JPH07170800A - Control method for motor - Google Patents
Control method for motorInfo
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- JPH07170800A JPH07170800A JP6222847A JP22284794A JPH07170800A JP H07170800 A JPH07170800 A JP H07170800A JP 6222847 A JP6222847 A JP 6222847A JP 22284794 A JP22284794 A JP 22284794A JP H07170800 A JPH07170800 A JP H07170800A
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- Y02T10/643—
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば電気自動車の
動力源となる同期モータを制御するモータの制御方法に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control method for controlling a synchronous motor which is a power source of an electric vehicle, for example.
【0002】[0002]
【従来の技術】ベクトル制御理論の確立により、通常は
効率よく制御するために、d軸電流(以下、Id 電流と
記す)を零にする制御が一般的に用いられている。最近
は、モータの高速域回転制御を目的として、Id 電流を
積極的に利用し、Id 電流を流すことで、モータの有効
磁束を弱め、高速域回転を可能とする弱め界磁制御が、
紹介され始めている。2. Description of the Related Art With the establishment of vector control theory, control for making d-axis current (hereinafter referred to as I d current) zero is generally used for efficient control. Recently, for the purpose of high-speed range the control of the rotation of the motor, using the I d current actively, by flowing the I d currents weaken effective magnetic flux of the motor, field weakening control to enable high-speed range rotating,
It is being introduced.
【0003】本件発明者は、電気自動車の駆動モータと
して、同期モータを使用し、Id 電流を積極的に流すこ
とで、モータの高速回転制御を行うことを提案した。図
13に電気自動車の概略構成図を示す。図13におい
て、51は自動車の車体、52は前輪、53は後輪、5
4はモータ、55はトランスミッション、56はバッテ
リである。57はコントローラでアクセル信号とブレー
キ信号が入力される。この電気自動車は、バッテリ56
をエネルギー源としてモータ54が運転され、モータ5
4の駆動力がトランスミッション55を介して後輪53
に伝達される。モータ54の制御はコントローラ57に
より行われる。The inventor of the present invention has proposed that a synchronous motor is used as a drive motor for an electric vehicle, and a high speed rotation control of the motor is performed by positively flowing an I d current. FIG. 13 shows a schematic configuration diagram of an electric vehicle. In FIG. 13, 51 is the vehicle body, 52 is the front wheels, 53 is the rear wheels, 5
4 is a motor, 55 is a transmission, and 56 is a battery. A controller 57 receives an accelerator signal and a brake signal. This electric vehicle has a battery 56
The motor 54 is operated by using the
4 driving force is transmitted to the rear wheel 53 via the transmission 55.
Be transmitted to. The controller 54 controls the motor 54.
【0004】電気自動車として、d軸電流を制御するこ
とで得られる効果として、以下のようなことがあげられ
る。モータがある回転数までしか上がらないとする(例
えば、5000rpm)。車速が高速になると、モータ
の回転数も車輪に連動して高速にしなければならない
が、モータの回転数が5000rpmに達すると、それ
以上回転数が上がらないので、さらに速度を高めるため
には、トランスミッションを利用して増速させることで
対応している。The following are examples of the effects obtained by controlling the d-axis current of an electric vehicle. It is assumed that the motor only goes up to a certain number of revolutions (for example, 5000 rpm). When the vehicle speed becomes high, the number of rotations of the motor must also be made high in conjunction with the wheels, but when the number of rotations of the motor reaches 5000 rpm, the number of rotations does not increase further, so to further increase the speed, This is done by increasing the speed using the transmission.
【0005】しかし、今回提案したd軸電流制御(弱め
界磁制御)を行うと、図14に示すように、弱め界磁制
御しなければ5000rpmまでしか回らない(実線A
1 )モータを、例えば弱め界磁制御することで1000
0rpmまで回転可能となり(実線A2 )、電気自動車
として、トランスミッションなしの車を提供できること
が期待できる。なお、図14において、TT1 ,TT1
/2はモータ停止時のトルクを示している。However, when the d-axis current control (field-weakening control) proposed this time is performed, as shown in FIG. 14, unless field-weakening control is performed, the rotation speed is only up to 5000 rpm (solid line A).
1 ) 1000 by controlling the field weakening of the motor
It becomes possible to rotate up to 0 rpm (solid line A 2 ), and it can be expected that a vehicle without a transmission can be provided as an electric vehicle. In FIG. 14, TT 1 , TT 1
/ 2 shows the torque when the motor is stopped.
【0006】また、トランスミッションがなくなった
分、コストダウン、さらには重量軽減の効果が生じ、効
率が良くなるという効果が期待できる。そして、制御を
適切に行えば、効率良く制御でき、限られたエネルギー
(バッテリー)で効率が良いということで、航続距離が
延びる等の効果が期待できる。なお、モータ特性として
10000rpmまで回転可能なモータを作ったとすれ
ば、モータが大きくなり、重量も大きく増加することに
なり、このような構成は電気自動車には採用できない。Further, since the transmission is eliminated, the cost and the weight can be reduced and the efficiency can be improved. Then, if the control is appropriately performed, the control can be efficiently performed, and the efficiency is good with the limited energy (battery), so that an effect such as extension of the cruising range can be expected. If a motor capable of rotating up to 10000 rpm is manufactured, the motor will be large and the weight will be greatly increased, and such a configuration cannot be adopted in an electric vehicle.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弱め界
磁制御を具体的に実現する手段についてはほとんど公表
されていない。したがって、この発明の目的は、弱め界
磁を行って効率良くモータを制御することができるモー
タの制御方法を提供することである。However, the means for specifically realizing the field-weakening control have not been published. Therefore, an object of the present invention is to provide a motor control method capable of performing field weakening and efficiently controlling the motor.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1記載のモータの
制御方法は、制御対象となるモータにおける速度−トル
ク特性を弱め電流を流さない状態と1つのレベルまたは
複数の異なるレベルで弱め電流を流す状態とでそれぞれ
求めるステップと、前記モータに対する速度指令と前記
モータの現在の速度の偏差から第1のトルク指令電流を
演算により求めるステップと、現在の速度で発生するト
ルクを前記速度−トルク特性上で弱め電流を流さない状
態と1つのレベルまたは複数の異なるレベルで弱め電流
を流す状態とでそれぞれ求めるステップと、前ステップ
で求めたトルクと前記各速度−トルク特性のトルク定数
とから前記各トルクに対応したトルク電流を算出するス
テップと、前記モータに対する速度指令と前記モータの
現在の速度の偏差から求めた第1のトルク指令電流と前
記各トルクに対応したトルク電流とを比較し、前記第1
のトルク指令電流が前記各トルクに対応したトルク電流
のどの範囲にあるかに応じて第2のトルク指令電流およ
び弱め電流を決定し出力するステップとを含む。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a motor, wherein a speed-torque characteristic of a motor to be controlled is weakened and a weakening current is applied at one level or a plurality of different levels. The step of obtaining the first torque command current from the deviation between the speed command to the motor and the current speed of the motor, and the torque generated at the current speed to the speed-torque characteristic. The step of obtaining the weakening current and the step of obtaining the weakening current at one level or a plurality of different levels, and the torque obtained in the previous step and the torque constant of each speed-torque characteristic. A step of calculating a torque current corresponding to the torque, a deviation between a speed command for the motor and a current speed of the motor Wherein the first torque command current determined al compares the torque current corresponding to the torque, the first
Determining and outputting the second torque command current and the weakening current according to the range of the torque current corresponding to each torque.
【0009】請求項2記載のモータの制御方法は、制御
対象となるモータに対する速度指令と前記モータの現在
の速度の偏差からトルク指令電流を演算により求めるス
テップと、弱め電流を流さない状態で現在の速度で前記
トルク指令電流を設定したときにモータの各部の電圧ベ
クトルの和が前記モータへの印加電圧で決まる制限円内
に入っているかどうかを判定するステップと、前記モー
タの各部の電圧ベクトルの和が前記モータへの印加電圧
で決まる制限円内に入っていないときに、前記モータの
各部の電圧ベクトルの和が前記モータへの印加電圧で決
まる制限円内に入り、かつトルク電流が前記速度の偏差
から求まる指令トルク電流に対し弱め率を乗じた値に等
しくなるようにするという条件で弱め率を適宜変更しな
がら弱め電流とトルク電流とを決定するステップとを含
む。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a motor, wherein a step of obtaining a torque command current from a deviation between a speed command for a motor to be controlled and a current speed of the motor is calculated, and a current for weakening current is not applied. A step of determining whether the sum of the voltage vectors of the respective parts of the motor is within a limit circle determined by the voltage applied to the motor when the torque command current is set at the speed of, and the voltage vector of the respective parts of the motor. Is not within the limit circle determined by the voltage applied to the motor, the sum of the voltage vectors of the parts of the motor is within the limit circle determined by the voltage applied to the motor, and the torque current is While appropriately changing the weakening rate under the condition that it becomes equal to the value obtained by multiplying the command torque current obtained from the speed deviation by the weakening rate, And determining a leakage current.
【0010】請求項3記載のモータの制御方法は、請求
項1のモータの制御方法において、弱め界磁制御を利用
してモータを制御するシステムで、モータの発熱によ
り、モータ出力を低下させ、正常な状態まで復帰させる
モータの制御方法であって、弱め電流値を固定し、トル
ク電流を徐々に小さくしていくステップと、弱め電流値
を小さくし、その際トルク電流を補正するステップと、
特定の時間、最終の状態を保持するステップと、弱め電
流値を固定し、トルク電流を徐々に大きくするステップ
と、弱め電流値を大きくし、トルク電流を補正するステ
ップとを含む。According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor control method according to the first aspect of the present invention, in which the motor is controlled by utilizing field weakening control. A method of controlling a motor that returns to a state, in which a weakening current value is fixed and the torque current is gradually reduced, a weakening current value is reduced, and a torque current is corrected at that time.
The method includes the steps of holding the final state for a specific time, fixing the weakening current value and gradually increasing the torque current, and increasing the weakening current value and correcting the torque current.
【0011】請求項4記載のモータの制御方法は、請求
項1または請求項2のモータの制御方法において、回生
制動力を制御するモータの制御方法であって、モータの
速度とモータの速度−トルク特性より必要な弱め電流を
算出するステップと、算出した弱め電流値より、トルク
電流を算出するステップとを含む。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor control method according to the first or second aspect of the present invention, wherein the regenerative braking force is controlled by the motor control method. The method includes a step of calculating a necessary weakening current from the torque characteristic and a step of calculating a torque current from the calculated weakening current value.
【0012】[0012]
【作用】請求項1の構成によれば、予め1または複数種
弱め電流を設定しておき、モータに対する速度指令とモ
ータの現在の速度の偏差から求めた第1のトルク指令電
流と各トルクに対応したトルク電流とを比較し、第1の
トルク指令電流が各トルクに対応したトルク電流のどの
範囲にあるかに応じて第2のトルク指令電流および弱め
電流を決定し出力する。この結果、簡単かつ効率よく第
2のトルク指令電流および弱め電流を決定することがで
きる。According to the structure of the first aspect, one or more kinds of weakening currents are set in advance, and the first torque command current and each torque obtained from the deviation between the speed command for the motor and the current speed of the motor are set to each torque. The corresponding torque current is compared, and the second torque command current and the weakening current are determined and output according to the range of the torque current corresponding to each torque. As a result, the second torque command current and the weakening current can be determined easily and efficiently.
【0013】請求項2の構成によれば、モータの各部の
電圧ベクトルの和がモータへの印加電圧で決まる制限円
内に入り、かつトルク電流が速度の偏差から求まる指令
トルク電流に対し弱め率を乗じた値に等しくなるように
するという条件で弱め率を適宜変更しながら弱め電流と
トルク電流とを決定する。この結果、少ない弱め電流で
最大トルクを発生することができ、最大効率制御が可能
である。According to the second aspect of the invention, the sum of the voltage vectors of the respective parts of the motor falls within the limit circle determined by the voltage applied to the motor, and the torque current is weakened against the command torque current obtained from the deviation of the speed. The weakening current and the torque current are determined while appropriately changing the weakening rate under the condition that they become equal to the value obtained by multiplying by. As a result, maximum torque can be generated with a small weakening current, and maximum efficiency control is possible.
【0014】請求項3記載の構成によれば、モータの出
力を低下する指令が入ると、トルク電流と弱め電流を適
宜変化させることにより、モータの出力を徐々に低下さ
せていくことになる。請求項4記載の構成によれば、モ
ータが過回転状態になったときに、適正な弱め電流とト
ルク電流を算出してモータを制御することで、過回転に
よる過回生が防がれる。According to the third aspect of the invention, when a command to reduce the output of the motor is input, the output of the motor is gradually reduced by appropriately changing the torque current and the weakening current. According to the structure of claim 4, when the motor is in the over-rotation state, the appropriate weakening current and torque current are calculated to control the motor, thereby preventing over-regeneration due to over-rotation.
【0015】[0015]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。 〔第1の実施例〕この発明の第1の実施例のモータの制
御方法を図1および図2に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] A motor control method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
【0016】図1は、この発明の第1の実施例のモータ
の制御方法における同期モータの弱め電流(弱め界磁電
流)を決定するアルゴリズムを説明するための速度−ト
ルク特性図である。図1において、1は弱め電流を流さ
ないとき(Id =0)、つまりバッテリ電圧とモータ定
数で決まる特性図で、そのときのモータのトルク定数を
KT1、無負荷回転数をω1 とする。2は弱め電流Id1を
流したとき(Id =I d1)の特性図で、そのときのモー
タのトルク定数をKT2、無負荷回転数をω2 とする。3
は特性図2と同様、弱め電流Id2(Id =Id2)を流し
たときの特性図で、そのときのトルク定数をKT3、無負
荷回転数をω3 とする。FIG. 1 shows a motor according to the first embodiment of the present invention.
Current weakening current of the synchronous motor in the control method of
Flow rate to explain the algorithm for determining
FIG. In Figure 1, 1 is a weakening current
When there is no (Id= 0), that is, battery voltage and motor constant
In the characteristic diagram determined by the number, the torque constant of the motor at that time
KT1, No load speed ω1And 2 is weakening current Id1To
When shed (Id= I d1) Characteristic diagram,
Torque constant of KT2, No load speed ω2And Three
Is the weakening current I as in the characteristic diagram 2.d2(Id= Id2)
In the characteristic diagram when theT3, Non-negative
Load rotation speed is ω3And
【0017】以下に、モータの弱め電流を決定するアル
ゴリズムについて説明する。まず、速度指令ω* と現在
の速度ωの偏差から、トルク指令電流I* q0を演算によ
り求める。このトルク指令電流I* q0の大きさは、図1
中のi* q0となり、また図中の点線は、速度ゲインの大
きさで決まる傾きを有する。なお、図中では、説明をわ
かりやすくするために、直線で近似している。The algorithm for determining the motor weakening current will be described below. First, the torque command current I * q0 is calculated from the deviation between the speed command ω * and the current speed ω. The magnitude of this torque command current I * q0 is shown in FIG.
I * q0 in the figure, and the dotted line in the figure has a slope determined by the magnitude of the velocity gain. In the figure, a straight line is approximated in order to make the explanation easy to understand.
【0018】つぎに、現在の速度で発生するトルクを特
性図1,2,3より求める。図1より、特性図1のとき
のトルクはT1 、特性図2のときのトルクはT2 、特性
図3のときのトルクはT3 となる。トルク定数Kt とト
ルクTとトルク電流iとの関係は、〔数1〕で与えられ
るので、各特性図1,2,3のトルク定数KT1〜KT3と
そのときのトルクT1 〜T 3 とから、必要なトルク電流
Iq1〜Iq3を〔数2〕を用いて算出する。Next, the torque generated at the current speed is specified.
