JP5584794B1 - 電動機の駆動制御装置 - Google Patents
電動機の駆動制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5584794B1 JP5584794B1 JP2013083504A JP2013083504A JP5584794B1 JP 5584794 B1 JP5584794 B1 JP 5584794B1 JP 2013083504 A JP2013083504 A JP 2013083504A JP 2013083504 A JP2013083504 A JP 2013083504A JP 5584794 B1 JP5584794 B1 JP 5584794B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- energization
- voltage command
- rectangular wave
- pwm
- electric 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
- H02P27/085—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
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
【解決手段】電流指令値に基づいて電圧指令振幅と電圧指令位相を生成する電圧指令生成部4と、矩形波通電時の電圧指令位相を生成する矩形波通電時位相生成部5と、電動機1の状態量に応じてPWM通電か矩形波通電のどちらの制御を行うかを判定し切替を行う制御切替判定部6とを備え、PWM通電に切替られた場合はPWM通電部7からの出力によりスイッチング素子部9を駆動し、矩形波通電に切替られた場合は矩形波通電部8からの出力によりスイッチング素子部9を駆動させる。また電圧指令生成部4は電動機1のパラメータを用いて電圧指令振幅と電圧指令位相を算出する。
【選択図】図1
Description
以下、この発明の実施の形態1における電動機の駆動制御装置を図に基づいて説明する。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電動機の駆動制御装置のシステム構成図である。
図1において、電動機1は三相モータであり、U相、V相、W相の3本のハーネスを用いて電動機駆動制御装置(以下、インバータと称する)2と接続されているが、電動機1とインバータ2の接続本数は特に制限はない。また、電動機1とインバータ2の間をハーネスで接続しているが、ハーネスを使用しない、いわゆる電動機1とインバータ2を一体化した構成でもよい。
なお、電流指令値に制限をかける方法として、インバータ2に印加した直流電圧Vbと電動機1の回転数からインバータ2が出力可能な電流制限値を算出してもよいし、直流電圧Vbと電動機1の回転数から電流制限値を算出するマップを用いてもよい。
Vdref=Rdq×Idref−ω×Ldq×Iqref ・・・(1)
Vqref=ω×Ldq×Idref+Rdq×Iqref+ω×φdq ・・・(2)
ここで、Rdqは電動機1のdq軸抵抗値、ωは電動機1の回転電気角周波数、Ldqは電動機1のdq軸インダクタンス値である。
Vref=√(Vdref×Vdref+Vqref×Vqref) ・・・(3)
θv=arctan(―Vdref/Vqref) ・・・(4)
このように電圧指令生成部4は、電動機1のdq軸抵抗値や回転電気角周波数やdq軸インダクタンス値などの、電動機1のパラメータを用いて電圧指令振幅Vrefと電圧指令位相θvが算出されている。
なお、矩形波通電時に用いる電圧指令位相θを算出する方法として、PWM通電時の電圧指令振幅Vrefと電圧指令位相θvを用いて、矩形波通電時の電圧指令位相θを算出するマップを用いてもよいし、PWM通電時の電圧指令振幅Vrefと電圧指令位相θvを用いた演算式から電圧指令位相θを算出してもよい。
即ち、制御切替判定部6は、電圧指令振幅Vrefまたは電圧指令位相θの位相に応じて、PWM通電もしくは矩形波通電のどちらの制御を行うかを判定し通電方式を切替えている。
図3のフローチャートを参照しながら制御切替判定部6の動作について説明する。図3はスタートからエンドまでS1からS8までのステップを含んでいる。
電圧指令Duty値=Vref/(Vb×√(6/π)) ・・・(5)
なお、矩形波切替しきい値Ksqは式(6)で算出する。
矩形波切替しきい値Ksq=ks(Vb×√(6/π)) ・・・(6)
ここで、ksは矩形波切替調整係数で0から1までの範囲である。
なお、PWM通電切替しきい値Kpwmは式(7)で算出する。
PWM通電切替しきい値Kpwm=kp×Vb×√(6/π) ・・・(7)
ここで、kpはPWM通電切替調整係数で0から1までの範囲である。
なお、矩形波切替しきい値KsqとPWM通電切替しきい値Kpwmは常にKsq≧Kpwmの関係が成立するようにする。
このように制御切替判定部6は、電動機1または電動機駆動制御装置2の状態量に応じて、PWM通電か矩形波通電のいずれか一方の制御を行うかを判定し切替を行うようになっている。
すなわちPWM通電と矩形波通電の切替を行う状態量として、電圧指令Duty値を用い、この電圧指令Duty値は電圧振幅指令Vref、電動機駆動制御装置2に印加される直流電圧Vbで決まるようになっている。
矩形波通電部8は、制御切替判定部6での判定結果が矩形波通電と判定された場合に、矩形波通電時位相生成部5からの電圧指令位相θに応じた信号を生成し、スイッチング素子部9に出力する。
そしてスイッチング素子部9からの信号(交流電圧)で電動機1を低速から高速まで安定して駆動させる。
