[go: up one dir, main page]

KR20150100467A - 회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법 - Google Patents

회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150100467A
KR20150100467A KR1020140107555A KR20140107555A KR20150100467A KR 20150100467 A KR20150100467 A KR 20150100467A KR 1020140107555 A KR1020140107555 A KR 1020140107555A KR 20140107555 A KR20140107555 A KR 20140107555A KR 20150100467 A KR20150100467 A KR 20150100467A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
phase
estimated phase
correction
estimated
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.)
Abandoned
Application number
KR1020140107555A
Other languages
English (en)
Inventor
마모루 다카키
신야 모리모토
아미르 누어 바로치
마사키 히사츠네
마사노부 가키하라
Original Assignee
가부시키가이샤 야스카와덴키
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 가부시키가이샤 야스카와덴키 filed Critical 가부시키가이샤 야스카와덴키
Publication of KR20150100467A publication Critical patent/KR20150100467A/ko
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • 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
    • H02P21/24—Vector control not 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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/183—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using an injected high frequency signal
    • 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
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • 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
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/26—Rotor flux based control
    • 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
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/32—Determining the initial rotor position

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

회전 전기 기기 제어 장치는, 회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 추정 위상에 관한 제 1 추정 위상값을 추정하는 위상 추정부와, 상기 추정 위상에 관한 복수의 제 2 추정 위상값과 복수의 보정값을 관련지어 나타내는 보정 정보를 기억하는 보정값 기억부와, 상기 제 1 추정 위상값에 따른 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나에 근거하여, 상기 보정 정보로부터, 상기 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나에 관련지어진 복수의 보정값 중 하나를 취득하고, 상기 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나를 상기 복수의 보정값 중 하나에 근거하여 보정하는 제 1 위상 보정부와, 위치 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 속도 지령을 산출하는 위치 제어부와, 상기 속도 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여, 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값을 산출하는 속도 제어부를 포함한다.

Description

회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법{ROTARY ELECTRIC MACHINE CONTROL APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR ROTARY ELECTRIC MACHINE}
본 발명은, 회전 전기 기기 제어 장치 및 회전 전기 기기의 제어 방법에 관한 것이다.
회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 추정 위치를 연산하여, 물리적인 위치 센서 혹은 속도 센서를 이용하지 않고 회전 전기 기기를 제어하는, 이른바 모터의 센서리스 제어 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 일본 특개 제2010－166638호 공보에는 전류 검출 수단에서 검출된 회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 위치를 추정하고, 상기 추정 위치에 근거하여, 전압 인가 수단에 소정의 전압 지령을 출력하는 제어 수단을 갖는 회전 전기 기기의 제어 장치가 개시되어 있다. 구체적으로는, 상기 제어 수단은, 토크 지령에 근거하여, 전류 지령을 연산하고, 상기 전류 지령에 근거하여 위치 추정 오차를 연산한다. 그리고, 위치 추정 오차에 근거하여 전류 지령을 보정하고, 상기 보정된 전류 지령 및 회전자의 추정 위치에 근거하여, 회전 전기 기기를 제어한다.
그러나, 상기 종래 기술에 있어서는, 상기 회전자의 위치의 추정에, 회전 전기 기기에 전류를 흘렸을 때의 인덕턴스가 회전자의 위치에 의존하여 변화하는 돌극성(saliency)을 이용하는 것이므로, 추정 위치의 정밀도는 인덕턴스 특성 변화의 영향을 받아, 위치 추정 오차가 발생한다. 또한, 슬롯의 형상이나 구조의 왜곡 등의 모터의 구조에 의해 발생하는 회전자의 위치에 의존한 위치 추정 오차가 발생한다.
상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명은, 보다 고정밀의 위치 결정이 가능한 회전 전기 기기 제어 장치 및 회전 전기 기기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나 이상의 실시 형태에서, 회전 전기 기기 제어 장치는, 회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 추정 위상에 관한 제 1 추정 위상값을 추정하는 위상 추정부와, 상기 추정 위상에 관한 복수의 제 2 추정 위상값과 복수의 보정값을 관련지어 나타내는 보정 정보를 기억하는 보정값 기억부와, 상기 제 1 추정 위상값에 따른 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나에 근거하여, 상기 보정 정보로부터, 상기 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나에 관련지어진 복수의 보정값 중 하나를 취득하고, 상기 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나를 상기 복수의 보정값 중 하나에 근거하여 보정하는 제 1 위상 보정부와, 위치 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 속도 지령을 산출하는 위치 제어부와, 상기 속도 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여, 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값을 산출하는 속도 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 하나 이상의 실시 형태에서, 회전 전기 기기의 제어 방법은, 회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 추정 위상에 관한 제 1 추정 위상값을 추정하는 스텝과, 상기 제 1 추정 위상값에 따른 제 2 추정 위상값에 근거하여, 복수의 상기 제 2 추정 위상값과 복수의 보정값을 관련지어 기억한 보정 정보로부터, 상기 제 2 추정 위상값에 관련지어진 복수의 보정값 중 하나를 취득하고, 상기 제 2 추정 위상값을 상기 복수의 보정값 중 하나에 근거하여 보정하는 스텝과, 위치 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 속도 지령을 산출하는 스텝과, 상기 속도 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값을 산출하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 회전 전기 기기 제어 장치의 개요의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 위상 추정기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 포락선 검출기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 제 1 실시 형태에 있어서의 보정 정보의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1에 나타낸 위상 동기기의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 위상 보정값 A 및 위상 보정값 B의 보정에 관한 처리 흐름의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 형태에 있어서의 전력 변환 회로의 개요의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 제 2 실시 형태에 있어서의 보정 정보의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제 2 실시 형태에 있어서의 보정 정보의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면에 대해서는, 동일 또는 동등의 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.
(제 1 실시 형태)
도 1은, 본 발명의 제 1 실시 형태에 있어서의 회전 전기 기기 제어 장치의 개요의 일례를 나타내는 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전 전기 기기 제어 장치(100)는, 예를 들면, 위치 제어기(101), 속도 제어기(102), 전류 지령 연산기(103), 전류 제어기(104), 제 1 가산기(105), PWM 제어기(106), dq 변환기(108), 위상 추정기(109), 위상 보정기 A(110), 감산기(111), 위상 동기기(112), 보정값 기억부(113), 위상 보정기 B(114), 제 2 가산기(115)를 포함한다.
위치 제어기(101)는, 예를 들면, 위치 지령값, 및 후술하는 추정 위상값 D에 근거하여, 속도에 관한 지령을 나타내는 속도 지령값을 산출하고, 속도 지령값을 후술하는 속도 제어기에 출력한다. 속도 제어기(102)는, 예를 들면, 상기 속도 지령값, 및 후술하는 추정 위상값 D에 근거하여, 토크 지령값을 산출한다.
전류 지령 연산기(103)는, 속도 제어기(102)로부터의 토크 지령값 및 d축 전류 지령 보정값(Idrefc)에 근거하여, d축 전류 지령값(Idref) 및 q축 전류 지령값(Iqref)을 산출한다. 또한, d축 전류 지령 보정값(Idrefc)은, 전압 지령값(Vdref, Vqref)의 진폭값이, 전압원(도시하지 않음)으로부터의 전압에 근거하는 출력 가능한 최대 전압에 도달하는 경우에, 전압 지령값(Vdref, Vqref) 및 최대 전압에 근거하여 회전 전기 기기(107)의 계자를 약하게 하도록 산출된다. 또한, 상세에 대해서는, 예를 들면, 특개 제2013－17308호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이 주지이므로, 설명을 생략한다.
전류 제어기(104)는, 예를 들면, q축 전류 지령값(Iqref), d축 전류 지령값(Idref), 후술하는 dq 변환기(108)로부터 출력된 회전 좌표계의 전류 검출값(Id, Iq)에 근거하여, d축 전압 지령값(Vdref)과, q축 전압 지령값(Vqref)을 산출한다. 제 1 가산기(105)는, 예를 들면, 고주파 신호 및 d축 전압 지령값(Vdref)을 가산한다. 상세하게는, 이 고주파 신호는 후술하는 PWM 신호의 출력에 동기하여 시간 주기 2Ts 기간마다 정(positive)방향과 부(negative)방향으로 교대로 변화하는 직사각형파 전압 지령이며, 시간 주기 2Ts마다, 정방향 및 부방향으로 교대로 변화하는 전압 진폭 지령 ΔVh와 위상 지령 Δθh(도시하지 않음)를 출력한다. 또한, 상기 전류 제어기(104)의 상세에 대해서는, 예를 들면, 특개 제2010－172080호 공보 등에 개시되어 있는 바와 같이 주지이기 때문에, 설명을 생략한다.
PWM 제어기(106)는, 후술하는 추정 위상값 C, q축 전압 지령값(Vqref), 제 1 가산기(105)에 의해 가산된 고주파 신호 및 d축 전압 지령값(Vdref)에 근거하여, 회전 전기 기기(107)를 구동하기 위한 PWM 신호를 생성한다. 회전 전기 기기(107)는, PWM 제어기(106)로부터의 PWM 신호에 의해 제어된다. 예를 들면, 상기 회전 전기 기기(107)는, 회전자의 위치를 검출하는 물리적인 센서를 필요로 하지 않는, 센서리스 모터에 상당한다.
dq 변환기(108)는, 회전 전기 기기(107)를 흐르는 회전 전기 기기 전류(Iu, Iv, