d-axis component v d * from the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component, and inputs the voltage vector d-axis component v d * to the two-phase three-phase voltage conversion unit 80.

2相3相電圧変換部80は、電圧ベクトルのd軸成分vd *及びq軸成分vq *とロータ角度θとから3相電圧ベクトルvu *,vv *,vw *を生成して指令値加工部82に入力する。 The two-phase three-phase voltage converter 80 generates three-phase voltage vectors v u * , v v * , and v w * from the d-axis component v d * and q-axis component v q * of the voltage vector and the rotor angle θ. To the command value processing unit 82.

指令値加工部82は、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より変調率を算出し、変調率が1以上の所定値に達した場合、d軸q軸電圧ベクトルを座標変換して得られる3相交流電圧の符号が正のとき、Vdc/2(Vdcは電源電圧)を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、3相交流電圧の符号が負のとき、−Vdc/2を3相矩形波電圧の電圧波高値とし、PWM信号発生部80に入力する。   The command value processing unit 82 calculates the modulation rate from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage. When the modulation rate reaches a predetermined value of 1 or more, the command value processing unit 82 is obtained by coordinate conversion of the d-axis q-axis voltage vector 3 When the sign of the phase AC voltage is positive, Vdc / 2 (Vdc is the power supply voltage) is the voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage, and when the sign of the three-phase AC voltage is negative, −Vdc / 2 is the three-phase rectangle. The voltage peak value of the wave voltage is input to the PWM signal generator 80.

PWM信号発生部80は、入力された電圧波高値に基づいて3相矩形波電圧を発生させるためのスイッチング信号をPWMインバータ90に供給する。このようにして、同期モータMが、矩形波電圧にて駆動される。   The PWM signal generator 80 supplies the PWM inverter 90 with a switching signal for generating a three-phase rectangular wave voltage based on the input voltage peak value. In this way, the synchronous motor M is driven with a rectangular wave voltage.

本実施形態によれば、電圧ベクトルq軸成分vq *が、電圧ベクトル制限値から、指令トルクT*と検出トルクTとの偏差、及び指令トルクT*と検出電流のd軸成分idとから算出したq軸電流指令値iq *と検出電流のq軸成分iqとの偏差を減算することにより算出され、電圧ベクトルd軸成分vd *が、電圧ベクトル制限値と電圧ベクトルq軸成分vq *との差より算出されるように構成されているので、所望の電圧ベクトルの大きさで矩形波トルク制御でのトルク応答性能を向上させることができる。 According to this embodiment, * the voltage vector q axis component v q, a voltage vector limit, the deviation between the command torque T * and the detected torque T, and a d-axis component i d of the command torque T * and the detected current The voltage vector d-axis component v d * is calculated by subtracting the deviation between the q-axis current command value i q * calculated from the q-axis component i q of the detected current, and the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis Since it is configured to be calculated from the difference from the component v q * , the torque response performance in the rectangular wave torque control can be improved with a desired voltage vector magnitude.

尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the main point of this invention.

例えば、前記第三乃至第五の実施形態における指令値加工部82において、3相交流電圧から3相矩形波電圧までの間に不足する出力電圧の電圧値割合を予め記憶し、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率に応じて出力電圧を補完するように構成してもよい。例えば、U相電圧をVu*、不足電圧割合をKとしたとき、補完後の出力電圧Vu**は、数式Vu**=Vu*+K・Vu*のように表され、変調率Modは、以下の数式1によって表される。 For example, in the command value processing unit 82 in the third to fifth embodiments, the voltage value ratio of the output voltage deficient between the three-phase AC voltage and the three-phase rectangular wave voltage is stored in advance, and the voltage vector command and You may comprise so that an output voltage may be supplemented according to the modulation factor computed from ratio with a power supply voltage. For example, when the U-phase voltage is Vu * and the undervoltage ratio is K, the complemented output voltage Vu ** is expressed as the equation Vu ** = Vu * + K · Vu * , and the modulation rate Mod is It is represented by the following formula 1.

Figure 2008005629
Figure 2008005629

また、図11(a)は、U相電圧Vu*の変調率による補完を説明するための図であり、同図(b)は、変調率と不足電圧割合Kとの関係の一例を示すグラフである。本変形例によれば、電圧指令値と実電圧とを一致させることにより制御の発散を防止することができる。 FIG. 11A is a diagram for explaining complementation by the modulation rate of the U-phase voltage Vu * , and FIG. 11B is a graph showing an example of the relationship between the modulation rate and the undervoltage ratio K. It is. According to this modification, it is possible to prevent control divergence by matching the voltage command value with the actual voltage.

本発明は、モータ制御装置において同期モータの矩形波駆動におけるトルク応答性能を向上させる必要がある場合に利用可能である。   The present invention can be used when it is necessary to improve the torque response performance in the rectangular wave drive of the synchronous motor in the motor control device.

本発明の第一の実施形態であるモータ制御装置の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram showing the whole motor control device composition which is a first embodiment of the present invention. (a)は固定座標の座標図であり、(b)は回転座標の座標図である。(A) is a coordinate diagram of fixed coordinates, and (b) is a coordinate diagram of rotational coordinates. 電圧ベクトルv*とd軸成分vd *及びq軸成分vq *との関係を示す図である。It is a graph showing the relationship between the voltage vector v * and the d-axis component v d * and the q-axis component v q *. (a)は正弦波駆動時の電圧波形を示す図であり、(b)は矩形波駆動時の電圧波形を示す図である。(A) is a figure which shows the voltage waveform at the time of a sine wave drive, (b) is a figure which shows the voltage waveform at the time of a rectangular wave drive. 正弦波駆動から矩形波駆動へ移行する際のトルク変動の測定結果を示すグラフであり、(a)は比較例のグラフを、(b)は実施例のグラフをそれぞれ示している。It is a graph which shows the measurement result of the torque fluctuation at the time of changing to a sine wave drive from a square wave drive, (a) shows the graph of a comparative example, (b) has shown the graph of the Example, respectively. 第二の実施形態であるモータ制御装置の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of the motor control apparatus which is 2nd embodiment. 第三の実施形態であるモータ制御装置の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of the motor control apparatus which is 3rd embodiment. (a)は指令値加工部における電圧指令の電源電圧への貼付けを説明する図であり、(b)はU相電圧の実出力電圧及び演算出力電圧の波形例を示すグラフである。(A) is a figure explaining the sticking to the power supply voltage of the voltage command in a command value process part, (b) is a graph which shows the waveform example of the actual output voltage of U phase voltage, and a calculation output voltage. 第四の実施形態であるモータ制御装置の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of the motor control apparatus which is 4th embodiment. 第五の実施形態であるモータ制御装置の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of the motor control apparatus which is 5th embodiment. (a)はU相電圧の変調率による補完を説明するための図であり、(b)は、変調率と不足電圧割合Kとの関係の一例を示すグラフである。(A) is a figure for demonstrating the complementation by the modulation factor of U-phase voltage, (b) is a graph which shows an example of the relationship between a modulation factor and the insufficient voltage ratio K. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1,2,3,4,5 モータ制御装置
10 Iq指令生成部(補正値算出手段)
11 加算器(補正値算出手段)
33,47,58 制限値算出部(制限値算出手段)
90 PWMインバータ
92 電源電圧検出部(電圧検出手段)
94 電流センサ(電流検出手段)
98 トルク検出部(トルク検出手段)
M 同期モータ
1, 2, 3, 4, 5 Motor controller 10 Iq command generator (correction value calculation means)
11 Adder (correction value calculation means)
33, 47, 58 Limit value calculation unit (limit value calculation means)
90 PWM inverter 92 Power supply voltage detection unit (voltage detection means)
94 Current sensor (current detection means)
98 Torque detection unit (torque detection means)
M Synchronous motor

Claims (12)

指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記指令トルクと前記電流検出手段による検出電流とから補正値を算出する補正値算出手段と
を備え、
前記電圧ベクトルが前記補正値に基づいて補正されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor;
Correction value calculation means for calculating a correction value from the command torque and a current detected by the current detection means,
A motor control device configured to correct the voltage vector based on the correction value.
前記補正値算出手段は、前記指令トルク及び前記検出電流のd軸成分より算出したq軸電流指令値と前記検出電流のq軸成分との偏差より前記補正値を算出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The correction value calculation means calculates the correction value from a deviation between a q-axis current command value calculated from the command torque and a d-axis component of the detection current and a q-axis component of the detection current. Item 2. The motor control device according to Item 1. 前記補正値算出手段は、前記指令トルク及び前記検出電流のq軸成分より算出したd軸電流指令値と前記検出電流のd軸成分との偏差より前記補正値を算出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。   The correction value calculating means calculates the correction value from a deviation between a d-axis current command value calculated from the command torque and a q-axis component of the detected current and a d-axis component of the detected current. Item 2. The motor control device according to Item 1. 前記電圧ベクトルのd軸成分が前記補正値に基づいて補正され、且つ前記電圧ベクトルのq軸成分が所定の電圧ベクトル大きさと前記補正後の電圧ベクトルd軸成分との差に基づいて算出されるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ制御装置。   The d-axis component of the voltage vector is corrected based on the correction value, and the q-axis component of the voltage vector is calculated based on a difference between a predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector d-axis component. 4. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is configured as described above. 前記電圧ベクトルのq軸成分が前記補正値に基づいて補正され、且つ前記電圧ベクトルのd軸成分が所定の電圧ベクトル大きさと前記補正後の電圧ベクトルq軸成分との差に基づいて算出されるように構成されたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のモータ制御装置。   The q-axis component of the voltage vector is corrected based on the correction value, and the d-axis component of the voltage vector is calculated based on a difference between a predetermined voltage vector magnitude and the corrected voltage vector q-axis component. 4. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is configured as described above. 指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と
を備え、
前記電圧ベクトルのq軸成分が、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差より決定され且つ前記電圧ベクトルのd軸成分が前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルq軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculating means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the power supply voltage,
The q-axis component of the voltage vector is determined from the deviation between the command torque and the detected torque, and the d-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component. A motor control device configured as described above.
指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と
を備え、
前記電圧ベクトルのd軸成分が、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差より決定され、且つ前記電圧ベクトルのq軸成分が前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルd軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculating means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the power supply voltage,
The d-axis component of the voltage vector is determined from the deviation between the command torque and the detected torque, and the q-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component. A motor control device configured as described above.
指令トルクより算出した電圧ベクトルに基づいて3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と、
前記同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記電圧ベクトルのd軸成分が、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差、及び前記指令トルクと前記検出電流のd軸成分とから算出したq軸電流指令値と前記検出電流のq軸成分との偏差より決定され、前記電圧ベクトルのq軸成分が、前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルd軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage based on a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculation means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the power supply voltage;
Current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor;
With
The d-axis component of the voltage vector includes a deviation between the command torque and the detected torque, a q-axis current command value calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current, and a q-axis component of the detected current. And a q-axis component of the voltage vector calculated from a difference between the voltage vector limit value and the voltage vector d-axis component.
指令トルクより算出した電圧ベクトルから3相矩形波電圧を出力し、同期モータを駆動するモータ制御装置において、
前記同期モータのトルクを検出するトルク検出手段と、
電源電圧を検出する電圧検出手段と、
所定変調率と前記検出電源電圧との積より電圧ベクトル制限値を算出する制限値算出手段と、
前記同期モータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記電圧ベクトルのq軸成分が、前記電圧ベクトル制限値から、前記指令トルクと前記検出トルクとの偏差、及び前記指令トルクと前記検出電流のd軸成分とから算出したq軸電流指令値と前記検出電流のq軸成分との偏差を減算することにより算出され、前記電圧ベクトルのd軸成分が、前記電圧ベクトル制限値と前記電圧ベクトルq軸成分との差より算出されるように構成されたことを特徴とするモータ制御装置。
In a motor control device that outputs a three-phase rectangular wave voltage from a voltage vector calculated from a command torque and drives a synchronous motor,
Torque detecting means for detecting the torque of the synchronous motor;
Voltage detection means for detecting a power supply voltage;
Limit value calculation means for calculating a voltage vector limit value from the product of a predetermined modulation factor and the detected power supply voltage;
Current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor;
With
The q-axis component of the voltage vector is calculated from the voltage vector limit value, the deviation between the command torque and the detected torque, and the q-axis current command value calculated from the command torque and the d-axis component of the detected current. Calculated by subtracting the deviation of the detected current from the q-axis component, and the d-axis component of the voltage vector is calculated from the difference between the voltage vector limit value and the voltage vector q-axis component. The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記電圧ベクトル制限値は、1以上の変調率を√(3/8)倍して得られる値と、前記検出電源電圧との積であることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載のモータ制御装置。   10. The voltage vector limit value is a product of a value obtained by multiplying a modulation factor of 1 or more by √ (3/8) and the detected power supply voltage. The motor control apparatus described. 電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率が1以上の所定値に達した場合、前記d軸・q軸電圧ベクトルを座標変換して得られる3相交流電圧の符号が正のとき、Vdc/2(Vdcは電源電圧)を前記3相矩形波電圧の電圧波高値とし、前記3相交流電圧の符号が負のとき、−Vdc/2を前記3相矩形波電圧の電圧波高値とすることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のモータ制御装置。   When the modulation factor calculated from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage reaches a predetermined value of 1 or more, the sign of the three-phase AC voltage obtained by coordinate conversion of the d-axis / q-axis voltage vector is positive. When Vdc / 2 (Vdc is a power supply voltage) is a voltage peak value of the three-phase rectangular wave voltage, and the sign of the three-phase AC voltage is negative, -Vdc / 2 is a voltage wave of the three-phase rectangular wave voltage. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device has a high value. 3相交流電圧から3相矩形波電圧までの間に不足する出力電圧の電圧値割合を予め記憶し、電圧ベクトル指令と電源電圧との比より算出される変調率に応じて前記出力電圧を補完するように構成されたことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載のモータ制御装置。   The voltage value ratio of the output voltage that is insufficient between the three-phase AC voltage and the three-phase rectangular wave voltage is stored in advance, and the output voltage is supplemented according to the modulation rate calculated from the ratio between the voltage vector command and the power supply voltage. The motor control device according to claim 1, wherein the motor control device is configured as described above.
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