実施の形態1では、制御切替判定部6におけるPWM通電と矩形波通電を切り替える電動機1の状態量として、電動機駆動制御装置2に印加される直流電圧VbおよびPWM通電時の電圧指令値Vrefを使用したが、実施の形態2の発明は、制御切替判定部6における電動機1の状態量として、矩形波通電時の電圧指令位相θを用いて制御切替を行うようにしたものである。
PWM通電切替電圧位相θpwmは、矩形波通電時の電圧指令位相最大値θmaxとPWM通電切替電圧位相係数Kθpwmを用いて式(8)で算出する。
PWM通電切替電圧位相θpwm=Kθpwm×θmax ・・・(8)
ここで、KθpwmはPWM通電切替電圧位相係数で0から1までの範囲とする。
電動機が高回転になるとインバータ出力電圧が大きくなり電圧飽和すると、電動機回転数を上げることができない。これを防ぐためにd軸電流Idに負の電流を流すことで、電動機の磁束を弱めて電圧飽和を緩和する弱め磁束を行う。負の電流が大きくなる、つまり、弱め磁束が強くなると式(1)、(2)、(4)から電圧位相は大きくなり、弱め磁束を弱めると電圧位相は小さくなる。矩形波通電からPWM通電への切替は電圧飽和しない領域で行うため、矩形波電圧指令位相θが所定値以下となれば切替えるようにしている。
以上から、制御切替判定部6における矩形波通電からPWM通電に切り替える電動機1の状態量として、矩形波通電時の電圧指令位相θを用いても、PWM通電時の電圧指令値Vrefと同様の効果を得ることができる。
実施の形態1では、制御切替判定部6において、PWM通電から矩形波通電に切替を行う矩形波切替しきい値Ksqと、矩形波通電からPWM通電に切替を行うPWM切替しきい値Kpwmの設定について特に言及していないが、実施の形態3の発明は、上記2つの切替しきい値を異なるように設定する(ヒステリシス特性を持たせる)ようにしたものである。
を異なる値に設定することで、PWM通電と矩形波通電の頻繁な制御切替を防止して、電動機1の安定した駆動を実現することが可能となる。
なお、矩形波通電は出力電圧の高い領域で行い、PWM通電は出力電圧の低い領域で行うため、矩形波切替しきい値KspとPWM切替しきい値Kpwmを比較した時に、Ksp≧Kpwmが常に成立するように設定する。
実施の形態4の発明は、実施の形態1の電圧指令生成部4に、電動機1または電動機駆動制御装置2の温度に応じて電動機1のパラメータ(電動機1の抵抗値やインダクタンス値)を補正する電動機パラメータ補正部を備えたものである。
なお、電動機1の抵抗値Rdqとインダクタンス値Ldqの算出は温度に応じたマップを用いてもよいし、温度から算出される演算式を用いて算出してもよい。
実施の形態1では、回転数算出部10の出力と回転数指令値の差分を電流指令生成部3に入力していたが、実施の形態5の発明は、回転数算出部10の代わりに電動機1のトルク算出部を用いて、電流指令生成部3にトルク指令値とトルク算出部の差分を入力するようにしたものである。このような構成においても実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Claims (7)
- 電流指令値に基づいて電圧指令振幅と電圧指令位相を生成する電圧指令生成部と、矩形波通電時の電圧指令位相を生成する矩形波通電時位相生成部と、電動機または電動機駆動制御装置の状態量に応じてPWM通電か矩形波通電のいずれか一方の制御を行うかを判定し切替を行う制御切替判定部と、前記電圧指令生成部で生成された電圧指令振幅と電圧指令位相に応じてPWM波形を出力するPWM通電部と、前記矩形波通電時位相生成部で生成された電圧指令位相に応じて矩形波出力する矩形波通電部と、前記PWM通電部または前記矩形波通電部の出力に応じたスイッチング動作を行うスイッチング素子部を備え、前記電圧指令生成部は前記電動機のパラメータを用いて電圧指令振幅と電圧指令位相を算出し、前記制御切替判定部におけるPWM通電と矩形波通電の切替を行う状態量として、前記電動機駆動制御装置に印加する直流電圧と前記電圧指令生成部の電圧指令振幅に基づいて算出される電圧指令Dutyを用いることを特徴とする電動機の駆動制御装置。
- 前記制御切替判定部は、PWM通電から矩形波通電に切替を行う際の矩形波切替しきい値Kspと、矩形波通電からPWM通電に切替を行う際のPWM切替しきい値Kpwmを異なる値に設定したことを特徴とする請求項1に記載の電動機の駆動制御装置。
- PWM通電から矩形波通電に切替を行う際の矩形波切替しきい値Kspと、矩形波通電からPWM通電に切替を行う際のPWM切替しきい値Kpwmを比較した時に、Ksp≧Kpwmが常に成立するように設定した請求項2に記載の電動機の駆動制御装置。
- 電流指令値に基づいて電圧指令振幅と電圧指令位相を生成する電圧指令生成部と、矩形波通電時の電圧指令位相を生成する矩形波通電時位相生成部と、電動機または電動機駆動制御装置の状態量に応じてPWM通電か矩形波通電のいずれか一方の制御を行うかを判定し切替を行う制御切替判定部と、前記電圧指令生成部で生成された電圧指令振幅と電圧指令位相に応じてPWM波形を出力するPWM通電部と、前記矩形波通電時位相生成部で生成された電圧指令位相に応じて矩形波出力する矩形波通電部と、前記PWM通電部または前記矩形波通電部の出力に応じたスイッチング動作を行うスイッチング素子部を備え、前記電圧指令生成部は前記電動機のパラメータを用いて電圧指令振幅と電圧指令位相を算出し、前記制御切替判定部における矩形波通電からPWM通電への切替を行う状態量として、前記矩形波通電時位相生成部の電圧指令位相を用いることを特徴とする電動機の駆動制御装置。
- 前記制御切替判定部における矩形波通電からPWM通電への切替は、前記矩形波通電時位相生成部の電圧指令位相が所定値以下になった時に行うことを特徴とする請求項4に記載の電動機の駆動制御装置。
- 前記電圧指令生成部は、電動機または電動機駆動制御装置の温度に応じて前記電動機のパラメータを補正する電動機パラメータ補正部を備え、補正した電動機パラメータを用いて電圧指令振幅と電圧指令位相を算出することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電動機の駆動制御装置。
- 前記電動機のパラメータとして、電動機の抵抗値およびインダクタンス値を使用したことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電動機の駆動制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013083504A JP5584794B1 (ja) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | 電動機の駆動制御装置 |
US14/153,435 US9203329B2 (en) | 2013-04-12 | 2014-01-13 | Motor drive control system |
DE201410201299 DE102014201299A1 (de) | 2013-04-12 | 2014-01-24 | Motorantriebssteuersystem |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013083504A JP5584794B1 (ja) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | 電動機の駆動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5584794B1 true JP5584794B1 (ja) | 2014-09-03 |
JP2014207765A JP2014207765A (ja) | 2014-10-30 |
Family
ID=51617832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013083504A Active JP5584794B1 (ja) | 2013-04-12 | 2013-04-12 | 電動機の駆動制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9203329B2 (ja) |
JP (1) | JP5584794B1 (ja) |
DE (1) | DE102014201299A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3027748B1 (fr) * | 2014-10-27 | 2016-11-04 | Valeo Equip Electr Moteur | Procede et dispositif de commande d'une machine electrique tournante synchrone polyphasee, et machine electrique reversible de vehicule automobile correspondant |
JP7121248B2 (ja) | 2017-09-14 | 2022-08-18 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 同期電動機の制御装置及び制御方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011223718A (ja) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
JP2012095390A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Toyota Motor Corp | モータ制御システム |
JP2013034315A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Fuji Electric Co Ltd | インバータの制御装置 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5652495A (en) * | 1994-05-25 | 1997-07-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Controller for permanent magnet synchronous motor |
JP4404790B2 (ja) | 1999-07-08 | 2010-01-27 | トヨタ自動車株式会社 | 交流電動機の駆動制御装置 |
US6734649B1 (en) * | 2003-01-08 | 2004-05-11 | Trw Automotive U.S. Llc | Dynamic tuning of current loop controller for a permanent magnet brushless motor |
JP4380247B2 (ja) * | 2003-08-25 | 2009-12-09 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 電動駆動制御装置、電動駆動制御方法及びプログラム |
JP4764785B2 (ja) * | 2006-08-23 | 2011-09-07 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
