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JP2010130752A - Phase current estimator for motor - Google Patents

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JP2010130752A
JP2010130752A JP2008300928A JP2008300928A JP2010130752A JP 2010130752 A JP2010130752 A JP 2010130752A JP 2008300928 A JP2008300928 A JP 2008300928A JP 2008300928 A JP2008300928 A JP 2008300928A JP 2010130752 A JP2010130752 A JP 2010130752A
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inverter
phase
current
phase current
command
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Application number
JP2008300928A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Akiyama
雅彦 秋山
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract


【課題】相電流の推定精度を適切に向上させる。
【解決手段】電動機の相電流推定装置10は、インバータ13の変調率RTcと所定の変調率下限値RTLとの偏差(変調率偏差ΔRT)に応じて、DC−DCコンバータ12からインバータ13に印加される直流電圧(インバータ13の入力電圧Vdc)の大きさを指示する出力電圧指令Vdccを出力するDC−DCコンバータ出力電圧制御部を備える。所定の変調率下限値RTLは、インバータ13の直流側電流Idcを直流側電流センサによって適切に検出するための所望の長さのパルス幅(パルス幅変調におけるパルス幅)を確保することができるインバータ13の変調率の下限値である。
【選択図】図1

A phase current estimation accuracy is appropriately improved.
An electric motor phase current estimating apparatus 10 applies a DC-DC converter 12 to an inverter 13 in accordance with a deviation (modulation rate deviation ΔRT) between a modulation rate RTc of the inverter 13 and a predetermined modulation rate lower limit value RTL. A DC-DC converter output voltage control unit that outputs an output voltage command Vdcc instructing the magnitude of the DC voltage (the input voltage Vdc of the inverter 13). The predetermined modulation factor lower limit value RTL is an inverter that can ensure a pulse width of a desired length (pulse width in pulse width modulation) for appropriately detecting the DC side current Idc of the inverter 13 by the DC side current sensor. 13 is a lower limit value of the modulation rate.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、電動機の相電流推定装置に関する。   The present invention relates to a phase current estimation device for an electric motor.

従来、例えば指令電圧ベクトルを作成可能な60度位相が異なる2つの第1および第2基本電圧ベクトル成分を、1PWM周期(搬送波周期の1周期)をなす第1の期間内に出力すると共に、第1および第2基本電圧ベクトル成分に対しそれぞれ180度位相が異なる2つの第3および第4基本電圧ベクトル成分を、第1の期間に連続する1PWM周期をなす第2の期間内に出力することで、例えば変調度が小さい場合や出力電圧ベクトルの位相が単一の基本電圧ベクトルに近い位相となる状態において所望の長さのパルス幅を確保するインバータ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来、例えば指令電圧ベクトルが小さい場合に、所定期間での平均値がゼロとなるパルス電圧を指令電圧ベクトルに重畳することで、指令電圧ベクトルを正側および負側に増大させて、センサレス制御での電動機の電圧方程式から回転子の位置角度および回転速度を演算する制御装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2005−12934号公報 特開平09−233900号公報
Conventionally, for example, two first and second basic voltage vector components having different 60-degree phases capable of generating a command voltage vector are output within a first period forming one PWM period (one period of a carrier wave period), and By outputting two third and fourth basic voltage vector components that are 180 degrees out of phase with respect to each of the first and second basic voltage vector components within a second period that forms one PWM cycle that is continuous with the first period. For example, an inverter device that secures a pulse width of a desired length in a state where the modulation degree is small or the phase of the output voltage vector is close to a single basic voltage vector is known (for example, Patent Document 1). reference).
Further, conventionally, when the command voltage vector is small, for example, the command voltage vector is increased to the positive side and the negative side by superimposing the pulse voltage with an average value of zero in a predetermined period on the command voltage vector, so that the sensorless A control device that calculates a rotor position angle and a rotational speed from a voltage equation of a motor in control is known (see, for example, Patent Document 2).
JP 2005-12934 A JP 09-233900 A

ところで、上記従来技術に係るインバータ装置においては、所望の長さのパルス幅を確保するために、指令電圧ベクトルを2つの第1および第2の期間の各PWM周期内のベクトルに分解したときに発生する高調波成分(つまり、分解により得られるベクトルと指令電圧ベクトルとの差)に起因して、騒音およびトルク脈動が増大し、電流制御の安定性が劣化してしまうという問題が生じる。
また、上記従来技術に係る制御装置においては、パルス電圧を指令電圧ベクトルに重畳することに起因して高調波成分が発生し、電流制御の安定性が劣化してしまうという問題が生じる。
しかも、上記従来技術に係るインバータ装置および制御装置においては、電動機の回転速度およびトルクが小さい場合にはインバータの変調率が低下し、例えばセンサレス制御時などにおいてインバータの直流側電流から相電流を推定する際に直流側電流を適切に検出するために要する所望の長さのパルス幅(つまりパルス幅変調におけるパルス幅)を確保することが困難になるという問題が生じる。そして、この変調率が小さい領域は、インバータの入力電圧が増大することに伴い、拡大してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高調波成分の発生に起因する騒音およびトルク脈動の増大を抑制し、電流制御の所望の安定性を確保しつつ、相電流の推定精度を適切に向上させることが可能な電動機の相電流推定装置を提供することを目的とする。
By the way, in the inverter device according to the above prior art, when the command voltage vector is decomposed into the vectors in the PWM periods of the two first and second periods in order to secure a desired pulse width. Due to the generated harmonic components (that is, the difference between the vector obtained by the decomposition and the command voltage vector), there arises a problem that noise and torque pulsation increase and current control stability deteriorates.
Further, in the control device according to the above prior art, there arises a problem that harmonic components are generated due to superimposition of the pulse voltage on the command voltage vector, and the stability of the current control is deteriorated.
In addition, in the inverter device and the control device according to the above prior art, when the rotational speed and torque of the motor are small, the modulation rate of the inverter decreases, and the phase current is estimated from the DC side current of the inverter, for example, during sensorless control. In this case, there arises a problem that it is difficult to secure a pulse width having a desired length required for appropriately detecting the DC side current (that is, a pulse width in pulse width modulation). And the area | region where this modulation factor is small raises the problem that it will expand with the input voltage of an inverter increasing.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses an increase in noise and torque pulsation caused by the generation of harmonic components, while ensuring the desired stability of current control and appropriately increasing the estimation accuracy of the phase current. It is an object of the present invention to provide an electric motor phase current estimation device that can be improved to a high level.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係る電動機の相電流推定装置は、パルス幅変調信号により3相交流の電動機(例えば、実施の形態でのモータ11)への通電を順次転流させるインバータ(例えば、実施の形態でのインバータ13)と、前記パルス幅変調信号を搬送波信号により生成するパルス幅変調信号生成手段(例えば、実施の形態でのPWM信号生成部25)と、前記インバータに直流電力を可変に供給する直流電力可変供給手段(例えば、実施の形態でのDC−DCコンバータ12)と、前記インバータの直流側電流を検出する直流側電流センサ(例えば、実施の形態での直流側電流センサ31)と、前記直流側電流センサにより検出された前記直流側電流に基づいて相電流を推定する相電流推定手段(例えば、実施の形態での相電流推定部23)と、前記インバータの変調率に応じて前記直流電力可変供給手段から前記インバータに印加される直流電圧の大きさを制御する印加電圧制御手段(例えば、実施の形態でのDC−DCコンバータ出力電圧制御部48)とを備える。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a phase current estimation apparatus for an electric motor according to a first aspect of the present invention uses a three-phase AC electric motor (for example, the motor 11 in the embodiment) by a pulse width modulation signal. ) In turn (for example, the inverter 13 in the embodiment) and pulse width modulation signal generating means (for example, the PWM signal in the embodiment) for generating the pulse width modulation signal from a carrier wave signal. Generator 25), DC power variable supply means (for example, DC-DC converter 12 in the embodiment) that variably supplies DC power to the inverter, and DC-side current sensor that detects the DC-side current of the inverter (For example, the DC current sensor 31 in the embodiment) and the phase current estimation for estimating the phase current based on the DC current detected by the DC current sensor Stage (for example, phase current estimation unit 23 in the embodiment) and applied voltage control means for controlling the magnitude of the DC voltage applied to the inverter from the DC power variable supply means according to the modulation rate of the inverter (For example, the DC-DC converter output voltage control unit 48 in the embodiment).

さらに、本発明の第2態様に係る電動機の相電流推定装置では、前記印加電圧制御手段は、前記相電流推定手段による前記相電流の推定が可能である変調率範囲を規定する所定下限変調率を前記インバータの変調率から減算して得た変調率偏差が減少することに伴い、前記直流電圧の大きさを減少傾向に変化させる。   Furthermore, in the motor phase current estimating apparatus according to the second aspect of the present invention, the applied voltage control means is a predetermined lower limit modulation rate that defines a modulation rate range in which the phase current can be estimated by the phase current estimating means. As the modulation factor deviation obtained by subtracting from the modulation factor of the inverter decreases, the magnitude of the DC voltage changes in a decreasing trend.

本発明の第1態様に係る電動機の相電流推定装置によれば、インバータの変調率に応じて直流電力可変供給手段からインバータに印加される直流電圧の大きさを制御することにより、インバータの直流側電流から相電流を推定する際に直流側電流を適切に検出するために要する所望の長さのパルス幅(つまりパルス幅変調におけるパルス幅)を確保することができる。これにより、高調波電圧の発生あるいは印加が必要とされる運転領域を低減し、例えば高調波電圧に起因して騒音およびトルク脈動が増大したり、電流制御の安定性が劣化してしまう運転領域を低減して、相電流の推定精度を適切に向上させることができる。   According to the phase current estimating apparatus for an electric motor according to the first aspect of the present invention, the DC voltage of the inverter is controlled by controlling the magnitude of the DC voltage applied to the inverter from the DC power variable supply means according to the modulation rate of the inverter. When estimating the phase current from the side current, it is possible to secure a pulse width having a desired length required for appropriately detecting the DC side current (that is, the pulse width in the pulse width modulation). As a result, the operation region where generation or application of harmonic voltage is required is reduced, for example, the operation region where noise and torque pulsation increase due to the harmonic voltage or the stability of current control deteriorates. The phase current estimation accuracy can be appropriately improved.

さらに、本発明の第2態様に係る電動機の相電流推定装置によれば、インバータの変調率は入力電圧に反比例することから、直流電力可変供給手段からインバータに印加される直流電圧の大きさを減少傾向に変化させることで、インバータの変調率を増大させることができる。これにより、インバータの直流側電流から相電流を推定する際に直流側電流を適切に検出するために要する所望の長さのパルス幅(つまりパルス幅変調におけるパルス幅)を確保し、相電流の推定精度を適切に向上させることができる。   Furthermore, according to the phase current estimating apparatus for an electric motor according to the second aspect of the present invention, since the modulation factor of the inverter is inversely proportional to the input voltage, the magnitude of the DC voltage applied to the inverter from the DC power variable supply means is reduced. By changing to a decreasing tendency, the modulation rate of the inverter can be increased. As a result, when estimating the phase current from the DC side current of the inverter, the pulse width of a desired length required for properly detecting the DC side current (that is, the pulse width in the pulse width modulation) is secured, and the phase current The estimation accuracy can be improved appropriately.

以下、本発明の電動機の相電流推定装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施形態による電動機の相電流推定装置10(以下、単に、相電流推定装置10と呼ぶ)は、例えば3相交流のブラシレスDCモータ11(以下、単に、モータ11と呼ぶ)に通電される各相電流を推定するものであって、このモータ11は、界磁に利用する永久磁石を有する回転子(図示略)と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子(図示略)とを備えて構成されている。
そして、相電流推定装置10は、例えば図1に示すように、DC−DCコンバータ12を直流電源とするインバータ13と、モータ制御装置14とを備えて構成されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an electric motor phase current estimating apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
An electric motor phase current estimation device 10 (hereinafter simply referred to as a phase current estimation device 10) according to this embodiment is energized by, for example, a three-phase AC brushless DC motor 11 (hereinafter simply referred to as a motor 11). The motor 11 includes a rotor (not shown) having a permanent magnet used for a field, and a stator (not shown) that generates a rotating magnetic field that rotates the rotor. It is configured with.
And the phase current estimation apparatus 10 is provided with the inverter 13 which makes the DC-DC converter 12 DC power supply, and the motor control apparatus 14, as shown, for example in FIG.

この3相(例えば、U相、V相、W相の3相)交流のモータ11の駆動はモータ制御装置14から出力される制御指令を受けてインバータ13によりおこなわれる。
インバータ13は、スイッチング素子(例えば、MOSFET:Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路13aと平滑コンデンサCとを具備し、このブリッジ回路13aがパルス幅変調(PWM)された信号によって駆動される。
The three-phase (for example, U-phase, V-phase, and W-phase) AC motor 11 is driven by the inverter 13 in response to a control command output from the motor control device 14.
The inverter 13 includes a bridge circuit 13a formed by bridge connection using a plurality of switching elements (for example, MOSFETs: Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistors) and a smoothing capacitor C, and the bridge circuit 13a performs pulse width modulation ( It is driven by the PWM signal.

このブリッジ回路13aでは、例えば各相毎に対をなすハイ側およびロー側U相トランジスタUH,ULと、ハイ側およびロー側V相トランジスタVH,VLと、ハイ側およびロー側W相トランジスタWH,WLとがブリッジ接続されている。そして、各トランジスタUH,VH,WHはドレインがDC−DCコンバータ12の正極側端子に接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタUL,VL,WLはソースがDC−DCコンバータ12の接地された負極側端子に接続されてローサイドアームを構成している。そして、各相毎に、ハイサイドアームの各トランジスタUH,VH,WHのソースはローサイドアームの各トランジスタUL,VL,WLのドレインに接続され、各トランジスタUH,UL,VH,VL,WH,WLのドレイン−ソース間には、ソースからドレインに向けて順方向となるようにして、各ダイオードDUH,DUL,DVH,DVL,DWH,DWLが接続されている。   In this bridge circuit 13a, for example, a high-side and low-side U-phase transistor UH, UL paired for each phase, a high-side and low-side V-phase transistor VH, VL, a high-side and low-side W-phase transistor WH, WL is bridge-connected. The drains of the transistors UH, VH, and WH are connected to the positive terminal of the DC-DC converter 12 to form a high side arm, and the sources of the transistors UL, VL, and WL are grounded to the DC-DC converter 12. The low side arm is configured by being connected to the negative terminal. For each phase, the sources of the high-side arm transistors UH, VH, WH are connected to the drains of the low-side arm transistors UL, VL, WL, and the transistors UH, UL, VH, VL, WH, WL. Each of the diodes DUH, DUL, DVH, DVL, DWH, DWL is connected between the drain and the source so as to be in the forward direction from the source to the drain.

インバータ13は、例えばモータ11の駆動時等においてモータ制御装置14から出力されて各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)に基づき、各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、DC−DCコンバータ12から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。   The inverter 13 is, for example, a gate signal (that is, a PWM signal) that is a switching command that is output from the motor control device 14 when driving the motor 11 and is input to the gates of the transistors UH, VH, WH, UL, VL, WL. ), The DC power supplied from the DC-DC converter 12 is converted into three-phase AC power by switching the on (conductive) / off (cutoff) state of each transistor paired for each phase. By sequentially commutating energization to the stator windings of the phases, AC U-phase current Iu, V-phase current Iv and W-phase current Iw are passed through the stator windings of each phase.

モータ制御装置14は、後述するように、回転直交座標をなすγ−δ座標上で電流のフィードバック制御(ベクトル制御)を行うものであり、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcを演算し、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcに基づいて各相電圧指令Vu,Vv,Vwを算出し、各相電圧指令Vu,Vv,Vwに応じてインバータ13に対するゲート信号であるPWM信号を出力する。そして、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,Iv,Iwをγ−δ座標上に変換して得たγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδと、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcとの各偏差がゼロとなるように制御をおこなう。   As will be described later, the motor control device 14 performs feedback control (vector control) of current on the γ-δ coordinates forming the rotation orthogonal coordinates, and calculates the command γ-axis current Iγc and the command δ-axis current Iδc. The phase voltage commands Vu, Vv, and Vw are calculated based on the command γ-axis current Iγc and the command δ-axis current Iδc, and a PWM signal that is a gate signal for the inverter 13 is calculated according to the phase voltage commands Vu, Vv, and Vw. Output. Then, the γ-axis current Iγ and the δ-axis current Iδ obtained by converting the phase currents Iu, Iv, Iw actually supplied from the inverter 13 to the motor 11 on the γ-δ coordinates, the command γ-axis current Iγc, and Control is performed so that each deviation from the command δ-axis current Iδc becomes zero.

モータ制御装置14は、例えば電流センサI/F(インターフェース)21と、過電流保護装置22と、相電流推定部23と、制御装置24と、PWM信号生成部25とを備えて構成されている。
電流センサI/F(インターフェース)21は、インバータ13のブリッジ回路13aとDC−DCコンバータ12の負極側端子との間において、インバータ13のブリッジ回路13aの直流側電流Idcを検出する直流側電流センサ31に接続され、直流側電流センサ31から出力される検出信号を過電流保護装置22および相電流推定部23に出力する。
なお、直流側電流センサ31はインバータ13のブリッジ回路13aとDC−DCコンバータ12の正極側端子との間に配置されてもよい。
また、モータ11の回転子の回転角(つまり、所定の基準回転位置からの回転子の磁極の回転角度であって、モータ11の回転軸の回転位置)を検出する角度センサ32から出力される検出信号は制御装置24に入力されている。
なお、角度センサ32は省略されて、代わりに、回転子の磁極位置を推定する装置を備えてもよい。
The motor control device 14 includes, for example, a current sensor I / F (interface) 21, an overcurrent protection device 22, a phase current estimation unit 23, a control device 24, and a PWM signal generation unit 25. .
The current sensor I / F (interface) 21 is a DC-side current sensor that detects a DC-side current Idc of the bridge circuit 13 a of the inverter 13 between the bridge circuit 13 a of the inverter 13 and the negative-side terminal of the DC-DC converter 12. The detection signal output from the DC-side current sensor 31 is output to the overcurrent protection device 22 and the phase current estimation unit 23.
The direct current sensor 31 may be disposed between the bridge circuit 13a of the inverter 13 and the positive terminal of the DC-DC converter 12.
Further, it is output from the angle sensor 32 that detects the rotation angle of the rotor of the motor 11 (that is, the rotation angle of the rotor magnetic pole from the predetermined reference rotation position and the rotation position of the rotation shaft of the motor 11). The detection signal is input to the control device 24.
Note that the angle sensor 32 may be omitted, and a device for estimating the magnetic pole position of the rotor may be provided instead.

過電流保護装置22は、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに応じて所定の過電流保護の動作をおこなう。
相電流推定部23は、PWM信号生成部25から出力されるゲート信号(つまり、PWM信号)に応じた検出タイミングで直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに基づき、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,Iv,Iwを推定する。なお、この相電流推定部23の動作の詳細は後述する。
The overcurrent protection device 22 performs a predetermined overcurrent protection operation according to the DC side current Idc detected by the DC side current sensor 31.
The phase current estimation unit 23 actually uses the inverter 13 based on the DC side current Idc detected by the DC side current sensor 31 at the detection timing according to the gate signal (that is, PWM signal) output from the PWM signal generation unit 25. The phase currents Iu, Iv, and Iw supplied to the motor 11 are estimated. Details of the operation of the phase current estimation unit 23 will be described later.

制御装置24は、角度センサ32から出力されるモータ11の回転角(所定の基準回転位置からの回転子の磁極の回転角度)θeに基づくことで実際のモータ11が有する回転直交座標のd−q軸と同等となる回転直交座標のγ−δ軸において、このγ−δ座標上で電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこなう。
制御装置24は、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcを生成し、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcに基づいて各相電圧指令Vu,Vv,Vwを算出し、PWM信号生成部25に出力する。
また、制御装置24は、相電流推定部23から出力される各相電流Iu,Iv,Iwをγδ座標上に変換して得たγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδと、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcとの各偏差がゼロとなるように電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこなう。
なお、この制御装置24の動作の詳細は後述する。
The control device 24 is based on the rotation angle (rotation angle of the magnetic pole of the rotor from a predetermined reference rotation position) θe output from the angle sensor 32, so that d− of the rotation orthogonal coordinates that the actual motor 11 has. Current feedback control (vector control) is performed on this γ-δ coordinate on the γ-δ axis of the rotation orthogonal coordinate equivalent to the q-axis.
The control device 24 generates a command γ-axis current Iγc and a command δ-axis current Iδc, calculates each phase voltage command Vu, Vv, Vw based on the command γ-axis current Iγc and the command δ-axis current Iδc, and generates a PWM signal. To the unit 25.
Further, the control device 24 converts the phase currents Iu, Iv, and Iw output from the phase current estimation unit 23 onto the γδ coordinates, the γ-axis current Iγ and the δ-axis current Iδ, and the command γ-axis current Iγc. Current feedback control (vector control) is performed so that each deviation from the command δ-axis current Iδc becomes zero.
Details of the operation of the control device 24 will be described later.

PWM信号生成部25は、正弦波状の電流を3相のステータ巻線に通電するために、各相電圧指令Vu,Vv,Vwと、三角波などのキャリア信号とを比較して、インバータ13の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン/オフ駆動させるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。そして、インバータ13において3相の各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、DC−DCコンバータ12から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のモータ11の各ステータ巻線への通電を順次転流させることで、各ステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。   The PWM signal generation unit 25 compares each phase voltage command Vu, Vv, Vw with a carrier signal such as a triangular wave in order to pass a sinusoidal current to the three-phase stator winding, and A gate signal (that is, a PWM signal) for driving the transistors UH, VH, WH, UL, VL, WL on / off is generated. In the inverter 13, the DC power supplied from the DC-DC converter 12 is changed to the three-phase AC power by switching the on (off) / off (cut off) state of each pair of transistors for each of the three phases. By converting and sequentially energizing the stator windings of the three-phase motor 11, AC U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw are passed through each stator winding.

PWM信号生成部25からインバータ13に入力されるゲート信号は、各相毎に対をなす各トランジスタUH,ULおよびVH,VLおよびWH,WLのオン/オフ状態の組み合わせに応じて、例えば下記表1および図2(A)〜(H)に示すように、8通りの各スイッチング状態S1〜S8(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV0〜V7の状態)に応じたPWM(パルス幅変調)信号となる。なお、下記表1においては、ハイ側(High)およびロー側(Low)の各トランジスタのうちオン状態となるトランジスタを示しており、図2(A)〜(H)においてはオン状態となるトランジスタが網掛け表示されている。
そして、インバータ13のブリッジ回路13aの直流側には各スイッチング状態S1〜S8に応じて断続的に各相電流Iu,Iv,Iwが発生し、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcは、各相電流Iu,Iv,Iwの何れかひとつ、あるいは、各相電流Iu,Iv,Iwの何れかひとつの符号が反転したもの、あるいは、ゼロとなる。
The gate signal input from the PWM signal generation unit 25 to the inverter 13 is, for example, according to the combination of the on / off states of the transistors UH, UL and VH, VL and WH, WL that are paired for each phase. 1 and FIGS. 2A to 2H, the PWM (pulse width) corresponding to each of the eight switching states S1 to S8 (that is, the states of the basic voltage vectors V0 to V7 having different phases by 60 degrees). Modulation) signal. In Table 1 below, the transistors that are turned on among the high-side (High) and low-side (Low) transistors are shown, and the transistors that are turned on in FIGS. Is shaded.
Then, phase currents Iu, Iv, Iw are intermittently generated on the DC side of the bridge circuit 13a of the inverter 13 according to the switching states S1 to S8, and the DC side current Idc detected by the DC side current sensor 31. Is one of the phase currents Iu, Iv, Iw, or one of the phase currents Iu, Iv, Iw inverted, or zero.

Figure 2010130752
Figure 2010130752

相電流推定部23は、例えば、三角波などのキャリア信号の1周期の期間において、上述した各スイッチング状態S2〜S7(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV1〜V6の状態)のうちの所定の2組の状態において直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから3相の相電流のうち2相の相電流を取得する。そして、これらの2相の相電流に基づき、3相の相電流のうち他の1相の相電流を推定する。そして、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから推定して得た3相の相電流の各推定値を制御装置24に出力する。   The phase current estimation unit 23, for example, in each of the switching states S2 to S7 (that is, the states of the basic voltage vectors V1 to V6 having different phases by 60 degrees) in one period of a carrier signal such as a triangular wave. The two-phase phase currents of the three-phase phase currents are acquired from the DC-side current Idc detected by the DC-side current sensor 31 in two predetermined sets of states. Based on these two-phase phase currents, the other one-phase phase current among the three-phase phase currents is estimated. Then, each estimated value of the three-phase current obtained by estimating from the DC-side current Idc detected by the DC-side current sensor 31 is output to the control device 24.