Obtained from sex charts 1, 2, and 3. From Fig. 1
Torque is T1, The torque in the characteristic diagram 2 is T2,Characteristic
The torque in Fig. 3 is T3Becomes Torque constant KtAnd to
The relationship between the torque T and the torque current i is given by [Equation 1].
Therefore, the torque constant K of each characteristic diagram 1, 2 and 3 isT1~ KT3When
Torque T at that time1~ T 3And then the required torque current
Iq1~ Iq3Is calculated using [Equation 2].
【0019】[0019]
【数1】 [Equation 1]
【0020】[0020]
【数2】 [Equation 2]
【0021】そして、上記速度の偏差から求められたト
ルク指令電流I* q0と、現在の速度で発生することので
きるトルク電流Iq1〜Iq3の大きさとを比較して下記の
条件に従って弱め電流I* d およびトルク指令電流I*
q を決定し、出力する。 I* q0≦Iq1 トルク指令電流:I* q =I* q0 弱め電流 :I* d =0 Iq1<I* q0≦Iq2 トルク指令電流:I* q =I* q0×(ω2 /ω1 ) 弱め電流 :I* d =Id1 Iq2<I* q0 トルク指令電流:I* q =I* q0×(ω3 /ω1 ) 弱め電流 :I* d =Id2 なお、弱め電流Id1,Id2は、モータの定数および弱め
率より予め〔数3〕を用いて算出する。[0021] Then, the current weakening the torque command current I * q0 determined from the deviation of the speed, according to the following conditions by comparing the magnitude of the torque current I q1 ~I q3 that can occur in current speed I * d and torque command current I *
Determine q and output. I * q0 ≤ I q1 torque command current: I * q = I * q0 weakening current: I * d = 0 I q1 <I * q0 ≤ I q2 torque command current: I * q = I * q0 × (ω 2 / ω 1 ) Weak current: I * d = I d1 I q2 <I * q0 Torque command current: I * q = I * q0 × (ω 3 / ω 1 ) Weak current: I * d = I d2 Weak current I d1 and I d2 are calculated in advance by using [Equation 3] from the motor constant and the weakening rate.
【0022】[0022]
【数3】 [Equation 3]
【0023】ただし、n0 :弱め率(=ω2 /ω1 ) n1 :弱め率(=ω3 /ω1 ) L :モータのインダクタンス ψ :モータの有効磁束 また、速度の偏差より求められたトルク指令電流I* q0
と、現在の速度で発生するトルクを出すために必要なト
ルク電流Iq1,Iq2,Iq3との大小判定を行う際、トル
ク指令電流I* q および弱め電流I* d がチャタリング
するのを防止するために、電流Iq1,Iq2,Iq3にヒス
テリシスを設けることが好ましい。さらに、ヒステリシ
スの幅は、電流Iq1,Iq2,Iq3と個別に設定できるよ
うにするのがよい。However, n 0 : weakening rate (= ω 2 / ω 1 ) n 1 : weakening rate (= ω 3 / ω 1 ) L: motor inductance ψ: effective magnetic flux of the motor Torque command current I * q0
If, when performing size determination of the torque current I q1, I q2, I q3 required to issue a torque generated at the current speed, the torque command current I * q and weakening current I * d a to chattering In order to prevent it, it is preferable to provide a hysteresis to the currents I q1 , I q2 , and I q3 . Further, it is preferable that the width of the hysteresis can be set individually for the currents I q1 , I q2 and I q3 .
【0024】なお、上記説明では、弱め電流を2パター
ン流すことを前提に説明を進めたが、モータのスムーズ
な回転を得るために弱め電流値をさらに増やしても、上
記アルゴリズムで同様に制御できることはいうまでもな
い。以上に述べたアルゴリズムで、弱め電流Id (トル
ク電流Iq も)を決定する。In the above description, the description has been made on the assumption that two patterns of weakening currents are passed, but even if the weakening current value is further increased to obtain smooth rotation of the motor, the same algorithm can be used for the control. Needless to say. The weakening current I d (also the torque current I q ) is determined by the algorithm described above.
【0025】つぎに、スイッチング素子により、モータ
の最大電流値Imax が制約されているため、トルク電流
Iq の上限が次式で制約される。つまり、Since the maximum current value I max of the motor is restricted by the switching element, the upper limit of the torque current I q is restricted by the following equation. That is,
【0026】[0026]
【数4】 [Equation 4]
【0027】より、From
【0028】[0028]
【数5】 [Equation 5]
【0029】となる。したがって、モータの速度−トル
ク特性は、上記のトルク電流Iq の制限を付加すると、
図2に示すように階段状の特性となる。図2において、
B1 点はImax =Iq に対応したトルクの位置、B2 点
はImax 2 =Id1 2 +Iq 2 を満たすIq に対応したト
ルクの位置、B3 点はImax 2 =Id2 2 +Iq 2 を満た
すIq に対応したトルクの位置である。It becomes Therefore, the speed-torque characteristic of the motor is as follows when the above limitation of the torque current I q is added.
As shown in FIG. 2, the characteristics are stepwise. In FIG.
B 1 point is a torque position corresponding to I max = I q , B 2 point is a torque position corresponding to I q satisfying I max 2 = I d1 2 + I q 2 , and B 3 point is I max 2 = I It is the position of the torque corresponding to I q that satisfies d2 2 + I q 2 .
【0030】以上のアルゴリズムをフローチャートに示
すと、図3のようになる。ここで、弱め電流のパターン
が多くなるほど、スムーズな回転が得られることは、図
2より明らかである。この実施例のモータの制御方法に
よれば、簡易な方式で弱め電流を決定でき、効率良くモ
ータを制御できる。The above algorithm is shown in the flow chart of FIG. Here, it is clear from FIG. 2 that the smoother the rotation, the more the weakening current pattern increases. According to the motor control method of this embodiment, the weakening current can be determined by a simple method, and the motor can be efficiently controlled.
【0031】〔第2の実施例〕この発明の第2の実施例
のモータの制御方法を図4ないし図8に基づいて説明す
る。図4は、この発明の第2の実施例のモータの制御方
法における同期モータの弱め電流(弱め界磁電流)を決
定するアルゴリズムを説明するためのベクトル図であ
り、トルク電流Iq と弱め電流Id を流してモータが回
転しているときのモータの各部の電圧のベクトル図であ
る。図4において、Kt はモータのトルク定数、Lq は
モータのq軸インダクタンス、Ld はモータのd軸イン
ダクタンス、Rはモータの抵抗、Pは極対数、ωm は現
在の速度、Vはモータへの印加電圧である。[Second Embodiment] A motor control method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a vector diagram for explaining an algorithm for determining the weakening current (field weakening current) of the synchronous motor in the motor control method according to the second embodiment of the present invention. The torque current I q and the weakening current are shown in FIG. It is a vector diagram of the voltage of each part of a motor when I d is made to flow and the motor is rotating. In FIG. 4, K t is the torque constant of the motor, L q is the q-axis inductance of the motor, L d is the d-axis inductance of the motor, R is the resistance of the motor, P is the number of pole pairs, ω m is the current speed, and V is It is the voltage applied to the motor.
【0032】また、同図において、Kt ・ωm は、ωm
の速度で回転しているときにモータが発生する誘起電圧
である。Iq ・Rは、トルク電流Iq がモータの抵抗分
に流れたときに発生する電圧である。ωLq ・Iq は、
ωm の速度で回転しているときにq軸インダクタンスに
発生する電圧である。Id ・Rは、弱め電流Id がモー
タの抵抗分に流れたときに発生する電圧である。ωLd
・Id は、ωm の速度で回転しているときにd軸インダ
クタンスに発生する電圧である。In the figure, K t · ω m is ω m
It is the induced voltage generated by the motor when rotating at the speed of. I q · R is a voltage generated when the torque current I q flows through the resistance of the motor. ωL q · I q is
It is a voltage generated in the q-axis inductance when rotating at a speed of ω m . I d · R is a voltage generated when the weakening current I d flows through the resistance of the motor. ωL d
· I d is the voltage generated in the d-axis inductance when rotating at a speed of omega m.
【0033】ここで、d軸電流は、q軸より90°位相
を進ませている。つぎに、弱め界磁制御について、図5
を参照しながら説明する。図5(a)に示すように、回
転速度ωを上げていくと、誘起電圧ωm ・kt が大きく
なり、RIq やωLq Iq とベクトル加算した電圧値
が、電圧制限円となると、それ以上回転速度を上げるこ
とはできなくなる。Here, the d-axis current is advanced by 90 ° from the q-axis. Next, regarding the field weakening control, FIG.
Will be described with reference to. As shown in FIG. 5 (a), when gradually increasing the rotation speed omega, the induced voltage ω m · k t is increased, RI q and .omega.L q I q and the voltage value obtained by vector addition is becomes a voltage limit circle , The rotation speed cannot be increased any further.
【0034】そこで、図5(b)に示すように、電圧制
限円の電圧に対し、電流Id を流すことで、電圧制限円
に戻る方向の電圧ωLd Id を発生させ、電圧余裕を発
生させる。そして、図5(c)に示すように、発生した
電圧余裕分だけ電動機の回転速度を上昇させたり、速度
が一定の場合は、電圧余裕分のトルク電流を流すことに
より、大きなトルクを発生することができる。Therefore, as shown in FIG. 5 (b), a current I d is made to flow with respect to the voltage of the voltage limiting circle to generate a voltage ωL d I d in the direction of returning to the voltage limiting circle, so that the voltage margin is increased. generate. Then, as shown in FIG. 5C, a large torque is generated by increasing the rotation speed of the electric motor by the generated voltage margin, or when the speed is constant, flowing a torque current for the voltage margin. be able to.
【0035】ここで、電圧余裕を発生させる電流I
d は、電圧制限円に戻る最小値でよい。これは、最小値
以上に電流Id を与えると、電流Id を流すことで発生
する銅損により効率が下がるからである。したがって、
計算されたトルク指令電流と回転速度とから、ベクトル
加算した電圧値が電圧制限円内にあるかチェックする。
そして、電圧制限円内であれば、電流Id を流す必要が
ない(電圧余裕あり)。逆に電圧制限円を超えておれ
ば、電流Id を流すことで、電圧制限円内に戻さなけれ
ばならない。Here, the current I that causes a voltage margin
d may be the minimum value that returns to the voltage limiting circle. This is because if the current I d is applied above the minimum value, the efficiency will decrease due to the copper loss generated by passing the current I d . Therefore,
Based on the calculated torque command current and rotation speed, it is checked whether the voltage value obtained by vector addition is within the voltage limit circle.
Then, if it is within the voltage limiting circle, it is not necessary to flow the current I d (there is a voltage margin). On the contrary, if it exceeds the voltage limit circle, it must be returned to the voltage limit circle by flowing the current I d .
【0036】そのために、まず弱め率を設定し、電流I
d の大きさを決める。そして、電流Id の大きさを制限
する(マグネット減磁防止)ため、弱め率nでリミット
することで、電流Id を制限する。つぎに、計算された
電流Id とIq がスイッチングデバイスの電流上限値に
あるかチェックし、最後に電圧制限円内に戻っているか
をチェックすることで、電流Id の大きさを決定する。For that purpose, first, the weakening rate is set, and the current I
Determine the size of d . Then, in order to limit the magnitude of the current I d (prevent magnet demagnetization), the current I d is limited by limiting the weakening rate n. Then, the calculated current I d and I q checks whether the current upper limit value of the switching device, and finally by checking whether the back of the voltage within the limit circle, determines the magnitude of the current I d .
【0037】以下に、d軸電流を求めるアルゴリズムに
ついて説明する。 (A) 今、トルク電流Iq ,弱め電流Id で、回転速
度ωm でモータが回転するためには、図4において、前
述した各発生電圧のベトクル和がモータの印加電圧Vの
制限円内になくてはならない。 (B) 指令速度ω* m と現在の速度ωm の偏差から、
トルク指令電流I* q0を算出する。The algorithm for obtaining the d-axis current will be described below. (A) Now, in order to rotate the motor at the rotation speed ω m with the torque current I q and the weakening current I d , the vector sum of the generated voltages shown in FIG. 4 is the limit circle of the applied voltage V of the motor. Must be inside. (B) from the deviation between the command speed ω * m and the current speed ω m,
The torque command current I * q0 is calculated.
【0038】(C) 算出したトルク指令電流I* q0に
基づいて、弱め電流を流すかどうかを判定する。まず、(C) Based on the calculated torque command current I * q0 , it is determined whether or not a weakening current is to flow. First,
【0039】[0039]
【数6】 [Equation 6]
【0040】を満たすときは、弱め電流I* d =0と
し、トルク電流I* q =I* q0とする。また、When the conditions are satisfied, the weakening current I * d = 0 and the torque current I * q = I * q0 are set. Also,
【0041】[0041]
【数7】 [Equation 7]
【0042】を満たすときは、弱め電流を流す。 (D) 弱め電流I* d およびトルク電流I* q の決定
は以下のようにして行う。 (D−1) まず、弱め電流I* d は、When the condition is satisfied, a weakening current is passed. (D) The weakening current I * d and the torque current I * q are determined as follows. (D-1) First, the weakening current I * d is
【0043】[0043]
【数8】 [Equation 8]
【0044】で求める。ただし、ψはモータの有効磁束
(=Kt /P)であり、nは弱め率(n>1)である。 (D−2) つぎに、トルク電流I* q は、つぎのよう
に求める。モータ電流は、It is calculated by Here, ψ is the effective magnetic flux (= K t / P) of the motor, and n is the weakening rate (n> 1). (D-2) Next, the torque current I * q is obtained as follows. The motor current is
【0045】[0045]
【数9】 [Equation 9]
【0046】で求まるが、スイッチング素子の上限よ
り、モータ電流をImax に制限する必要があるため、As can be obtained from the above, since it is necessary to limit the motor current to I max from the upper limit of the switching element,
【0047】[0047]
【数10】 [Equation 10]
【0048】の関係にあてはまることが必要となる。し
たがって、トルク電流I* q0は、上記の数式に適合する
値に変更し、モータに出力するトルク電流I* q の値が
〔数11〕で算出される。It is necessary to apply the relationship of Therefore, the torque current I * q0 is changed to a value that conforms to the above formula, and the value of the torque current I * q output to the motor is calculated by [Equation 11].
【0049】[0049]
【数11】 [Equation 11]
【0050】で求める。 (D−3) つぎに、電圧Vの制限円((A)で説明)
に入っているかどうかを〔数12〕により判定する。It is calculated by. (D-3) Next, the limit circle of the voltage V (explained in (A))
Whether it is in or not is determined by [Equation 12].
【0051】[0051]
【数12】 [Equation 12]
【0052】(D−4) 〔数12〕を満足すれば、つ
ぎにトルク電流I* q0に相当する指令トルク値を確保す
るかどうかを判定する。そして、(D-4) If [Equation 12] is satisfied, it is next determined whether or not to secure the command torque value corresponding to the torque current I * q0 . And
【0053】[0053]
【数13】 [Equation 13]
【0054】の処理を行い、条件を満たさないときは、
弱め率nを大きくしていき、全て条件を満たす弱め率n
を決定し、その弱め率nに基づいてI* q ,I* d を決
定する。以上のアルゴリズムをフローチャートで示すと
図8に示すようになる。 (D−5)つぎに、弱め率nの可変方法について、何種
類かの例を説明する。When the processing is performed and the condition is not satisfied,
The weakening rate n is increased to satisfy all the conditions.
Is determined and I * q and I * d are determined based on the weakening rate n. A flowchart of the above algorithm is shown in FIG. (D-5) Next, some examples of the method of varying the weakening rate n will be described.
【0055】 nを1から順次大きくしていき、(D
−4)の〔数13〕の条件を満たす弱め電流率nを採用
する。 図7に示すように、分類法で決めていく。 (例) n=2として、条件判定し、Yes/No によ
り、上図のようにnの値を変えていき、条件を満たす最
適な弱め率nを決定する。By increasing n from 1 sequentially, (D
The weakening current rate n satisfying the condition of [Equation 13] in -4) is adopted. As shown in FIG. 7, the classification method is used. (Example) When n = 2, the condition is determined, and the value of n is changed according to Yes / No as shown in the above figure, and the optimum weakening rate n that satisfies the condition is determined.
【0056】 近似解を求め、その後nを可変してい
く(図6参照)。つぎの近似式An approximate solution is obtained, and then n is varied (see FIG. 6). The approximate expression
【0057】[0057]
【数14】 [Equation 14]
【0058】これは、図6中のωLd ・Id に対応する
が、この近似式に基づいて、弱め電流Id を求め、さら
に弱め率nを求める。弱め電流Id は、〔数15〕によ
り求めることができる。This corresponds to ωL d · I d in FIG. 6, but the weakening current I d and the weakening rate n are calculated based on this approximate expression. The weakening current I d can be obtained by [Equation 15].
【0059】[0059]
【数15】 [Equation 15]
【0060】また、弱め率nは、〔数8〕を変形して得
られる〔数16〕により求めることができる。The weakening rate n can be obtained from [Equation 16] obtained by modifying [Equation 8].
【0061】[0061]
【数16】 [Equation 16]
【0062】そして、近似式より求まった弱め率nか
ら、順次大きくしていき、(D−4)の〔数13〕の条
件を満たすnを採用する。 (E) これまでの説明で、電圧Vの制限円は一定とし
て考えてきたが、バッテリーを電源とした時に、バッテ
リーの内部抵抗により、モータ電流の大きさによってモ
ータへの印加電圧Vが変わってくる。すなわち、電圧V
の制限円が動くということになり、そのときの電圧Vは
〔数17〕により規定される。Then, the weakening rate n obtained from the approximate expression is sequentially increased to adopt n satisfying the condition of [Equation 13] of (D-4). (E) In the above description, the limiting circle of the voltage V has been considered to be constant, but when the battery is used as the power source, the voltage V applied to the motor changes depending on the magnitude of the motor current due to the internal resistance of the battery. come. That is, the voltage V
That is, the limit circle of moves, and the voltage V at that time is defined by [Equation 17].
【0063】[0063]
【数17】 [Equation 17]
【0064】ただし、VBattはバッテリー電圧、RB は
バッテリー内部抵抗、Vdropはスイッチング素子による
電圧降下分、ηは効率である。この実施例のモータの制
御方法によれば、少ない(最適)弱め電流で最大トルク
を発生することができるため、最大効率制御が可能とな
る。 〔第3の実施例〕この発明の第3の実施例を図9ないし
図11に基づいて説明する。However, V Batt is the battery voltage, R B is the battery internal resistance, V drop is the voltage drop due to the switching element, and η is the efficiency. According to the motor control method of this embodiment, the maximum torque can be generated with a small (optimal) weakening current, and thus maximum efficiency control can be performed. [Third Embodiment] A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
【0065】この実施例は、モータが発熱等の異常でモ
ータの出力を低下させるために、モータ電流を制限する
方法(アルゴリズム)を示すものであり、以下に詳しく
説明する。まず、弱め電流を流していない場合について
説明する。図9は弱め電流を流していない時の速度−ト
ルク特性を示しているが、この図9を参照しながら、モ
ータ電流を制限するアルゴリズムを説明する。This embodiment shows a method (algorithm) of limiting the motor current in order to reduce the output of the motor due to an abnormality such as heat generation in the motor, which will be described in detail below. First, the case where no weakening current is applied will be described. FIG. 9 shows the speed-torque characteristic when the weakening current is not applied. The algorithm for limiting the motor current will be described with reference to FIG.
【0066】 出力を低下する指令が入力される。 速度指令ω* と現在の速度ωとの偏差からトルク指
令電流I* q0を算出する。この算出法は第1の実施例の
場合と同様である。 算出したトルク指令電流I* q0の値を徐々に小さく
していく(→I* q0′)。A command to reduce the output is input. The torque command current I * q0 is calculated from the deviation between the speed command ω * and the current speed ω. This calculation method is similar to that of the first embodiment. The value of the calculated torque command current I * q0 is gradually reduced (→ I * q0 ′).
【0067】 t秒間のモータの損失を〔数18〕に
したがって計算する。The loss of the motor for t seconds is calculated according to [Equation 18].
【0068】[0068]
【数18】 [Equation 18]
【0069】ただし、電流Iは〔数19〕で表される。However, the current I is represented by [Equation 19].
【0070】[0070]
【数19】 [Formula 19]
【0071】である。 t秒毎に損失値LS が異常損失LSER を超えている
かどうかの判定を行う。つまり、〔数20〕の判定を行
う。It is It is determined every t seconds whether or not the loss value L S exceeds the abnormal loss L SER . That is, the determination of [Equation 20] is performed.
【0072】[0072]
【数20】 [Equation 20]
【0073】 異常になれば、損失を抑えるために、
Iq ,Id を小さくしていく必要がある。そこで、小さ
くしていく方法をつぎに記す。なお、どこまで損失を抑
えるかは、例えば50%損失を抑えるとしたら、If an abnormality occurs, in order to suppress the loss,
It is necessary to reduce I q and I d . Therefore, the method of making it smaller is described below. In addition, how much the loss should be suppressed is, for example, if 50% loss is suppressed,
【0074】[0074]
【数21】 [Equation 21]
【0075】を基準値とする。 弱め電流が0のとき (7−1) 偏差から求まるトルク電流I* q01 をIs used as a reference value. When the weakening current is 0 (7-1) Calculate the torque current I * q01 obtained from the deviation
【0076】[0076]
【数22】 [Equation 22]
【0077】と補正し、出力する。この際、例えばk1
=0.95とする。また、デバイスが制約される電流の
最大値Imax も、〔数23〕で合わせて補正する。It is corrected and output. At this time, for example, k 1
= 0.95. Further, the maximum value I max of the current that the device is restricted is also corrected by [Equation 23].
【0078】[0078]
【数23】 [Equation 23]
【0079】(7−2) 出力する電流の損失を求め
る。 (7−3) ある一定時間毎に、(7−2)の積分値X
add と前記XCMP とを比較する。成立条件は、(7-2) Obtain the loss of the output current. (7-3) The integral value X of (7-2) at every certain time.
Compare add with the X CMP . The conditions for establishment are
【0080】[0080]
【数24】 [Equation 24]
【0081】である。 (7−4) 条件が成立していなければ、つぎのサンプ
リング時の偏差から求まるトルク指令電流I* qO2 をつ
ぎに次式に従って補正する。It is (7-4) If the condition is not satisfied, the torque command current I * qO2 obtained from the deviation at the next sampling is corrected according to the following equation.
【0082】[0082]
【数25】 [Equation 25]
【0083】[0083]
【数26】 [Equation 26]
【0084】すなわち、That is,
【0085】[0085]
【数27】 [Equation 27]
【0086】である。 (7−5) (7−3)の条件をkn のときに満足すれ
ば、そのときのゲインkn を用いて、偏差から求まるト
ルク電流と、電流の最大値を補正する。It is (7-5) If the condition of (7-3) is satisfied at k n , the gain k n at that time is used to correct the torque current obtained from the deviation and the maximum value of the current.
【0087】[0087]
【数28】 [Equation 28]
【0088】[0088]
【数29】 [Equation 29]
【0089】そして、このゲインkn は、条件を満足す
れば、t秒間固定し、出力する。 (7−6) そして、つぎに、復帰するまでのプロセス
を説明する。偏差から求めたトルク電流および最大電流
値を、kn のゲインで補正しているが、逆にIf the condition is satisfied, this gain k n is fixed for t seconds and output. (7-6) Then, the process until the recovery is described. The torque current and maximum current value obtained from the deviation are corrected with the gain of k n , but conversely
【0090】[0090]
【数30】 [Equation 30]
【0091】[0091]
【数31】 [Equation 31]
【0092】[0092]
【数32】 [Equation 32]
【0093】[0093]
【数33】 [Expression 33]
【0094】のように、kn+1 のゲイン、つまりk1
(n-1) で補正する(損失を求める)。 (7−7) 前記と同様に、ある一定時間毎に積分の
損失値Xadd とXCMPとを比較する(〔数24〕参
照)。条件が成立しておれば、つぎのサンプリング時の
偏差から求まるトルク電流I q0(n+2) をつぎのように補
正する。Kn + 1Gain of k1
(n-1)Correct with (calculate loss). (7-7) Similarly to the above, the integration
Loss value XaddAnd XCMPCompare with (see [Equation 24]
See). If the conditions are met, the next sampling
Torque current I obtained from deviation q0 (n + 2)Is complemented by
To correct.
【0095】[0095]
【数34】 [Equation 34]
【0096】[0096]
【数35】 [Equation 35]
【0097】[0097]
【数36】 [Equation 36]
【0098】(7−8) そして、最終的にkn+n =1
となった時点で通常の速度偏差から求まるトルク電流を
出力する。つまり、偏差から求まるトルク電流Iq0n を
あるゲインkで補正し、同時に最大電流値も補正する。(7-8) Finally, k n + n = 1
When, the torque current obtained from the normal speed deviation is output. That is, the torque current I q0n obtained from the deviation is corrected with a certain gain k, and at the same time, the maximum current value is also corrected.
【0099】[0099]
【数37】 [Equation 37]
【0100】[0100]
【数38】 [Equation 38]
【0101】このゲインkは、1サンプル毎に、上のよ
うに、減じていき、損失値を一定時間T毎に目標値と比
較し、目標を達成するまでゲインkを減じていく。目標
を達成すると、T秒間、kn のゲインで補正し、復帰す
るときは、上記の逆のプロセスで、ゲインkを大きくし
ていき、最終k=1とし、その後は通常の偏差よりトル
ク電流Iq と最大電流値FXMAXにてモータを制御する。The gain k is reduced as described above for each sample, the loss value is compared with the target value at constant time intervals T, and the gain k is reduced until the target is achieved. When the target is achieved, the gain is corrected with a gain of k n for T seconds, and when returning, the gain k is increased by the reverse process described above until the final k = 1, and then the torque current is adjusted to a value larger than the normal deviation. The motor is controlled by I q and the maximum current value F XMAX .
【0102】 弱め電流>0のとき トルク電流を減じていく方法は、弱め電流=0のときと
同じであり、弱め電流の減じ方は上記した通りである。
このときのトルク電流I* q の時間的な変化を図10に
示す。図10では、トルク電流I* q が時刻0でI* q0
であるのに対し、時刻t,2t,3t,4tで、n1 ・
I* q1 ,n2 ・I* q2 ,n3 ・I* q3 ,n4 ・I
* q4と低下し、各時刻t,2t,3t,4tで判定が行
われ、時刻4t秒で条件が成立し、その後T秒間トルク
電流n4 ・I* qn′が継続して流れ、その後トルク電流
I* q がt秒毎に徐々に上昇していることを示してい
る。なお、n1 〜n4 は1より小さい値である。When weakening current> 0 The method of reducing the torque current is the same as when weakening current = 0, and the method of reducing the weakening current is as described above.
FIG. 10 shows the change over time in the torque current I * q at this time. In FIG. 10, the torque current I * q is I * q0 at time 0.
On the other hand, at times t, 2t, 3t and 4t, n 1 ·
I * q1, n 2 · I * q2, n 3 · I * q3, n 4 · I
* q4 , the judgment is made at each time t, 2t, 3t, 4t, the condition is met at time 4t seconds, and then the torque current n 4 · I * qn ′ continues to flow for T seconds, and then the torque is increased. It shows that the current I * q gradually rises every t seconds. Incidentally, n 1 ~n 4 is a value smaller than 1.
【0103】つぎに、弱め電流が流れている場合のアル
ゴリズムを、図11により説明する。 (2−1) 速度偏差から求まるトルク電流I* q0を、前述した
Id =0のときと同様に、補正ゲインkを用いて算出す
る。同時に、電流の最大値も補正する。Next, the algorithm when the weakening current is flowing will be described with reference to FIG. (2-1) The torque current I * q0 determined from the speed deviation, as in the case of I d = 0 as described above, is calculated using a correction gain k. At the same time, the maximum value of the current is also corrected.
【0104】[0104]
【数39】 [Formula 39]
【0105】[0105]
【数40】 [Formula 40]
【0106】 補正したトルク電流I* q を用いて、
実施例1に説明したアルゴリズムで弱め電流I* d を決
定する。 算出した弱め電流I* d を用いて、再度トルク電流
I* q を補正する。なお、その際、デバイスが制約され
る電流の最大値はFXMAX′とする。 (2−2) 判定時間t秒毎に判定を行う。この判定
は、前述したとおりである。Using the corrected torque current I * q ,
The weakening current I * d is determined by the algorithm described in the first embodiment. The torque current I * q is corrected again using the calculated weakening current I * d . At this time, the maximum value of the current to which the device is restricted is F XMAX ′. (2-2) Judgment is performed every t seconds. This determination is as described above.
【0107】(2−3) (2−2)の判定が成立しな
いとき、出力電流はトルク電流を補正ゲインkを用いて
算出して、補正したトルク電流を用いて弱め電流I* d
を決定する。なお、トルク電流を小さくするため、モー
タ速度が低下し、その結果、弱め電流I* d が例えばI
d2からId1へ移行した場合、弱め率の違い分、トルク電
流が補正されていることが、図11より判る。(2-3) When the determination of (2-2) is not established, the output current is calculated by using the correction gain k for the torque current, and the weakened current I * d is calculated using the corrected torque current.
To decide. Since the torque current is reduced, the motor speed is reduced, and as a result, the weakening current I * d is, for example, I
It can be seen from FIG. 11 that the torque current is corrected by the difference in the weakening rate when shifting from d2 to I d1 .
【0108】(2−3) (2−2)の条件が成立すれ
ば、最後に算出した補正ゲインkを用いて、トルク電流
を算出し、そのトルク電流を用いて弱め電流を算出する
アルゴリズムをT秒間行う。 (2−5) その後、上述したアルゴリズムを逆にたど
り、通常の速度偏差から求まるトルク電流、およびその
トルク電流と現在の速度から求まる弱め電流を出力す
る。(2-3) If the conditions of (2-2) are satisfied, the torque current is calculated using the correction gain k calculated last, and the weakening current is calculated using the torque current. Perform for T seconds. (2-5) Thereafter, the above algorithm is followed in reverse, and the torque current obtained from the normal speed deviation and the weakening current obtained from the torque current and the current speed are output.
【0109】上述したアルゴリズムを図11に示す。図
11において、階段状の実線がトルク電流の変化を示し
ている。今回の説明は、(2−2)の条件を満たすの
が、3t後という説明になっているが、t,2tで条件
が成立した場合も、同様に、最後に算出した補正ゲイン
kを用いてId ,Iq を求め、それをT秒間出力し、そ
の後に逆にもどることはいうまでもない。The algorithm described above is shown in FIG. In FIG. 11, a stepwise solid line shows the change in the torque current. In this description, the condition (2-2) is satisfied after 3t, but when the condition is satisfied at t and 2t, the correction gain k calculated last is also used. It goes without saying that I d and I q are obtained by the above, they are output for T seconds, and then the process returns to the reverse.
【0110】また、上記説明では、弱め電流値を2パタ
ーンの場合について説明したが、弱め電流パターンが増
えても同様に処理すればよい。この実施例によれば、ト
ルク電流を徐々に小さくしてき、補正したトルク電流と
速度から弱め電流を出力することで、徐々にモータ出力
を低下させることができる。In the above description, the case where the weakening current value has two patterns has been described, but the same processing may be performed even if the weakening current patterns increase. According to this embodiment, the motor output can be gradually reduced by gradually reducing the torque current and outputting the weakening current from the corrected torque current and speed.
【0111】〔第4の実施例〕この発明の第4の実施例
を図12に基づいて説明する。この実施例は、モータが
過回転し、バッテリーへの過回生を防ぐための方法(ア
ルゴリズム)を示す実施例であり、以下にそのアルゴリ
ズムを図12を参照しながら説明する。[Fourth Embodiment] A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is an embodiment showing a method (algorithm) for preventing the motor from over-rotating and over-regenerating to the battery. The algorithm will be described below with reference to FIG.
【0112】 現在の速度がωm 、弱め電流を流さな
い無負荷回転数がω1 とすると、まず弱め率nを〔数4
1〕にしたがって算出する。Assuming that the current speed is ω m and the no-load rotational speed at which a weakening current does not flow is ω 1 , first, the weakening rate n is calculated by
1].
【0113】[0113]
【数41】 [Formula 41]
【0114】 つぎに、弱め電流Id を〔数42〕に
したがって算出する(図11の破線で示す特性図4参
照)。Next, the weakening current I d is calculated according to [Equation 42] (see the characteristic diagram 4 shown by the broken line in FIG. 11).
【0115】[0115]
【数42】 [Equation 42]
【0116】ただし、IdFW はモータの有効磁束を完全
に打ち消すことができる弱め電流値である。 弱め電流のリミット処理を行う。スイッチング素子
の上限電流Imax から電流値が〔数43〕のように制約
される。However, I dFW is a weakening current value that can completely cancel the effective magnetic flux of the motor. Performs weakening current limit processing. The upper limit current I max of the switching element limits the current value as shown in [Equation 43].
【0117】[0117]
【数43】 [Equation 43]
【0118】 トルク電流Iq を算出する。 (4−1)Id =Imax のときはIq =0とする。 (4−2)Id <Imax のとき (A) スイッチング素子の上限より、トルク電流Iq
の最大値Iqmax1 を〔数44〕にしたがって算出する。The torque current I q is calculated. (4-1) When I d = I max , I q = 0. (4-2) When I d <I max (A) From the upper limit of the switching element, the torque current I q
The maximum value I qmax1 of is calculated according to [ Equation 44].
【0119】[0119]
【数44】 [Equation 44]
【0120】(B) バッテリーへの充電電流の最大値
をIBmaxとすると、トルク電流Iqの最大値Iqmax1 と
充電電流の最大値IBmaxを比較し、トルク電流の最大値
Iqm axを算出する。ただし、Iqmax>0,IBmax>0と
する。 Iqmax1 ≧IBmaxのときは、Iqmax=IBmax Iqmax1 <IBmaxのときは、Iqmax=Iqmax1 (C) 速度偏差から求まるトルク指令電流I* q0を算
出する。前記で算出した弱め率nで、トルク指令電流I
* q0を補正すると、〔数45〕のようになる。(B) Assuming that the maximum value of the charging current to the battery is I Bmax , the maximum value I qmax1 of the torque current I q and the maximum value I Bmax of the charging current are compared to determine the maximum value I qm ax of the torque current. calculate. However, I qmax > 0 and I Bmax > 0. When I qmax1 ≧ I Bmax , I qmax = I Bmax When I qmax1 <I Bmax , I qmax = I qmax1 (C) The torque command current I * q0 obtained from the speed deviation is calculated. With the weakening rate n calculated above, the torque command current I
* When q0 is corrected, it becomes like [ Equation 45].
【0121】[0121]
【数45】 [Equation 45]
【0122】(D) トルク電流のリミット処理を行
う。|I* q |≦Iqmaxのときは、トルク電流をI* q
とする。|I* q |>Iqmaxのときは、トルク電流を−
Iqmaxとする。 (4−3)(4−2)で算出した出力電流、つまり トルク電流I* q または−Iqmax 弱め電流 Id =(1−1/n)IdFW で、過回生の状態が回避されるまで出力しつづけ、回避
されると、通常の方法(実施例1,2参照)で出力電流
を決定する。(D) The torque current limit process is performed. When | I * q | ≦ Iqmax , the torque current is I * q
And When | I * q |> Iqmax , the torque current is
Let I qmax . (4-3) Output current calculated in (4-2), that is the torque current I * q or -I qmax weakening current I d = (1-1 / n) I dFW, over-regeneration condition is avoided If the output current continues to be output and is avoided, the output current is determined by a normal method (see Examples 1 and 2).
【0123】この実施例によると、過回生(過充電)に
よるバッテリーを保護することが可能となる。(回生量
をコントロールする)つまり、回生量を抑えながら、モ
ータ回転を落としていくことが可能である。According to this embodiment, it is possible to protect the battery due to over regeneration (overcharge). (Controlling the regeneration amount) In other words, it is possible to reduce the motor rotation while suppressing the regeneration amount.
【0124】[0124]
【発明の効果】請求項1のモータの制御方法によれば、
予め1または複数種弱め電流を設定しておき、モータに
対する速度指令とモータの現在の速度の偏差から求めた
第1のトルク指令電流と各トルクに対応したトルク電流
とを比較し、第1のトルク指令電流が各トルクに対応し
たトルク電流のどの範囲にあるかに応じて第2のトルク
指令電流および弱め電流を決定し出力するので、簡単か
つ効率よく第2のトルク指令電流および弱め電流を決定
することができる。According to the motor control method of the first aspect,
One or more kinds of weakening currents are set in advance, the first torque command current obtained from the deviation between the speed command for the motor and the current speed of the motor is compared with the torque current corresponding to each torque, and the first torque command current is compared. Since the second torque command current and the weakening current are determined and output according to the range of the torque current corresponding to each torque, the second torque command current and the weakening current can be easily and efficiently determined. You can decide.
【0125】請求項2のモータの制御方法によれば、モ
ータの各部の電圧ベクトルの和がモータへの印加電圧で
決まる制限円内に入り、かつトルク電流が速度の偏差か
ら求まる指令トルク電流に対し弱め率を乗じた値に等し
くなるようにするという条件で弱め率を適宜変更しなが
ら弱め電流とトルク電流とを決定するので、少ない弱め
電流で最大トルクを発生することができ、最大効率制御
が可能である。According to the motor control method of the second aspect, the sum of the voltage vectors of the respective parts of the motor falls within the limit circle determined by the voltage applied to the motor, and the torque current becomes the command torque current obtained from the deviation of the speed. Since the weakening current and the torque current are determined by appropriately changing the weakening rate under the condition that the weakening rate is equal to the value obtained by multiplying the weakening rate, the maximum torque can be generated with a small weakening current, and the maximum efficiency control can be performed. Is possible.
【0126】請求項3記載のモータの制御方法によれ
ば、モータの出力を低下する指令が入ると、トルク電流
と弱め電流を適宜変化させることにより、モータの出力
を徐々に低下させていくことが可能となる。請求項4記
載の構成によれば、モータが過回転状態になったとき
に、適正な弱め電流とトルク電流を算出してモータを制
御することで、過回転による過回生を防止することがで
きる。According to the motor control method of the third aspect, when a command to reduce the output of the motor is input, the output of the motor is gradually reduced by appropriately changing the torque current and the weakening current. Is possible. According to the configuration described in claim 4, when the motor is in the over-rotation state, the appropriate weakening current and torque current are calculated to control the motor, so that over-regeneration due to over-rotation can be prevented. .
【図1】この発明の第1の実施例のモータの制御方法の
アルゴリズムを示すトルク−速度特性図である。FIG. 1 is a torque-speed characteristic diagram showing an algorithm of a motor control method according to a first embodiment of the present invention.
【図2】同じくこの発明の第1の実施例のモータの制御
方法のアルゴリズムを示すトルク−速度特性図である。FIG. 2 is a torque-speed characteristic diagram showing an algorithm of a motor control method according to the first embodiment of the present invention.
【図3】同じくこの発明の第1の実施例のモータの制御
方法のアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 3 is a flow chart showing an algorithm of a motor control method according to the first embodiment of the present invention.
【図4】この発明の第2の実施例のモータの制御方法の
アルゴリズムを示すモータの各部の電圧ベクトル図であ
る。FIG. 4 is a voltage vector diagram of each portion of the motor showing an algorithm of the motor control method according to the second embodiment of the present invention.
【図5】同じくこの発明の第2の実施例のモータの制御
方法における弱め界磁制御のベクトル図である。FIG. 5 is a vector diagram of field weakening control in the motor control method according to the second embodiment of the present invention.
【図6】同じくこの発明の第2の実施例のモータの制御
方法のアルゴリズムを示すモータの各部の電圧ベクトル
図である。FIG. 6 is a voltage vector diagram of each portion of the motor showing an algorithm of the motor control method according to the second embodiment of the present invention.
【図7】弱め率の決定方法を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a method of determining a weakening rate.
【図8】同じくこの発明の第2の実施例のモータの制御
方法のアルゴリズムを示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an algorithm of a motor control method according to the second embodiment of the present invention.
【図9】この発明の第3の実施例のモータの制御方法の
アルゴリズムを示すトルク−速度特性図である。FIG. 9 is a torque-speed characteristic diagram showing an algorithm of a motor control method according to a third embodiment of the present invention.
【図10】同じくこの発明の第3の実施例のモータの制
御方法のアルゴリズムを示すトルク電流−時間特性図で
ある。FIG. 10 is a torque current-time characteristic diagram showing an algorithm of the motor control method according to the third embodiment of the present invention.
【図11】同じくこの発明の第3の実施例のモータの制
御方法のアルゴリズムを示すトルク−速度・時間特性図
である。FIG. 11 is a torque-speed / time characteristic diagram showing an algorithm of a motor control method according to the third embodiment of the present invention.
【図12】この発明の第4の実施例のモータの制御方法
のアルゴリズムを示すトルク−速度特性図である。FIG. 12 is a torque-speed characteristic diagram showing an algorithm of a motor control method according to a fourth embodiment of the present invention.
【図13】電気自動車の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an electric vehicle.
【図14】モータの弱め界磁制御の様子を示すトルク−
速度特性図である。FIG. 14 is a torque showing a state of field weakening control of the motor.
It is a speed characteristic diagram.
ω* 速度指令 ω 速度 T1 〜T3 トルク KT1〜KT3 トルク定数 Iq1〜Iq3 トルク電流ω * speed command ω speed T 1 to T 3 torque KT 1 to KT 3 torque constant I q1 to I q3 torque current
Claims (4)
ルク特性を弱め電流を流さない状態と1つのレベルまた
は複数の異なるレベルで弱め電流を流す状態とでそれぞ
れ求めるステップと、 前記モータに対する速度指令と前記モータの現在の速度
の偏差から第1のトルク指令電流を演算により求めるス
テップと、 現在の速度で発生するトルクを前記速度−トルク特性上
で弱め電流を流さない状態と1つのレベルまたは複数の
異なるレベルで弱め電流を流す状態とでそれぞれ求める
ステップと、 前ステップで求めたトルクと前記各速度−トルク特性の
トルク定数とから前記各トルクに対応したトルク電流を
算出するステップと、 前記モータに対する速度指令と前記モータの現在の速度
の偏差から求めた第1のトルク指令電流と前記各トルク
に対応したトルク電流とを比較し、前記第1のトルク指
令電流が前記各トルクに対応したトルク電流のどの範囲
にあるかに応じて第2のトルク指令電流および弱め電流
を決定し出力するステップとを含むモータの制御方法。1. A step of obtaining a speed-torque characteristic of a motor to be controlled in a state in which a weakening current is not applied and a state in which a weakening current is applied at one level or a plurality of different levels, respectively, and a speed command for the motor. A step of calculating a first torque command current from the deviation of the current speed of the motor; a state in which the torque generated at the current speed is weakened on the speed-torque characteristic and no current flows; one level or a plurality of levels; A step of obtaining a weak current at different levels and a step of calculating a torque current corresponding to each torque from the torque obtained in the previous step and a torque constant of each speed-torque characteristic; The first torque command current obtained from the deviation between the speed command and the current speed of the motor And a second torque command current and a weakening current are determined and output according to the range of the torque current corresponding to each of the torques. And a method of controlling a motor.
と前記モータの現在の速度の偏差からトルク指令電流を
演算により求めるステップと、 弱め電流を流さない状態で現在の速度で前記トルク指令
電流を設定したときにモータの各部の電圧ベクトルの和
が前記モータへの印加電圧で決まる制限円内に入ってい
るかどうかを判定するステップと、 前記モータの各部の電圧ベクトルの和が前記モータへの
印加電圧で決まる制限円内に入っていないときに、前記
モータの各部の電圧ベクトルの和が前記モータへの印加
電圧で決まる制限円内に入り、かつトルク電流が前記速
度の偏差から求まる指令トルク電流に対し弱め率を乗じ
た値に等しくなるようにするという条件で弱め率を適宜
変更しながら弱め電流とトルク電流とを決定するステッ
プとを含むモータの制御方法。2. A step of calculating a torque command current from a deviation between a speed command for a motor to be controlled and a current speed of the motor, and a step of setting the torque command current at a current speed without applying a weakening current. And a step of determining whether the sum of the voltage vector of each part of the motor is within the limit circle determined by the applied voltage to the motor, and the sum of the voltage vector of each part of the motor is the applied voltage to the motor. When it is not within the limit circle determined by, the sum of the voltage vector of each part of the motor is within the limit circle determined by the applied voltage to the motor, and the torque current is the command torque current obtained from the deviation of the speed. The step of determining the weakening current and the torque current while appropriately changing the weakening rate under the condition that it becomes equal to the value obtained by multiplying the weakening rate. Control method of the non-motor.
るシステムで、モータの発熱により、モータ出力を低下
させ、正常な状態まで復帰させるモータの制御方法であ
って、 弱め電流値を固定し、トルク電流を徐々に小さくしてい
くステップと、 弱め電流値を小さくし、その際トルク電流を補正するス
テップと、 特定の時間、最終の状態を保持するステップと、 弱め電流値を固定し、トルク電流を徐々に大きくするス
テップと、 弱め電流値を大きくし、トルク電流を補正するステップ
とを含む請求項1記載のモータの制御方法。3. A system for controlling a motor using field weakening control, which is a method for controlling a motor in which the motor output is reduced by heat generated by the motor to return to a normal state, in which a weakening current value is fixed. Steps of gradually decreasing the torque current, steps of decreasing the weakening current value and correcting the torque current at that time, steps of holding the final state for a specific time, fixing the weakening current value, 2. The motor control method according to claim 1, further comprising the steps of gradually increasing the current and increasing the weakening current value to correct the torque current.
であって、 モータの速度とモータの速度−トルク特性より必要な弱
め電流を算出するステップと、 算出した弱め電流値より、トルク電流を算出するステッ
プとを含む請求項1または請求項2記載のモータの制御
方法。4. A motor control method for controlling regenerative braking force, the method comprising: a step of calculating a necessary weakening current from a motor speed and a motor speed-torque characteristic; and a torque current calculated from the calculated weakening current value. The method of controlling a motor according to claim 1, further comprising a step of calculating.
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- 1994-09-19 JP JP06222847A patent/JP3117880B2/en not_active Expired - Fee Related
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