[go: up one dir, main page]

JP2024165742A - MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD - Google Patents

MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD Download PDF

Info

Publication number
JP2024165742A
JP2024165742A JP2023082215A JP2023082215A JP2024165742A JP 2024165742 A JP2024165742 A JP 2024165742A JP 2023082215 A JP2023082215 A JP 2023082215A JP 2023082215 A JP2023082215 A JP 2023082215A JP 2024165742 A JP2024165742 A JP 2024165742A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
magnet synchronous
synchronous motor
voltage command
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023082215A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
興祐 松尾
Kosuke Matsuo
尚礼 鈴木
Hisanori Suzuki
東昇 李
Tosho Ri
友啓 杉野
Tomoyoshi Sugino
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Power Semiconductor Device Inc
Original Assignee
Minebea Power Semiconductor Device Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minebea Power Semiconductor Device Inc filed Critical Minebea Power Semiconductor Device Inc
Priority to JP2023082215A priority Critical patent/JP2024165742A/en
Priority to PCT/JP2024/003031 priority patent/WO2024236867A1/en
Priority to TW113107358A priority patent/TW202448111A/en
Publication of JP2024165742A publication Critical patent/JP2024165742A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/26Rotor flux based control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

【課題】モータ回転子の位置と速度とをより高精度に算出することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供すること。【解決手段】インバータの動作を電圧指令に基づく制御信号により制御することによって、永久磁石同期モータの動作を制御するものであって、永久磁石同期モータの通常運転時にインバータの制御信号を生成する第1の制御部と、永久磁石同期モータの空転時にインバータの制御信号を生成する第2の制御部とを備え、第2の制御部は、永久磁石同期モータが空転状態である場合に、永久磁石同期モータに予め定めた初期値の直流電流を流す電圧指令を出力し、電圧指令と、電圧指令に応じた永久磁石同期モータの電流値とに基づいて、永久磁石同期モータの回転子位置及び回転速度を算出し、算出した回転速度に基づいて永久磁石同期モータの誘起電圧を推定し、推定した誘起電圧より大きくなるように電圧指令を調整する。【選択図】 図2[Problem] To provide a motor control device and a motor control method capable of calculating the position and speed of a motor rotor with high accuracy. [Solution] The operation of a permanent magnet synchronous motor is controlled by controlling the operation of an inverter with a control signal based on a voltage command, and the device includes a first control unit that generates a control signal for the inverter during normal operation of the permanent magnet synchronous motor, and a second control unit that generates a control signal for the inverter when the permanent magnet synchronous motor is in an idling state, and when the permanent magnet synchronous motor is in an idling state, the second control unit outputs a voltage command for passing a DC current of a predetermined initial value through the permanent magnet synchronous motor, calculates the rotor position and rotational speed of the permanent magnet synchronous motor based on the voltage command and the current value of the permanent magnet synchronous motor according to the voltage command, estimates an induced voltage of the permanent magnet synchronous motor based on the calculated rotational speed, and adjusts the voltage command so that the induced voltage is greater than the estimated induced voltage. [Selected Figure] Figure 2

Description

本発明は、モータ制御装置およびモータ制御方法に関する。 The present invention relates to a motor control device and a motor control method.

家電製品や産業機器分野においては、直流電力を交流電力に変換するインバータと永久磁石同期モータとから構成されるモータ駆動システムが広く普及している。このような永久磁石同期モータを高効率で駆動するためには、一般的に、モータの回転子位置情報が必要となる。モータの回転子位置は、エンコーダなどの位置検出器を用いることで直接的に検出することができるが、コストや信頼性の面で課題がある。そこで、近年では、位置検出器を用いることなく永久磁石同期モータの回転子位置を検出する位置センサレス制御が提案され、様々な製品に適用されている。 In the fields of home appliances and industrial equipment, motor drive systems consisting of an inverter that converts DC power to AC power and a permanent magnet synchronous motor are widely used. To drive such a permanent magnet synchronous motor with high efficiency, information on the rotor position of the motor is generally required. The rotor position of the motor can be directly detected using a position detector such as an encoder, but this has issues in terms of cost and reliability. Therefore, in recent years, position sensorless control has been proposed that detects the rotor position of a permanent magnet synchronous motor without using a position detector, and is being applied to a variety of products.

一方、永久磁石同期モータの位置センサレス制御における課題の一つとして、回転子が空転している状態から再始動する方法(「フリーラン起動」と称する)に関するものが知られている。例えば、洗濯機などのモータは、負荷の慣性により、起動前に既に回転している場合がある。この場合、空転状態の回転子位置、回転速度および回転方向などの情報が無ければ、モータが停止するまで待つか、或いは、強制的にブレーキ制御をかけて回転を停止させ、停止状態となった後に改めて再起動しなければならないため、再起動までの時間が長くなる。 Meanwhile, one of the issues with position sensorless control of permanent magnet synchronous motors is the method of restarting the motor when the rotor is free-spinning (known as "coast-run start"). For example, the motor of a washing machine or other device may already be rotating before it is started due to the inertia of the load. In this case, if there is no information on the rotor position, rotation speed, and rotation direction in the free-spinning state, it is necessary to wait until the motor stops, or to forcibly stop the rotation by applying brake control and then restart the motor after it has stopped, which increases the time until it can be restarted.

そこで、例えば、特許文献1及び2に記載の従来技術のように、永久磁石同期モータの空転時に発生する誘起電圧に着目し、モータの巻線をインバータによって短絡させて、このときに流れる電流に基づいて回転子の位置などを推定するものが開発されている。 For example, the prior art described in Patent Documents 1 and 2 focuses on the induced voltage that occurs when a permanent magnet synchronous motor spins, and develops a system that shorts the motor windings using an inverter and estimates the rotor position and other factors based on the current that flows at this time.

特許文献1においては、モータ駆動用インバータを構成するスイッチング素子のうち、三つの上(下)アーム素子を同時にオンにしてモータ巻線に短絡電流を流し、三相のモータ電流の検出情報に基づいて回転子の位置と回転速度を算出している。 In Patent Document 1, among the switching elements that make up the motor drive inverter, three upper (lower) arm elements are simultaneously turned on to pass a short-circuit current through the motor windings, and the rotor position and rotation speed are calculated based on the detection information of the three-phase motor current.

また、特許文献2においては、モータ駆動用インバータの2相分の異なるアームの素子を同時にオンオフ動作させて、インバータの直流側の母線(シャント)電流を検出し、モータの回転子位置と回転速度を算出している。 In addition, in Patent Document 2, elements of two different phases of an inverter for driving a motor are simultaneously turned on and off to detect the bus (shunt) current on the DC side of the inverter, and the rotor position and rotation speed of the motor are calculated.

特開2015-73361号公報JP 2015-73361 A 特開2018-170928号公報JP 2018-170928 A

しかしながら、上記従来技術においては、以下のような問題がある。 However, the above conventional technology has the following problems:

特許文献1に記載の従来技術においては、インバータが短絡動作時のモータ巻線の短絡電流がモータ誘起電圧と巻線抵抗及びインダクタンスにより決められるため、空転速度によっては、短絡動作時の過電流が発生する恐れがある。 In the conventional technology described in Patent Document 1, the short-circuit current of the motor winding when the inverter is in short-circuit operation is determined by the motor induced voltage, winding resistance, and inductance, so there is a risk of overcurrent occurring during short-circuit operation depending on the idling speed.

特許文献2に記載の従来技術においては、母線(シャント)抵抗に流す電流の検出により、特殊なPWM制御モードと電流検出処理とを用いるため、モータの回転子位置と回転速度を算出する演算が複雑になり、推定結果に誤差が発生しやすい。 In the conventional technology described in Patent Document 2, a special PWM control mode and current detection processing are used to detect the current flowing through the bus (shunt) resistor, which makes the calculations for calculating the motor rotor position and rotation speed complicated and makes it easy for errors to occur in the estimation results.

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、モータ回転子の位置と速度とをより高精度に算出することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above, and aims to provide a motor control device and a motor control method that can calculate the position and speed of a motor rotor with higher accuracy.

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、直流電力を交流電力に変換して永久磁石同期モータに供給するインバータの動作を電圧指令に基づく制御信号により制御することによって、前記永久磁石同期モータの動作を制御するモータ制御装置であって、前記永久磁石同期モータの通常運転時に前記インバータの制御信号を生成する第1の制御部と、前記永久磁石同期モータの空転時に前記インバータの制御信号を生成する第2の制御部とを備え、前記第2の制御部は、前記永久磁石同期モータが空転状態である場合に、前記永久磁石同期モータに予め定めた初期値の直流電流を流す電圧指令を出力し、前記電圧指令と、前記電圧指令に応じた前記永久磁石同期モータの電流値とに基づいて、前記永久磁石同期モータの回転子位置及び回転速度を算出し、算出した前記回転速度に基づいて前記永久磁石同期モータの誘起電圧を推定し、推定した前記誘起電圧より大きくなるように前記電圧指令を調整するものとする。 The present application includes multiple means for solving the above problems. One example is a motor control device that controls the operation of a permanent magnet synchronous motor by controlling the operation of an inverter that converts DC power into AC power and supplies it to the permanent magnet synchronous motor using a control signal based on a voltage command. The motor control device includes a first control unit that generates a control signal for the inverter during normal operation of the permanent magnet synchronous motor, and a second control unit that generates a control signal for the inverter when the permanent magnet synchronous motor is in an idling state. When the permanent magnet synchronous motor is in an idling state, the second control unit outputs a voltage command to pass a DC current of a predetermined initial value through the permanent magnet synchronous motor, calculates the rotor position and rotation speed of the permanent magnet synchronous motor based on the voltage command and the current value of the permanent magnet synchronous motor according to the voltage command, estimates the induced voltage of the permanent magnet synchronous motor based on the calculated rotation speed, and adjusts the voltage command so that the induced voltage is greater than the estimated induced voltage.

本発明によれば、モータ回転子の位置と速度とをより高精度に算出することができる。 The present invention allows the position and speed of the motor rotor to be calculated with greater accuracy.

モータ制御システムの全体構成をモータ制御装置及びその関連構成とともに模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of an overall configuration of a motor control system together with a motor control device and its related configuration. モータ制御装置の処理内容を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the processing contents of the motor control device. 永久磁石同期モータに直流電流を流した際の電流ベクトルを表す説明図である。3 is an explanatory diagram showing current vectors when a direct current flows through a permanent magnet synchronous motor; FIG. 空転状態推定部の処理内容を示す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing the processing contents of a spin state estimation unit. 電圧指令生成部の処理内容を示す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing the processing content of a voltage command generating unit.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明では、モータ制御装置の制御対象として永久磁石同期モータ(PMSM: Permanent Magnet Synchronous Motor)を例示して説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In the following description, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) is used as an example of a control target of the motor control device.

図1は、本実施の形態に係るモータ制御システムの全体構成をモータ制御装置及びその関連構成とともに模式的に示す図である。 Figure 1 is a diagram showing the overall configuration of the motor control system according to this embodiment, together with the motor control device and its related configuration.

図1に示すように、モータ制御装置4は、直流電源1からの直流電力を交流電力に変換して駆動対象である永久磁石同期モータ3に供給するインバータ2を制御することによって、永久磁石同期モータ3の動作を制御する制御するものである。モータ制御装置4としては、例えば、マイクロコンピュータやDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などの半導体演算装置が用いられる。 As shown in FIG. 1, the motor control device 4 controls the operation of the permanent magnet synchronous motor 3 by controlling the inverter 2 that converts DC power from a DC power source 1 into AC power and supplies it to the permanent magnet synchronous motor 3 that is to be driven. As the motor control device 4, for example, a semiconductor computing device such as a microcomputer or a DSP (digital signal processor) is used.

直流電源1としては、例えば、図示しない商用交流電源などの交流電源から受電した交流電力を直流電力に変換する電力変換装置(例えば、ダイオード整流器や安定化電源など)や電池などが用いられる。 The DC power source 1 may be, for example, a power conversion device (e.g., a diode rectifier or a stabilized power source) that converts AC power received from an AC power source such as a commercial AC power source (not shown) into DC power, or a battery.

インバータ2は、半導体スイッチング素子(IGBTやMOSFETなど)とダイオードが逆並列に接続される二つのアーム回路、言い換えると、上アームと下アームが直列に接続される直列接続回路が、直流電源1の一対の正負端子間に接続されて構成されている。インバータ2は、直列接続回路を出力する交流の相数分備えており、例えば、本実施の形態では3相分の直列接続回路を備えた三相インバータである。インバータ2の上アームおよび下アームは、それぞれ、直流電源1の高電位側および低電位側に接続されている。上アームと下アームの直列接続点は交流端子に接続され、交流端子には永久磁石同期モータ3が接続される。 The inverter 2 is configured by connecting two arm circuits in which semiconductor switching elements (IGBTs, MOSFETs, etc.) and diodes are connected in anti-parallel, in other words, a series connection circuit in which an upper arm and a lower arm are connected in series, between a pair of positive and negative terminals of the DC power source 1. The inverter 2 is provided with the same number of series connection circuits as the number of phases of the AC output, and in this embodiment, for example, it is a three-phase inverter provided with series connection circuits for three phases. The upper arm and lower arm of the inverter 2 are connected to the high potential side and low potential side of the DC power source 1, respectively. The series connection point of the upper arm and lower arm is connected to an AC terminal, and the AC terminal is connected to the permanent magnet synchronous motor 3.

インバータ2の低電位側の母線は、電流検出用のシャント抵抗5を介して直流電源1の負端子に接続されている。シャント抵抗5によって検出される電流検出信号は、増幅器6を介してモータ制御装置4に入力される。増幅器6からモータ制御装置4への出力信号は、モータ制御装置4におけるデジタル演算のために、図示しないサンプリングおよびホールド回路とA/D変換器などによりデジタル信号に変換されている。すなわち、シャント抵抗5と増幅器6とは、インバータ2の低電位側の母線を流れる直流電流を検出して電流検出信号をモータ制御装置4に出力する直流電流検出器を構成している。なお、シャント抵抗5に代えて、電流センサなどの他の電流検出手段を用いても良い。 The low-potential busbar of the inverter 2 is connected to the negative terminal of the DC power supply 1 via a shunt resistor 5 for current detection. The current detection signal detected by the shunt resistor 5 is input to the motor control device 4 via the amplifier 6. The output signal from the amplifier 6 to the motor control device 4 is converted to a digital signal by a sampling and holding circuit and an A/D converter (not shown) for digital calculation in the motor control device 4. In other words, the shunt resistor 5 and the amplifier 6 constitute a DC current detector that detects the DC current flowing through the low-potential busbar of the inverter 2 and outputs a current detection signal to the motor control device 4. Note that instead of the shunt resistor 5, other current detection means such as a current sensor may be used.

また、インバータ2において、直流電源1の正端子に接続されている高電位側の母線と、直流電源1の負端子に接続されている母線との間には、高電位側と低電位側の母線間の直流電圧を検出して直流電圧検出信号をモータ制御装置4に出力する直流電圧検出器50が設置されている。直流電圧検出器50からモータ制御装置4への出力信号は、直流電流検出器と同様に、デジタル信号に変換されている。 In addition, in the inverter 2, a DC voltage detector 50 is installed between the high-potential busbar connected to the positive terminal of the DC power supply 1 and the busbar connected to the negative terminal of the DC power supply 1, which detects the DC voltage between the high-potential side and low-potential side busbars and outputs a DC voltage detection signal to the motor control device 4. The output signal from the DC voltage detector 50 to the motor control device 4 is converted to a digital signal, similar to the DC current detector.

なお、本実施の形態においては、後述するように、モータ制御装置4が位置検出器を用いることなく永久磁石同期モータの回転子位置を検出して同期を行う、所謂、位置センサレス制御を実行しており、永久磁石同期モータ3には回転子や回転軸の位置を検出するホール素子などの磁極位置検出手段は設けられていない。 In this embodiment, as described below, the motor control device 4 detects the rotor position of the permanent magnet synchronous motor without using a position detector and performs synchronization, so-called position sensorless control is performed, and the permanent magnet synchronous motor 3 is not provided with a magnetic pole position detection means such as a Hall element that detects the position of the rotor or rotating shaft.

図2は、モータ制御装置の処理内容を示す機能ブロック図である。なお、前述のように、モータ制御装置4はマイクロコンピュータやDSPなどの半導体演算装置であり、所定のプログラムを実行することによって各機能を実現している。 Figure 2 is a functional block diagram showing the processing contents of the motor control device. As mentioned above, the motor control device 4 is a semiconductor computing device such as a microcomputer or DSP, and realizes each function by executing a specific program.

図2に示すように、モータ制御装置4は、速度制御部7と、d軸電流指令生成部8と、電流制御部9と、電圧指令切替部10と、2相/3相変換部11と、速度・位相推定部13と、電圧指令生成部12と、空転状態推定部14と、3相/2相変換部15と、電流再現演算部16と、制御信号生成部17(PWM制御器)とを備えている。 As shown in FIG. 2, the motor control device 4 includes a speed control unit 7, a d-axis current command generation unit 8, a current control unit 9, a voltage command switching unit 10, a two-phase/three-phase conversion unit 11, a speed/phase estimation unit 13, a voltage command generation unit 12, a spin state estimation unit 14, a three-phase/two-phase conversion unit 15, a current reproduction calculation unit 16, and a control signal generation unit 17 (PWM controller).

モータ制御装置4は、d-q軸ベクトル制御により、永久磁石同期モータ3に印加する電圧指令を演算し、この電圧指令に基づくインバータ2のPWM(Pulse Width Modulation)制御信号を生成することにより、永久磁石同期モータ3の動作を制御するものである。モータ制御装置4は、永久磁石同期モータ3の通常運転状態での運転制御(通常運転制御)と、空転状態から通常運転状態への移行制御(起動制御)とを行う。 The motor control device 4 uses d-q axis vector control to calculate the voltage command to be applied to the permanent magnet synchronous motor 3, and generates a PWM (Pulse Width Modulation) control signal for the inverter 2 based on this voltage command, thereby controlling the operation of the permanent magnet synchronous motor 3. The motor control device 4 controls the operation of the permanent magnet synchronous motor 3 in its normal operating state (normal operating control), and controls the transition from an idling state to a normal operating state (start-up control).

<通常運転制御>
まず、通常運転状態での運転制御における各機能ブロックの動作について説明する。
<Normal operation control>
First, the operation of each functional block during operation control in a normal operating state will be described.

電流再現演算部16は、直流電流検出器を構成する増幅器6から出力される電流検出信号ishと、2相/3相変換部11から制御信号生成部17に出力されている三相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*とを用いて、インバータ2からの三相モータ電流iu,iv,iwを再現する。シャント抵抗5の電流信号から三相モータ電流を再現する方法は公知のものを用いれば良く、ここでの詳細な説明は省略する。 The current reproduction calculation unit 16 reproduces the three-phase motor currents iu, iv, and iw from the inverter 2 using the current detection signal ish output from the amplifier 6 constituting the DC current detector and the three-phase voltage commands Vu*, Vv*, and Vw* output from the two-phase/three-phase conversion unit 11 to the control signal generation unit 17. Any known method can be used to reproduce the three-phase motor current from the current signal of the shunt resistor 5, and a detailed description of this method will be omitted here.

なお、本実施の形態においては、コスト低減のために、電流再現演算部16において、シャント抵抗5によって検出される電流検出信号ishから三相モータ電流iu,iv,iwを再現し、3相/2相変換部15に入力する方式を採用しているが、これに限定するものではない。例えば、シャント抵抗5に代えて、電流センサなどの電流検出手段を用いてインバータ2の出力である交流電流を検出するように構成しても良く、電流検出手段で検出された三相モータ電流iu,iv,iwを3相/2相変換部15に入力するように構成しても良い。 In this embodiment, in order to reduce costs, the current reproduction calculation unit 16 reproduces the three-phase motor currents iu, iv, iw from the current detection signal ish detected by the shunt resistor 5, and inputs them to the three-phase/two-phase conversion unit 15, but this is not limiting. For example, instead of the shunt resistor 5, a current detection means such as a current sensor may be used to detect the AC current that is the output of the inverter 2, and the three-phase motor currents iu, iv, iw detected by the current detection means may be input to the three-phase/two-phase conversion unit 15.

3相/2相変換部15は、電流再現演算部16によって再現された三相出力電流iu,iv,iwと、速度・位相推定部13によって推定された位相情報θd_estとに基づいて、α軸電流iαと、β軸電流iβと、dc軸電流idcと、qc軸電流iqcとを下記(式1)および(式2)に基づいて演算する。なお、下記(式1)は、所謂、3相/2相変換を表しており、(式2)は回転座標系への変換を表している。 The three-phase/two-phase conversion unit 15 calculates the α-axis current iα, the β-axis current iβ, the dc-axis current idc, and the qc-axis current iqc based on the three-phase output currents iu, iv, and iw reproduced by the current reproduction calculation unit 16 and the phase information θd_est estimated by the speed/phase estimation unit 13, according to the following (Equation 1) and (Equation 2). Note that the following (Equation 1) represents the so-called three-phase/two-phase conversion, and (Equation 2) represents the conversion to a rotating coordinate system.

Figure 2024165742000002
Figure 2024165742000002

Figure 2024165742000003
Figure 2024165742000003

dc-qc軸は、推定位置情報に基づくベクトル制御系の推定軸、d-q軸はモータ回転子軸であり、ここではd-q軸とdc-qc軸との軸誤差はΔθcと定義する。 The dc-qc axes are the estimated axes of the vector control system based on the estimated position information, and the d-q axes are the motor rotor axes. Here, the axis error between the d-q axes and the dc-qc axes is defined as Δθc.

速度・位相推定部13は、dc軸電流検出値idcおよびqc軸電流検出値iqcと、dc-qc軸の電圧指令Vdc*,Vqc*とを用いて、回転子の位置や回転速度を推定し、位相情報θd_estおよび推定速度ωestとして出力する。なお、速度・位相推定部13における具体的な推定手段は公知のものを用いれば良く、ここでの詳細な説明は省略する。 The speed/phase estimation unit 13 estimates the rotor position and rotation speed using the dc-axis current detection value idc and the qc-axis current detection value iqc, and the dc-qc axis voltage commands Vdc* and Vqc*, and outputs the phase information θd_est and estimated speed ωest. Note that the specific estimation means used in the speed/phase estimation unit 13 may be publicly known, and a detailed description thereof will be omitted here.

速度制御部7は、外部からの指令に応じてモータ制御装置4内の機能部(図示せず)で生成された速度指令値ω*と、速度・位相推定部13によって推定された推定速度ωestとから演算部25で演算された偏差を0(ゼロ)に近づけるように、すなわち、推定速度ωestを速度指令値ω*に近づけるように、qc軸電流指令値Iqc*を作成する。 The speed control unit 7 creates a qc-axis current command value Iqc* so that the deviation calculated by the calculation unit 25 from the speed command value ω* generated by a functional unit (not shown) in the motor control device 4 in response to an external command and the estimated speed ωest estimated by the speed/phase estimation unit 13 approaches 0 (zero), i.e., so that the estimated speed ωest approaches the speed command value ω*.

d軸電流指令生成部8は、三相モータ電流iu,iv,iwを最小化するためのdc軸電流指令値Idc*を生成する。 The d-axis current command generator 8 generates the dc-axis current command value Idc* to minimize the three-phase motor currents iu, iv, and iw.

電流制御部9は、d軸電流指令生成部8から与えられるdc軸電流指令値Idc*と、速度制御部7から与えられるqc軸電流指令値Iqc*と、3相/2相変換部15から与えられるdc軸電流検出値idcおよびqc軸電流検出値iqcと、速度指令値ω*およびモータ定数とを用いて、dc軸電圧指令値Vdc*およびqc軸電圧指令値Vqc*を演算して出力する。 The current control unit 9 calculates and outputs the dc-axis voltage command value Vdc* and the qc-axis voltage command value Vqc* using the dc-axis current command value Idc* provided by the d-axis current command generation unit 8, the qc-axis current command value Iqc* provided by the speed control unit 7, the dc-axis current detection value idc and the qc-axis current detection value iqc provided by the three-phase/two-phase conversion unit 15, the speed command value ω*, and the motor constant.

電圧指令切替部10は、外部からの切替信号に基づいて、電流制御部9によって算出されたdc-qc軸の電圧指令Vdc*,Vqc*と電圧指令生成部12によって算出されたα-β軸の電圧指令Vα*,Vβ*のいずれか一方を2相/3相変換部11に出力する。具体的には、電圧指令切替部10は、通常運転状態である場合の切替信号に基づいて電流制御部9によって算出されたdc-qc軸の電圧指令Vdc*,Vqc*を2相/3相変換部11に出力する。なお、電圧指令切替部10は、空転状態(起動制御)である場合の切替信号に基づいて電圧指令生成部12によって算出されたα-β軸の電圧指令Vα*,Vβ*を2相/3相変換部11に出力する。 Based on a switching signal from the outside, the voltage command switching unit 10 outputs either the dc-qc axis voltage commands Vdc*, Vqc* calculated by the current control unit 9 or the α-β axis voltage commands Vα*, Vβ* calculated by the voltage command generating unit 12 to the two-phase/three-phase conversion unit 11. Specifically, the voltage command switching unit 10 outputs the dc-qc axis voltage commands Vdc*, Vqc* calculated by the current control unit 9 based on a switching signal in the normal operating state to the two-phase/three-phase conversion unit 11. The voltage command switching unit 10 outputs the α-β axis voltage commands Vα*, Vβ* calculated by the voltage command generating unit 12 based on a switching signal in the idling state (start control) to the two-phase/three-phase conversion unit 11.

2相/3相変換部11は、通常運転状態では、電流制御部9によって算出されて電圧指令切替部10を介して入力されたdc-qc軸の電圧指令Vdc*,Vqc*と、速度・位相推定部13からの位相情報θd_estとを用いて、三相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*を下記(式3)および(式4)により算出して出力する。なお、下記(式3)は、回転座標系から固定座標系への変換を表しており、(式4)は、所謂、2相/3相変換を表している。 In normal operation, the two-phase/three-phase converter 11 uses the dc-qc axis voltage commands Vdc*, Vqc* calculated by the current controller 9 and input via the voltage command switch 10, and the phase information θd_est from the speed/phase estimator 13 to calculate and output the three-phase voltage commands Vu*, Vv*, Vw* according to the following formulas (3) and (4). Note that the following formula (3) represents the conversion from the rotating coordinate system to the fixed coordinate system, and formula (4) represents the so-called two-phase/three-phase conversion.

Figure 2024165742000004
Figure 2024165742000004

Figure 2024165742000005
Figure 2024165742000005

制御信号生成部17は、2相/3相変換部11からの三相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*と、直流電圧検出器50からの検出値(直流電圧検出信号)とに基づいて制御信号を生成し、インバータ2に出力する。 The control signal generating unit 17 generates a control signal based on the three-phase voltage commands Vu*, Vv*, Vw* from the two-phase/three-phase conversion unit 11 and the detection value (DC voltage detection signal) from the DC voltage detector 50, and outputs the control signal to the inverter 2.

<起動制御>
続いて、空転状態から通常運転状態への移行制御(起動制御)における各機能ブロックの動作について説明する。なお、起動制御においては、通常運転状態との相違点についてのみ説明する。
<Startup control>
Next, the operation of each functional block in the transition control (start-up control) from the idling state to the normal operation state will be described. Note that in the start-up control, only the differences from the normal operation state will be described.

まず、空転時の位相検出(回転子位置および回転速度の推定)の基本原理について説明する。 First, we explain the basic principles of phase detection during idling (estimating rotor position and rotation speed).

永久磁石同期モータ3を回転子位置と回転速度情報用いずに空転状態から再始動しようとした場合、永久磁石同期モータ3の回転速度によっては、通常運転制御による起動は難しいことがある。そこで、本実施の形態においては、永久磁石同期モータ3の空転状態において回転子位置と回転速度を算出して、起動制御に用いる。 When attempting to restart the permanent magnet synchronous motor 3 from an idling state without using rotor position and rotation speed information, depending on the rotation speed of the permanent magnet synchronous motor 3, starting using normal operation control may be difficult. Therefore, in this embodiment, the rotor position and rotation speed are calculated when the permanent magnet synchronous motor 3 is in an idling state and used for start-up control.

図3は、永久磁石同期モータに直流電流を流した際の電流ベクトルを表す説明図である。 Figure 3 is an explanatory diagram showing the current vectors when DC current flows through a permanent magnet synchronous motor.

図3において、永久磁石同期モータ3が空転していない場合、α軸を基準とする直流電流に応じた電流Iα_DCが永久磁石同期モータ3に流れる。この場合、β軸電流Iβは0(ゼロ)になる。 In FIG. 3, when the permanent magnet synchronous motor 3 is not rotating freely, a current Iα_DC corresponding to a direct current based on the α-axis flows through the permanent magnet synchronous motor 3. In this case, the β-axis current Iβ becomes 0 (zero).

一方、永久磁石同期モータ3が空転している場合(空転状態の場合)、誘起電圧による影響分の電流Ieが電流Iα_DCに加わり、ベクトルとして加算された電流Iαβ(=Iα_DC+Ie)が永久磁石同期モータ3に流れる。つまり、図3に示すように、永久磁石同期モータ3の空転状態における回転速度や回転方向に応じて電流Iαβの位相角が変化する。 On the other hand, when the permanent magnet synchronous motor 3 is rotating freely (in an idling state), the current Ie affected by the induced voltage is added to the current Iα_DC, and the current Iαβ (=Iα_DC+Ie) added as a vector flows through the permanent magnet synchronous motor 3. In other words, as shown in FIG. 3, the phase angle of the current Iαβ changes depending on the rotation speed and direction of the permanent magnet synchronous motor 3 in an idling state.

そこで、本実施の形態では、永久磁石同期モータ3を流れる電流Iα,Iβが空転状態に応じて変化することを利用して、永久磁石同期モータ3の空転状態における回転速度や回転方向を推定する。 Therefore, in this embodiment, the rotation speed and direction of the permanent magnet synchronous motor 3 in an idling state are estimated by utilizing the fact that the currents Iα and Iβ flowing through the permanent magnet synchronous motor 3 change depending on the idling state.

なお、本実施の形態においては、三相モータである永久磁石同期モータ3のうちの1相に直流電流を流す場合を例示して説明するが、複数相に直流電流を流してそれぞれについて回転速度や回転方向を推定しても良い。 In this embodiment, a case where a DC current flows through one phase of the permanent magnet synchronous motor 3, which is a three-phase motor, is described as an example, but a DC current may be passed through multiple phases and the rotation speed and rotation direction may be estimated for each of them.

図4は、空転状態推定部の処理内容を示す機能ブロック図である。 Figure 4 is a functional block diagram showing the processing performed by the spin state estimation unit.

図4において、空転状態推定部14は、空転状態の永久磁石同期モータ3の回転子位置としての初期位相θd0と回転速度としての初期速度ωe0とを算出し、電圧指令生成部12および速度・位相推定部13に出力する機能部であり、磁束推定部18と、空転位相推定部19と、空転速度推定部20とから構成されている。 In FIG. 4, the idling state estimation unit 14 is a functional unit that calculates the initial phase θd0 as the rotor position of the permanent magnet synchronous motor 3 in an idling state and the initial speed ωe0 as the rotational speed, and outputs them to the voltage command generation unit 12 and the speed/phase estimation unit 13, and is composed of a magnetic flux estimation unit 18, an idling phase estimation unit 19, and an idling speed estimation unit 20.

磁束推定部18は、電圧指令生成部12によって算出されたα-β軸の電圧指令Vα*,Vβ*と3相/2相変換部15で演算したα-β軸のモータ電流iα,iβとを用いて、推定磁束Ψα_est,Ψβ_estを下記(式5)および(式6)により算出し、空転位相推定部19に出力する。なお、(式5)および(式6)において、Rはモータ巻線抵抗値であり、Ψα(0),Ψβ(0)はそれぞれ推定磁束Ψα_est,Ψβ_estの初期値である。 The magnetic flux estimation unit 18 uses the α-β axis voltage commands Vα*, Vβ* calculated by the voltage command generation unit 12 and the α-β axis motor currents iα, iβ calculated by the three-phase/two-phase conversion unit 15 to calculate the estimated magnetic fluxes Ψα_est, Ψβ_est according to the following (Equation 5) and (Equation 6), and outputs them to the idling phase estimation unit 19. Note that in (Equation 5) and (Equation 6), R is the motor winding resistance value, and Ψα(0), Ψβ(0) are the initial values of the estimated magnetic fluxes Ψα_est, Ψβ_est, respectively.

Figure 2024165742000006
Figure 2024165742000006

Figure 2024165742000007
Figure 2024165742000007

空転位相推定部19は、磁束推定部18で演算した推定磁束Ψα_est,Ψβ_estを用いて、初期位相θd0を下記(式7)により算出し、空転速度推定部20に出力するとともに、速度・位相推定部13に出力する。 The idling phase estimation unit 19 uses the estimated magnetic fluxes Ψα_est and Ψβ_est calculated by the magnetic flux estimation unit 18 to calculate the initial phase θd0 according to the following formula (7), and outputs it to the idling speed estimation unit 20 and to the speed/phase estimation unit 13.

Figure 2024165742000008
Figure 2024165742000008

空転速度推定部20は、空転位相推定部19で演算した初期位相θd0を用いて、初期速度ωe0を算出して出力する。具体的には、例えば、所定の制御周期で繰り返し演算される初期位相θd0の前回値θd0_1と今回値θd0_2との差Δθd0(θd0_2-θd0_1)を前回値θd0_1を演算した時刻t1から今回値θd0_2を演算した時刻t2までの時間Δt(=t2-t1)で除することにより、推定速度ωest(=Δθd0/Δt)を算出して出力する。 The idling speed estimation unit 20 calculates and outputs the initial speed ωe0 using the initial phase θd0 calculated by the idling phase estimation unit 19. Specifically, for example, the idling speed estimation unit 20 calculates and outputs the estimated speed ωest (=Δθd0/Δt) by dividing the difference Δθd0 (θd0_2-θd0_1) between the previous value θd0_1 and the current value θd0_2 of the initial phase θd0, which is repeatedly calculated at a predetermined control period, by the time Δt (=t2-t1) from the time t1 when the previous value θd0_1 is calculated to the time t2 when the current value θd0_2 is calculated.

図5は、電圧指令生成部の処理内容を示す機能ブロック図である。 Figure 5 is a functional block diagram showing the processing contents of the voltage command generation unit.

図5において、電圧指令生成部12は、空転状態の永久磁石同期モータ3を制御するために必要なα-β軸の電圧指令Vα*,Vβ*を算出し、空転状態推定部14および電圧指令切替部10(言い換えると、2相/3相変換部11)に出力する機能部であり、α軸電圧指令生成部21と、β軸電圧指令生成部22と、電圧指令補正値演算部23とから構成されている。 In FIG. 5, the voltage command generation unit 12 is a functional unit that calculates the α-β axis voltage commands Vα*, Vβ* required to control the permanent magnet synchronous motor 3 in the idling state, and outputs them to the idling state estimation unit 14 and the voltage command switching unit 10 (in other words, the 2-phase/3-phase conversion unit 11), and is composed of an α-axis voltage command generation unit 21, a β-axis voltage command generation unit 22, and a voltage command correction value calculation unit 23.

α軸電圧指令生成部21は、例えば、空転状態に想定される永久磁石同期モータ3の最大速度(例えば、低速運転時に想定される速度)を推定可能なα軸電圧指令値を、計算もしくは実験により求めて初期α軸電圧指令値Vα0*として出力する。 The α-axis voltage command generating unit 21 obtains, for example, by calculation or experiment, an α-axis voltage command value that can estimate the maximum speed of the permanent magnet synchronous motor 3 expected in an idling state (e.g., the speed expected during low-speed operation), and outputs it as an initial α-axis voltage command value Vα0*.

β軸電圧指令生成部22は、β軸電圧指令値として例えば0(ゼロ)を電圧指令Vβ*に設定し、出力する。 The β-axis voltage command generator 22 sets the voltage command Vβ* to, for example, 0 (zero) as the β-axis voltage command value and outputs it.

電圧指令補正値演算部23は、空転状態推定部14の空転速度推定部20で演算した初期速度ωe0と、α軸電圧指令生成部21の出力である電圧指令Vα0*とを用いて、電圧指令補正値ΔVα*を、例えば、下記(式8)、(式9)および(式10)に基づいて算出する。なお、(式8)において、Keは永久磁石同期モータ3の誘起電圧定数であり、Eestは推定誘起電圧である。また、(式9)において、ΔVVα0_Eは推定誘起電圧Eestと初期α軸電圧指令値Vα0*との偏差である。また、(式10)において、VCОはα軸電圧指令Vα*を推定誘起電圧Eestより大きくするための補正量であり、計算もしくは実験により求めて予め設定される。 The voltage command correction value calculation unit 23 uses the initial speed ωe0 calculated by the idling speed estimation unit 20 of the idling state estimation unit 14 and the voltage command Vα0* that is the output of the α-axis voltage command generation unit 21 to calculate the voltage command correction value ΔVα* based on, for example, the following (Equation 8), (Equation 9), and (Equation 10). In (Equation 8), Ke is the induced voltage constant of the permanent magnet synchronous motor 3, and Eest is the estimated induced voltage. In (Equation 9), ΔVVα0_E is the deviation between the estimated induced voltage Eest and the initial α-axis voltage command value Vα0*. In (Equation 10), VCO is a correction amount for making the α-axis voltage command Vα* larger than the estimated induced voltage Eest, and is determined in advance by calculation or experiment.

Figure 2024165742000009
Figure 2024165742000009

Figure 2024165742000010
Figure 2024165742000010

Figure 2024165742000011
Figure 2024165742000011

演算部24では、α軸電圧指令生成部21の出力である電圧指令Vα0*と、電圧指令補正値ΔVα*とを用いて、電圧指令生成部12の出力であるα軸電圧指令Vα*を下記(式11)に基づいて算出する。 The calculation unit 24 uses the voltage command Vα0*, which is the output of the α-axis voltage command generation unit 21, and the voltage command correction value ΔVα* to calculate the α-axis voltage command Vα*, which is the output of the voltage command generation unit 12, based on the following (Equation 11).

Figure 2024165742000012
Figure 2024165742000012

速度・位相推定部13は、空転状態推定部14の空転速度推定部20からの初期速度ωe0と空転位相推定部19からのモータ回転子の初期位相θd0を初期値に設定して、永久磁石同期モータ3の空転状態から通常運転状態への移行制御(起動制御)を行う。 The speed/phase estimation unit 13 sets the initial speed ωe0 from the idling speed estimation unit 20 of the idling state estimation unit 14 and the initial phase θd0 of the motor rotor from the idling phase estimation unit 19 to initial values, and performs transition control (start-up control) of the permanent magnet synchronous motor 3 from the idling state to the normal operating state.

電圧指令切替部10は、空転状態(起動制御)である場合の外部からの切替信号に基づいて、電圧指令生成部12によって算出されたα-β軸の電圧指令Vα*,Vβ*を2相/3相変換部11に出力する。 The voltage command switching unit 10 outputs the voltage commands Vα* and Vβ* for the α-β axes calculated by the voltage command generating unit 12 to the two-phase/three-phase conversion unit 11 based on a switching signal from the outside when the motor is in an idling state (start-up control).

速度制御部7は、空転状態(起動制御)では、外部からの指令に応じてモータ制御装置4内の機能部(図示せず)で生成された速度指令値ω*と、速度・位相推定部13からの推定速度ωest(=ωe0(初期値))との偏差を0(ゼロ)に近づけるように、すなわち、推定速度ωestを速度指令値ω*に近づけるように、qc軸電流指令値Iqc*を作成する。 In the idling state (start-up control), the speed control unit 7 creates a qc-axis current command value Iqc* so that the deviation between the speed command value ω* generated by a functional unit (not shown) in the motor control device 4 in response to an external command and the estimated speed ωest (=ωe0 (initial value)) from the speed/phase estimation unit 13 approaches 0 (zero), i.e., so that the estimated speed ωest approaches the speed command value ω*.

2相/3相変換部11は、空転状態(起動制御)では、電圧指令生成部12によって算出されて電圧指令切替部10を介して入力されたα-β軸の電圧指令Vα*,Vβ*と、速度・位相推定部13からの位相情報θd_est(=θd0(初期値))とを用いて、三相電圧指令Vu*,Vv*,Vw*を(式3)および(式4)により算出して出力する。 In the idling state (start-up control), the two-phase/three-phase conversion unit 11 uses the voltage commands Vα*, Vβ* of the α-β axes calculated by the voltage command generation unit 12 and input via the voltage command switching unit 10, and the phase information θd_est (= θd0 (initial value)) from the speed/phase estimation unit 13 to calculate and output the three-phase voltage commands Vu*, Vv*, Vw* according to (Equation 3) and (Equation 4).

以上のように構成した本実施の形態における効果を説明する。 The effects of this embodiment configured as above are explained below.

従来技術においては、インバータが短絡動作時のモータ巻線の短絡電流がモータ誘起電圧と巻線抵抗及びインダクタンスにより決められるため、空転速度によっては、短絡動作時の過電流が発生する恐れがある。また、母線(シャント)抵抗に流す電流の検出により、特殊なPWM制御モードと電流検出処理とを用いるため、モータの回転子位置と回転速度を算出する演算が複雑になり、推定結果に誤差が発生しやすい。 In conventional technology, the short-circuit current of the motor winding when the inverter is in short-circuit operation is determined by the motor induced voltage, winding resistance, and inductance, so there is a risk of overcurrent occurring during short-circuit operation depending on the idling speed. In addition, because a special PWM control mode and current detection process are used to detect the current flowing through the bus (shunt) resistor, the calculations for calculating the motor rotor position and rotation speed are complex, making it easy for errors to occur in the estimated results.

これに対して、本実施の形態においては、直流電力を交流電力に変換して永久磁石同期モータに供給するインバータの動作を電圧指令に基づく制御信号により制御することによって、前記永久磁石同期モータの動作を制御するモータ制御装置において、前記永久磁石同期モータの通常運転時に前記インバータの制御信号を生成する第1の制御部と、前記永久磁石同期モータの空転時に前記インバータの制御信号を生成する第2の制御部とを備え、前記第2の制御部は、前記永久磁石同期モータが空転状態である場合に、前記永久磁石同期モータに予め定めた初期値の直流電流を流す電圧指令を出力し、前記電圧指令と、前記電圧指令に応じた前記永久磁石同期モータの電流値とに基づいて、前記永久磁石同期モータの回転子位置及び回転速度を算出し、算出した前記回転速度に基づいて前記永久磁石同期モータの誘起電圧を推定し、推定した前記誘起電圧より大きくなるように前記電圧指令を調整するように構成したので、モータ回転子の位置と速度とをより高精度に算出することができる。 In contrast, in the present embodiment, a motor control device controls the operation of a permanent magnet synchronous motor by controlling the operation of an inverter that converts DC power into AC power and supplies it to the permanent magnet synchronous motor using a control signal based on a voltage command. The motor control device includes a first control unit that generates a control signal for the inverter during normal operation of the permanent magnet synchronous motor, and a second control unit that generates a control signal for the inverter when the permanent magnet synchronous motor is in an idling state. When the permanent magnet synchronous motor is in an idling state, the second control unit outputs a voltage command to pass a DC current of a predetermined initial value through the permanent magnet synchronous motor, calculates the rotor position and rotation speed of the permanent magnet synchronous motor based on the voltage command and the current value of the permanent magnet synchronous motor according to the voltage command, estimates the induced voltage of the permanent magnet synchronous motor based on the calculated rotation speed, and adjusts the voltage command so that the induced voltage is larger than the estimated induced voltage. This allows the position and speed of the motor rotor to be calculated with higher accuracy.

<付記>
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。
<Additional Notes>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications and combinations within the scope of the gist of the present invention. Furthermore, the present invention is not limited to those having all of the configurations described in the above-described embodiment, and includes those in which some of the configurations are omitted.

例えば、モータ制御装置4において、外乱及びノイズの影響を避けるため、各種計算に用いる値に対して移動平均処理またはローパスフィルタ処理を施してもよい。 For example, in the motor control device 4, moving average processing or low-pass filter processing may be performed on the values used in various calculations to avoid the effects of disturbances and noise.

また、本実施の形態で説明したモータ制御装置4の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。 Furthermore, each of the configurations, functions, etc. of the motor control device 4 described in this embodiment may be realized in part or in whole by, for example, designing them as an integrated circuit. Furthermore, each of the above configurations, functions, etc. may be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.

1…直流電源、2…インバータ、3…永久磁石同期モータ、4…モータ制御装置、5…シャント抵抗、6…増幅器、7…速度制御部、8…d軸電流指令生成部、9…電流制御部、10…電圧指令切替部、11…2相/3相変換部、12…電圧指令生成部、13…速度・位相推定部、14…空転状態推定部、15…3相/2相変換部、16…電流再現演算部、17…制御信号生成部、18…磁束推定部、19…空転位相推定部、20…空転速度推定部、21…α軸電圧指令生成部、22…β軸電圧指令生成部、23…電圧指令補正値演算部、24,25…演算部、50…直流電圧検出器 1...DC power supply, 2...Inverter, 3...Permanent magnet synchronous motor, 4...Motor control device, 5...Shunt resistor, 6...Amplifier, 7...Speed control unit, 8...d-axis current command generation unit, 9...Current control unit, 10...Voltage command switching unit, 11...2-phase/3-phase conversion unit, 12...Voltage command generation unit, 13...Speed/phase estimation unit, 14...Idle state estimation unit, 15...3-phase/2-phase conversion unit, 16...Current reproduction calculation unit, 17...Control signal generation unit, 18...Magnetic flux estimation unit, 19...Idle phase estimation unit, 20...Idle speed estimation unit, 21...α-axis voltage command generation unit, 22...β-axis voltage command generation unit, 23...Voltage command correction value calculation unit, 24, 25...Calculation unit, 50...DC voltage detector

Claims (5)

直流電力を交流電力に変換して永久磁石同期モータに供給するインバータの動作を電圧指令に基づく制御信号により制御することによって、前記永久磁石同期モータの動作を制御するモータ制御装置であって、
前記永久磁石同期モータの通常運転時に前記インバータの制御信号を生成する第1の制御部と、
前記永久磁石同期モータの空転時に前記インバータの制御信号を生成する第2の制御部とを備え、
前記第2の制御部は、
前記永久磁石同期モータが空転状態である場合に、
前記永久磁石同期モータに予め定めた初期値の直流電流を流す電圧指令を出力し、
前記電圧指令と、前記電圧指令に応じた前記永久磁石同期モータの電流値とに基づいて、前記永久磁石同期モータの回転子位置及び回転速度を算出し、
算出した前記回転速度に基づいて前記永久磁石同期モータの誘起電圧を推定し、
推定した前記誘起電圧より大きくなるように前記電圧指令を調整することを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device that controls an operation of a permanent magnet synchronous motor by controlling an operation of an inverter that converts DC power into AC power and supplies the AC power to the permanent magnet synchronous motor using a control signal based on a voltage command, the motor control device comprising:
A first control unit that generates a control signal for the inverter during normal operation of the permanent magnet synchronous motor;
a second control unit that generates a control signal for the inverter when the permanent magnet synchronous motor is running idle;
The second control unit is
When the permanent magnet synchronous motor is in an idling state,
outputting a voltage command for causing a direct current of a predetermined initial value to flow through the permanent magnet synchronous motor;
calculating a rotor position and a rotation speed of the permanent magnet synchronous motor based on the voltage command and a current value of the permanent magnet synchronous motor corresponding to the voltage command;
An induced voltage of the permanent magnet synchronous motor is estimated based on the calculated rotation speed;
A motor control device comprising: a motor control unit that adjusts the voltage command so that the voltage command is greater than the estimated induced voltage.
請求項1記載のモータ制御装置において、
前記第2の制御部は、前記永久磁石同期モータの電機子が備える複数相の内の一相に前記初期値の直流電流を流す電圧指令を出力することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
The motor control device according to claim 1, wherein the second control unit outputs a voltage command for causing a direct current of the initial value to flow through one phase of a plurality of phases provided in an armature of the permanent magnet synchronous motor.
請求項1記載のモータ制御装置において、
前記初期値の直流電流は、前記永久磁石同期モータの低速運転時に想定される速度を推定可能な電流値であることを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
The motor control device according to claim 1, wherein the initial value of the direct current is a current value that enables estimation of an expected speed during low-speed operation of the permanent magnet synchronous motor.
請求項1記載のモータ制御装置において、
前記第2の制御部は、
永久磁石同期モータの回転速度と誘起電圧定数とに基づいて、前記誘起電圧を推定し、
前記初期値の直流電流を流す電圧指令と前記誘起電圧との偏差を算出し、
予め定めた補正値と前記偏差との差分を電圧指令補正値として算出し、
前記初期値の直流電流を流す電圧指令に前記電圧指令補正値を加算することで前記電圧指令を調整することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
The second control unit is
Estimating the induced voltage based on a rotation speed of a permanent magnet synchronous motor and an induced voltage constant;
Calculating a deviation between a voltage command for flowing the initial value of the direct current and the induced voltage;
A difference between a predetermined correction value and the deviation is calculated as a voltage command correction value;
A motor control device comprising: a voltage command correction value added to a voltage command for flowing a direct current of the initial value, thereby adjusting the voltage command.
直流電力を交流電力に変換して永久磁石同期モータに供給するインバータの動作を電圧指令に基づく制御信号により制御することによって、前記永久磁石同期モータの動作を制御するモータ制御方法であって、
前記永久磁石同期モータが空転状態である場合に、前記永久磁石同期モータに予め定めた初期値の直流電流を流す電圧指令を出力する手順と、
前記電圧指令と、前記電圧指令に応じた前記永久磁石同期モータの電流値とに基づいて、前記永久磁石同期モータの回転子位置及び回転速度を算出する手順と、
算出した前記回転速度に基づいて前記永久磁石同期モータの誘起電圧を推定する手順と、
推定した前記誘起電圧より大きくなるように前記電圧指令を調整する手順と
を有することを特徴とするモータ制御方法。
1. A motor control method for controlling an operation of a permanent magnet synchronous motor by controlling an operation of an inverter that converts DC power into AC power and supplies the AC power to the permanent magnet synchronous motor using a control signal based on a voltage command, comprising:
a step of outputting a voltage command for causing a direct current of a predetermined initial value to flow through the permanent magnet synchronous motor when the permanent magnet synchronous motor is in an idling state;
calculating a rotor position and a rotation speed of the permanent magnet synchronous motor based on the voltage command and a current value of the permanent magnet synchronous motor corresponding to the voltage command;
A step of estimating an induced voltage of the permanent magnet synchronous motor based on the calculated rotation speed;
and adjusting the voltage command so that the voltage command is greater than the estimated induced voltage.
JP2023082215A 2023-05-18 2023-05-18 MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD Pending JP2024165742A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023082215A JP2024165742A (en) 2023-05-18 2023-05-18 MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD
PCT/JP2024/003031 WO2024236867A1 (en) 2023-05-18 2024-01-31 Motor control device and motor control method
TW113107358A TW202448111A (en) 2023-05-18 2024-03-01 Motor control device and motor control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023082215A JP2024165742A (en) 2023-05-18 2023-05-18 MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024165742A true JP2024165742A (en) 2024-11-28

Family

ID=93518909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023082215A Pending JP2024165742A (en) 2023-05-18 2023-05-18 MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2024165742A (en)
TW (1) TW202448111A (en)
WO (1) WO2024236867A1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7627601B2 (en) * 2021-04-08 2025-02-06 株式会社日立製作所 Motor driving device and motor driving method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024236867A1 (en) 2024-11-21
TW202448111A (en) 2024-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3681318B2 (en) Synchronous motor control device and vehicle using the same
JP3661642B2 (en) Motor control device and control method thereof
JP4406552B2 (en) Electric motor control device
JP2004282969A (en) Control device and control method for AC motor
JP3894286B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor
JP6463966B2 (en) Motor driving device, motor driving module and refrigeration equipment
CN114374349B (en) Motor driving device and refrigeration equipment
JP3786018B2 (en) Control device for synchronous machine
JP5250603B2 (en) Motor control device
CN109983689B (en) Inverter control device and motor drive system
JP4590761B2 (en) Control device for permanent magnet type synchronous motor
JP7627601B2 (en) Motor driving device and motor driving method
JP2019208329A (en) Sensorless vector control device and sensorless vector control method
JP2000175483A (en) Sensorless control method for synchronous motor and its apparatus
JP7024289B2 (en) Motor control device
JP2024165742A (en) MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD
JP2020014266A (en) Control device for electric motor
CN107482965B (en) Control device for synchronous motor
JP3578096B2 (en) Motor control device
JP2025023592A (en) MOTOR CONTROL DEVICE AND MOTOR CONTROL METHOD
JP7517939B2 (en) Drive control device and drive control method for induction motor
US20240063738A1 (en) Motor control device
JP7667757B2 (en) Motor Drive System
JP7468669B2 (en) Motor control method and control device
JP2000278985A (en) Driving device of dc brushless motor

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20240321

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20240322