例えば図3に示すように、三角波のキャリア信号を用いた3相変調時においては、三角波のキャリア(搬送波)信号の谷側の頂点(キャリア頂点)に対して対称な電圧パターンでのキャリア信号の1周期Tsの期間において、2相分の各相電流の検出値を2回取得することができる。
つまり、相電流推定部23は、キャリア頂点に対して対称な2回の基本電圧ベクトルV1の状態において、キャリア頂点に対して対称な時刻tu1,tu2(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻tpに対して、同一の時間間隔T1を有する時刻)で直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから、第1U相電流Iu1および第2U相電流Iu2を取得し、さらに、キャリア頂点に対して対称な2回の基本電圧ベクトルV3の状態において、キャリア頂点に対して対称な時刻tw1,tw2(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻tpに対して、同一の時間間隔T2を有する時刻)で直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから、第1W相電流Iw1および第2W相電流Iw2を取得する。
For example, as shown in FIG. 3, in the case of three-phase modulation using a triangular carrier signal, the carrier signal with a voltage pattern symmetrical to the peak (carrier vertex) on the valley side of the triangular carrier signal is obtained. In the period of one cycle Ts, the detected value of each phase current for two phases can be acquired twice.
In other words, the phase current estimation unit 23 is symmetric with respect to the carrier vertex at times tu1 and tu2 (that is, at the time tp of the carrier vertex on the valley side) in the state of the two basic voltage vectors V1 symmetrical with respect to the carrier vertex. On the other hand, the first U-phase current Iu1 and the second U-phase current Iu2 are obtained from the DC-side current Idc detected by the DC-side current sensor 31 at the time having the same time interval T1, and further, with respect to the carrier vertex In the state of two symmetrical basic voltage vectors V3, direct current is generated at times tw1 and tw2 that are symmetrical with respect to the carrier apex (that is, the time having the same time interval T2 with respect to the time tp of the carrier apex on the valley side). The first W-phase current Iw1 and the second W-phase current Iw2 are acquired from the DC-side current Idc detected by the side current sensor 31.

そして、相電流推定部23は、各相毎に、各相電流Iu1,Iu2およびIw1,Iw2に基づき平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻tpでの電流値とする。
そして、相電流推定部23は、同一タイミングでの各相電流の電流値の総和はゼロであることを用いて、2相の相電流(例えば、U相電流およびW相電流)の電流値(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻tpでの電流値)から、他の1相の相電流(例えば、V相電流)の電流値を算出する。
なお、相電流推定部23は、各相電流Iu1,Iu2およびIw1,Iw2に基づき平均値を算出して、2相の相電流から他の1相の相電流を推定するとしたが、これに限定されず、他の推定方法によって各相電流を推定してもよい。
Then, the phase current estimating unit 23 calculates an average value for each phase based on the phase currents Iu1, Iu2 and Iw1, Iw2, and sets each average value as a current value at the time tp of the carrier peak on the valley side. .
Then, the phase current estimation unit 23 uses the fact that the sum of the current values of the respective phase currents at the same timing is zero, so that the current values of the two-phase currents (for example, the U-phase current and the W-phase current) ( That is, the current value of the other one-phase phase current (for example, V-phase current) is calculated from the current value at the time tp at the carrier apex on the valley side.
The phase current estimation unit 23 calculates the average value based on the phase currents Iu1, Iu2 and Iw1, Iw2, and estimates the phase current of the other one phase from the two-phase phase current. However, the present invention is not limited to this. Instead, each phase current may be estimated by another estimation method.

制御装置24は、例えば図4に示すように、速度制御部41と、指令電流生成部42と、電流制御部43と、γδ−3相変換部44と、3相−γδ変換部45と、回転速度演算部46と、指令電圧−変調率変換部47と、DC−DCコンバータ出力電圧制御部48とを備えて構成されている。   For example, as illustrated in FIG. 4, the control device 24 includes a speed control unit 41, a command current generation unit 42, a current control unit 43, a γδ-3 phase conversion unit 44, a three phase-γδ conversion unit 45, A rotation speed calculation unit 46, a command voltage-modulation rate conversion unit 47, and a DC-DC converter output voltage control unit 48 are provided.

速度制御部41は、外部から入力される回転速度指令値ωrcと、回転速度演算部46から出力される回転速度ωrとの偏差がゼロとなるようにしてクローズループ制御をおこない、トルク指令Tcを演算する。そして、トルク指令Tcを出力する。
なお、制御装置24は、この速度制御部41の代わりにトルク制御部を備え、トルク制御を実行してもよい。
The speed control unit 41 performs the closed loop control so that the deviation between the rotational speed command value ωrc input from the outside and the rotational speed ωr output from the rotational speed calculation unit 46 becomes zero, and the torque command Tc is set. Calculate. Then, a torque command Tc is output.
The control device 24 may include a torque control unit instead of the speed control unit 41, and execute torque control.

指令電流生成部42は、速度制御部41から出力されるトルク指令Tcに基づき指令δ軸電流Iδcを演算する。そして、指令δ軸電流Iδcに基づき、指令γ軸電流Iγcを演算し、指令δ軸電流Iδcおよび指令γ軸電流Iγcを出力する。   The command current generator 42 calculates a command δ-axis current Iδc based on the torque command Tc output from the speed controller 41. Based on the command δ-axis current Iδc, the command γ-axis current Iγc is calculated, and the command δ-axis current Iδc and the command γ-axis current Iγc are output.

電流制御部45は、指令電流生成部42から出力される指令γ軸電流Iγcと3相−γδ変換部45から出力されるγ軸電流Iγとの偏差ΔIγを算出し、指令電流生成部42から出力される指令δ軸電流Iδcと3相−γδ変換部45から出力されるδ軸電流Iδとの偏差ΔIδを算出する。そして、例えばPI(比例・積分)動作などにより、偏差ΔIγを制御増幅してγ軸電圧指令値Vγを算出し、偏差ΔIδを制御増幅してδ軸電圧指令値Vδを算出する。そして、γ軸電圧指令値Vγおよびδ軸電圧指令値Vδを出力する。   The current control unit 45 calculates a deviation ΔIγ between the command γ-axis current Iγc output from the command current generation unit 42 and the γ-axis current Iγ output from the three-phase-γδ conversion unit 45, and the command current generation unit 42 A deviation ΔIδ between the output command δ-axis current Iδc and the δ-axis current Iδ output from the three-phase-γδ converter 45 is calculated. Then, for example, by PI (proportional / integral) operation, the deviation ΔIγ is controlled and amplified to calculate the γ-axis voltage command value Vγ, and the deviation ΔIδ is controlled and amplified to calculate the δ-axis voltage command value Vδ. Then, the γ-axis voltage command value Vγ and the δ-axis voltage command value Vδ are output.

γδ−3相変換部44は、角度センサ32から出力されるモータ11の回転角θeにより、γ−δ座標上でのγ軸電圧指令値Vγおよびδ軸電圧指令値Vδを、静止座標である3相交流座標上での電圧指令値であるU相電圧指令VuおよびV相電圧指令VvおよびW相電圧指令Vwに変換する。
3相−γδ変換部45は、角度センサ32から出力されるモータ11の回転角θeにより、相電流推定部23から出力される各相電流Iu,Iv,Iwの推定値を、γ−δ座標上でのγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδに変換する。
The γδ-3 phase conversion unit 44 uses the rotation angle θe of the motor 11 output from the angle sensor 32, and the γ-axis voltage command value Vγ and the δ-axis voltage command value Vδ on the γ-δ coordinates are stationary coordinates. The voltage is converted into a U-phase voltage command Vu, a V-phase voltage command Vv and a W-phase voltage command Vw which are voltage command values on the three-phase AC coordinates.
The three-phase-γδ conversion unit 45 converts the estimated values of the phase currents Iu, Iv, Iw output from the phase current estimation unit 23 into γ-δ coordinates based on the rotation angle θe of the motor 11 output from the angle sensor 32. The γ-axis current Iγ and the δ-axis current Iδ are converted into the above.

回転速度演算部46は、角度センサ32から出力されるモータ11の回転角θeに応じて回転速度ωrを算出し、回転速度ωrを出力する。   The rotation speed calculation unit 46 calculates the rotation speed ωr according to the rotation angle θe of the motor 11 output from the angle sensor 32, and outputs the rotation speed ωr.

指令電圧−変調率変換部47は、γδ−3相変換部44から出力される各相電圧指令Vu,Vv,Vwと、インバータ13の入力電圧Vdc(つまり、DC−DCコンバータ12からインバータ13に印加される直流電圧)とに基づき、インバータ13の変調率RTcを算出し、変調率RTcを出力する。
なお、指令電圧−変調率変換部47は、電流制御部43から出力されるγ軸電圧指令値Vγおよびδ軸電圧指令値Vδと、インバータ13の入力電圧Vdcとに基づき、インバータ13の変調率RTcを算出してもよい。
The command voltage-modulation rate conversion unit 47 outputs each phase voltage command Vu, Vv, Vw output from the γδ-3 phase conversion unit 44 and the input voltage Vdc of the inverter 13 (that is, from the DC-DC converter 12 to the inverter 13). The modulation rate RTc of the inverter 13 is calculated based on the applied DC voltage) and the modulation rate RTc is output.
The command voltage-modulation rate converter 47 is based on the γ-axis voltage command value Vγ and the δ-axis voltage command value Vδ output from the current control unit 43 and the input voltage Vdc of the inverter 13. RTc may be calculated.

DC−DCコンバータ出力電圧制御部48は、例えば図5に示すように、変調率偏差演算部51と、出力電圧指令生成部52とを備えている。
変調率偏差演算部51は、指令電圧−変調率変換部47から出力される変調率RTcから、所定の変調率下限値RTLを減算して得た値を、変調率偏差ΔRTとして出力する。
なお、所定の変調率下限値RTLは、インバータ13の直流側電流Idcを直流側電流センサ31によって適切に検出するための所望の長さのパルス幅(つまりパルス幅変調におけるパルス幅)を確保することができるインバータ13の変調率の下限値である。
The DC-DC converter output voltage controller 48 includes a modulation factor deviation calculator 51 and an output voltage command generator 52, as shown in FIG.
The modulation factor deviation calculating unit 51 outputs a value obtained by subtracting a predetermined modulation factor lower limit value RTL from the modulation factor RTc output from the command voltage-modulation factor converter 47 as a modulation factor deviation ΔRT.
The predetermined modulation factor lower limit value RTL ensures a pulse width having a desired length for appropriately detecting the DC-side current Idc of the inverter 13 by the DC-side current sensor 31 (that is, a pulse width in pulse width modulation). This is the lower limit value of the modulation rate of the inverter 13.

出力電圧指令生成部52は、変調率偏差演算部51から出力される変調率偏差ΔRTに基づき、予め設定された所定マップに対するマップ検索などにより、DC−DCコンバータ12の出力電圧に対する指令値(出力電圧指令Vdcc)を演算する。そして、出力電圧指令Vdccを出力する。
この所定マップでは、例えば変調率偏差ΔRTの変化に対して出力電圧指令Vdccはヒステリシスを有しつつステップ状に変化し、例えば変調率偏差ΔRTが所定値まで増大する場合には、出力電圧指令Vdccは所定の下限値とされ、かつ、変調率偏差ΔRTが所定値を超えて増大する場合には、出力電圧指令Vdccは所定の上限値とされ、かつ、変調率偏差ΔRTがゼロまで減少する場合には、出力電圧指令Vdccは所定の上限値とされ、かつ、変調率偏差ΔRTがゼロ未満に減少する場合には、出力電圧指令Vdccは所定の下限値とされている。
Based on the modulation factor deviation ΔRT output from the modulation factor deviation calculating unit 51, the output voltage command generation unit 52 performs a command value (output) for the output voltage of the DC-DC converter 12 by a map search for a predetermined map set in advance. Voltage command Vdcc) is calculated. Then, an output voltage command Vdcc is output.
In this predetermined map, for example, the output voltage command Vdcc changes stepwise with hysteresis with respect to a change in the modulation factor deviation ΔRT. For example, when the modulation factor deviation ΔRT increases to a predetermined value, the output voltage command Vdcc Is set to a predetermined lower limit value, and when the modulation factor deviation ΔRT increases beyond the predetermined value, the output voltage command Vdcc is set to a predetermined upper limit value, and the modulation factor deviation ΔRT decreases to zero. The output voltage command Vdcc is set to a predetermined upper limit value, and when the modulation factor deviation ΔRT decreases to less than zero, the output voltage command Vdcc is set to a predetermined lower limit value.

上述したように、本実施形態による電動機の相電流推定装置10によれば、インバータ13の変調率RTcに応じてDC−DCコンバータ12からインバータ13に印加される直流電圧(つまりインバータ13の入力電圧Vdc)の大きさを制御する。つまり、インバータ13の変調率RTcは入力電圧Vdcに反比例することから、インバータ13の入力電圧Vdcの大きさを減少傾向に変化させることで、インバータ13の変調率RTcを増大させることができる。したがって、変調率偏差ΔRTが減少することに伴い、入力電圧Vdcの大きさを減少傾向に変化させることで、インバータ13の変調率RTcが所定の変調率下限値RTL未満に低下してしまうことを防止することができる。
これにより、インバータ13の直流側電流Idcから相電流を推定する際に直流側電流Idcを適切に検出するために要する所望の長さのパルス幅(つまりパルス幅変調におけるパルス幅)を確保することができる。そして、例えばモータ11の回転速度が小さい場合などであっても、高調波電圧の発生あるいは印加が必要とされる運転領域を低減し、例えば高調波電圧に起因して騒音およびトルク脈動が増大したり、電流制御の安定性が劣化してしまう運転領域を低減して、相電流の推定精度を適切に向上させることができる。
As described above, according to the motor phase current estimation apparatus 10 according to the present embodiment, the DC voltage applied from the DC-DC converter 12 to the inverter 13 in accordance with the modulation rate RTc of the inverter 13 (that is, the input voltage of the inverter 13). The magnitude of Vdc) is controlled. That is, since the modulation rate RTc of the inverter 13 is inversely proportional to the input voltage Vdc, the modulation rate RTc of the inverter 13 can be increased by changing the magnitude of the input voltage Vdc of the inverter 13 in a decreasing tendency. Therefore, as the modulation factor deviation ΔRT decreases, the modulation factor RTc of the inverter 13 decreases below the predetermined modulation factor lower limit value RTL by changing the magnitude of the input voltage Vdc in a decreasing tendency. Can be prevented.
As a result, a pulse width of a desired length required for appropriately detecting the DC side current Idc when estimating the phase current from the DC side current Idc of the inverter 13 (that is, a pulse width in pulse width modulation) is ensured. Can do. For example, even when the rotational speed of the motor 11 is low, the operation region where generation or application of the harmonic voltage is required is reduced, and noise and torque pulsation increase due to the harmonic voltage, for example. In addition, it is possible to reduce the operation region where the stability of the current control is deteriorated and appropriately improve the estimation accuracy of the phase current.

なお、上述した実施の形態において、相電流推定部23は、三角波のキャリア信号を用いた3相変調時に対して、キャリア信号の1周期Tsの期間において2相分の各相電流の検出値から各相毎に平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2での電流値とするとしたが、これに限定されず、例えば2相変調時に対しても、キャリア信号の1周期Tsの期間において2相分の各相電流の検出値から各相毎に平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻Ts/2での電流値としてもよい。なお、相電流推定部23は、2相分の各相電流の検出値から各相毎に平均値を算出して、2相の相電流から他の1相の相電流を推定するとしたが、これに限定されず、他の推定方法によって各相電流を推定してもよい。   In the above-described embodiment, the phase current estimation unit 23 uses the detected values of the respective phase currents for two phases in the period of one cycle Ts of the carrier signal for three-phase modulation using a triangular wave carrier signal. An average value is calculated for each phase, and each average value is defined as a current value at the time Ts / 2 at the peak of the carrier on the valley side. However, the present invention is not limited to this. The average value may be calculated for each phase from the detected values of the phase currents for two phases in the period of one cycle Ts, and each average value may be used as the current value at the time Ts / 2 of the carrier peak on the valley side. The phase current estimation unit 23 calculates the average value for each phase from the detected values of the phase currents for two phases, and estimates the phase current of the other one phase from the phase currents of the two phases. However, the present invention is not limited to this, and each phase current may be estimated by another estimation method.

なお、上述した実施の形態において、DC−DCコンバータ出力電圧制御部48の出力電圧指令生成部52は、変調率偏差ΔRTの変化に対してステップ状に変化する出力電圧指令Vdccを出力するとしたが、これに限定されず、例えば図6に示すように、変調率偏差ΔRTの変化に対して滑らかに変化する出力電圧指令Vdccを出力してもよい。この場合、出力電圧指令生成部52は、例えば変調率偏差ΔRTがゼロから所定値まで増大することに伴い、出力電圧指令Vdccが所定の下限値から所定の上限値まで増大傾向に変化し、かつ、変調率偏差ΔRTがゼロ未満では出力電圧指令Vdccが所定の下限値とされ、かつ、変調率偏差ΔRTが所定値以上では出力電圧指令Vdccが所定の上限値とされる所定マップにより、出力電圧指令Vdccを演算する。   In the above-described embodiment, the output voltage command generation unit 52 of the DC-DC converter output voltage control unit 48 outputs the output voltage command Vdcc that changes stepwise with respect to the change in the modulation factor deviation ΔRT. For example, as shown in FIG. 6, an output voltage command Vdcc that changes smoothly with respect to the change in the modulation factor deviation ΔRT may be output. In this case, the output voltage command generator 52 changes the output voltage command Vdcc from a predetermined lower limit value to a predetermined upper limit value, for example, as the modulation factor deviation ΔRT increases from zero to a predetermined value, and When the modulation rate deviation ΔRT is less than zero, the output voltage command Vdcc is set to a predetermined lower limit value, and when the modulation rate deviation ΔRT is greater than the predetermined value, the output voltage command Vdcc is set to a predetermined upper limit value. Command Vdcc is calculated.

なお、上述した実施の形態において、DC−DCコンバータ出力電圧制御部48は出力電圧指令生成部52を備えるとしたが、これに限定されず、例えば図7に示すように、出力電圧指令生成部52の代わりにPI制御部53と、リミット処理部54とを備えてもよい。この場合、PI制御部53は、例えばPI(比例・積分)制御をおこない、変調率偏差ΔRTを制御増幅して得た出力電圧指令Vdcc*を出力する。これにより、インバータ13の変調率RTcが所定の変調率下限値RTLよりも大きくなるほど、出力電圧指令Vdcc*が大きくなる。
リミット処理部54は、例えば出力電圧指令Vdcc*と出力電圧指令Vdccとの対応関係を示す所定マップに対するマップ検索などにより出力電圧指令Vdccを演算し、出力電圧指令Vdccを出力する。
なお、出力電圧指令Vdcc*と出力電圧指令Vdccとの対応関係を示す所定マップでは、例えば図7に示すように、出力電圧指令Vdcc*がゼロから第1所定値までの範囲に対して出力電圧指令Vdccが一定の所定の下限値となるように、かつ、出力電圧指令Vdcc*が第1所定値から第2所定値(>第1所定値)まで増大することに伴い、出力電圧指令Vdccが所定の下限値から上限値まで増大傾向に変化するように、かつ、出力電圧指令Vdcc*が第2所定値よりも大きい範囲に対して出力電圧指令Vdccが一定の所定の上限値となるように設定されている。
また、この場合、PI制御部53を省略し、PI(比例・積分)制御以外の他の方法によって出力電圧指令Vdccを演算してもよい。
In the above-described embodiment, the DC-DC converter output voltage control unit 48 includes the output voltage command generation unit 52. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. Instead of 52, a PI control unit 53 and a limit processing unit 54 may be provided. In this case, the PI control unit 53 performs PI (proportional / integral) control, for example, and outputs an output voltage command Vdcc * obtained by controlling and amplifying the modulation factor deviation ΔRT. Thus, the output voltage command Vdcc * increases as the modulation rate RTc of the inverter 13 becomes larger than the predetermined modulation rate lower limit value RTL.
The limit processing unit 54 calculates the output voltage command Vdcc by, for example, a map search for a predetermined map indicating the correspondence between the output voltage command Vdcc * and the output voltage command Vdcc, and outputs the output voltage command Vdcc.
In the predetermined map showing the correspondence between the output voltage command Vdcc * and the output voltage command Vdcc, for example, as shown in FIG. 7, the output voltage command Vdcc * is output voltage with respect to a range from zero to the first predetermined value. As the output voltage command Vdcc * increases from the first predetermined value to the second predetermined value (> first predetermined value) so that the command Vdcc becomes a certain predetermined lower limit value, the output voltage command Vdcc becomes The output voltage command Vdcc becomes a constant predetermined upper limit value so that the output voltage command Vdcc * changes in an increasing trend from the predetermined lower limit value to the upper limit value and the output voltage command Vdcc * is larger than the second predetermined value. Is set.
In this case, the PI control unit 53 may be omitted, and the output voltage command Vdcc may be calculated by a method other than PI (proportional / integral) control.

なお、上述した実施の形態においては、インバータ13の直流電源をDC−DCコンバータ12としたが、これに限定されず、インバータ13の入力電圧Vdcを変更可能な他の電源、例えばAC−DCコンバータなどであってもよい。   In the above-described embodiment, the DC power source of the inverter 13 is the DC-DC converter 12, but the present invention is not limited to this, and other power sources that can change the input voltage Vdc of the inverter 13, such as an AC-DC converter. It may be.

本発明の実施形態に係る電動機の相電流推定装置および電動機の磁極位置推定装置の構成図である。It is a block diagram of the phase current estimation apparatus of the electric motor which concerns on embodiment of this invention, and the magnetic pole position estimation apparatus of an electric motor. 図1に示すインバータの各スイッチング状態S1〜S8を示す図である。It is a figure which shows each switching state S1-S8 of the inverter shown in FIG. 本発明の実施形態に係る搬送波と各トランジスタUH,ULおよびVH,VLおよびWH,WLのオン/オフのパターンと各相電流の検出タイミングの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the detection timing of the on-off pattern and each phase current of the carrier wave and each transistor UH, UL and VH, VL and WH, WL which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電動機の相電流推定装置の構成図である。It is a block diagram of the phase current estimation apparatus of the electric motor which concerns on embodiment of this invention. 図4に示すDC−DCコンバータ出力電圧制御部の構成図である。It is a block diagram of the DC-DC converter output voltage control part shown in FIG. 本発明の実施形態の第1変形例に係るDC−DCコンバータ出力電圧制御部の構成図である。It is a block diagram of the DC-DC converter output voltage control part which concerns on the 1st modification of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の第2変形例に係るDC−DCコンバータ出力電圧制御部の構成図である。It is a block diagram of the DC-DC converter output voltage control part which concerns on the 2nd modification of embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 電動機の相電流推定装置
11 モータ
13 インバータ
23 相電流推定部(相電流推定手段)
24 制御装置(制御手段)
25 PWM信号生成部(パルス幅変調信号生成手段)
31 直流側電流センサ
48 DC−DCコンバータ出力電圧制御部(印加電圧制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric motor phase current estimation apparatus 11 Motor 13 Inverter 23 Phase current estimation part (phase current estimation means)
24 Control device (control means)
25 PWM signal generator (pulse width modulation signal generator)
31 DC-side current sensor 48 DC-DC converter output voltage control unit (applied voltage control means)

Claims (2)

パルス幅変調信号により3相交流の電動機への通電を順次転流させるインバータと、前記パルス幅変調信号を搬送波信号により生成するパルス幅変調信号生成手段と、前記インバータに直流電力を可変に供給する直流電力可変供給手段と、
前記インバータの直流側電流を検出する直流側電流センサと、前記直流側電流センサにより検出された前記直流側電流に基づいて相電流を推定する相電流推定手段と、
前記インバータの変調率に応じて前記直流電力可変供給手段から前記インバータに印加される直流電圧の大きさを制御する印加電圧制御手段とを備えることを特徴とする電動機の相電流推定装置。
An inverter that sequentially commutates energization of a three-phase AC motor using a pulse width modulation signal, pulse width modulation signal generation means that generates the pulse width modulation signal using a carrier wave signal, and variably supplies DC power to the inverter DC power variable supply means;
A DC current sensor for detecting a DC current of the inverter; a phase current estimating means for estimating a phase current based on the DC current detected by the DC current sensor;
An apparatus for estimating a phase current of an electric motor, comprising: applied voltage control means for controlling the magnitude of a DC voltage applied to the inverter from the DC power variable supply means in accordance with a modulation rate of the inverter.
前記印加電圧制御手段は、前記相電流推定手段による前記相電流の推定が可能である変調率範囲を規定する所定下限変調率を前記インバータの変調率から減算して得た変調率偏差が減少することに伴い、前記直流電圧の大きさを減少傾向に変化させることを特徴とする請求項1に記載の電動機の相電流推定装置。 The applied voltage control unit reduces a modulation rate deviation obtained by subtracting a predetermined lower limit modulation rate defining a modulation rate range in which the phase current can be estimated by the phase current estimation unit from the modulation rate of the inverter. Accordingly, the phase current estimating device for an electric motor according to claim 1, wherein the magnitude of the DC voltage is changed in a decreasing tendency.
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