JP4572907B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2010-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | モータ制御装置、制御方法及び制御プログラム |
JP4729526B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2011-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機の駆動制御装置 |
JP5353867B2 (ja) * | 2010-12-02 | 2013-11-27 | 株式会社デンソー | 回転機の制御装置 |
JP2014014197A (ja) * | 2010-12-28 | 2014-01-23 | Nippon Densan Corp | 単相ブラシレスモータ |
-
2013
- 2013-04-12 JP JP2013083504A patent/JP5584794B1/ja active Active
-
2014
- 2014-01-13 US US14/153,435 patent/US9203329B2/en active Active
- 2014-01-24 DE DE201410201299 patent/DE102014201299A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011223718A (ja) * | 2010-04-08 | 2011-11-04 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
JP2012095390A (ja) * | 2010-10-25 | 2012-05-17 | Toyota Motor Corp | モータ制御システム |
JP2013034315A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Fuji Electric Co Ltd | インバータの制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20140306629A1 (en) | 2014-10-16 |
US9203329B2 (en) | 2015-12-01 |
DE102014201299A1 (de) | 2014-10-16 |
JP2014207765A (ja) | 2014-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5120669B2 (ja) | 電動機駆動装置の制御装置 | |
JP5120670B2 (ja) | 電動機駆動装置の制御装置 | |
JP5035641B2 (ja) | 電動機駆動装置の制御装置 | |
JP4497235B2 (ja) | 交流電動機の制御装置および制御方法 | |
US9093932B2 (en) | Control system for three-phase rotary machine | |
US20130020971A1 (en) | Temperature compensation for improved field weakening accuracy | |
US20130278200A1 (en) | System for controlling controlled variable of rotary machine | |
CN105610380B (zh) | 以六步模式控制电机的方法和装置 | |
JP5396906B2 (ja) | 電動機の駆動制御装置 | |
JP2010063208A (ja) | 同期電動機の駆動システム、及びこれに用いる制御装置 | |
JP5370769B2 (ja) | 電動機駆動装置の制御装置 | |
JP4008724B2 (ja) | モータ制御装置 | |
CN102403949A (zh) | 马达控制装置 | |
JP4404790B2 (ja) | 交流電動機の駆動制御装置 | |
JP6396869B2 (ja) | モータ制御装置 | |
JP2004056839A (ja) | 永久磁石型電動機の制御システム | |
JP5584794B1 (ja) | 電動機の駆動制御装置 | |
JP4352860B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP2013141345A (ja) | モータ制御装置及び空気調和機 | |
JP2012130131A (ja) | 回転機の制御装置 | |
JP5506534B2 (ja) | モータ駆動機構及びモータ制御装置 | |
WO2016189671A1 (ja) | モータ制御装置及びその停止方法 | |
JP6951945B2 (ja) | モータ制御装置及びモータ制御方法 | |
JP5381218B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP5515384B2 (ja) | 交流モータの制御装置および制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140604 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140624 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140718 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5584794 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |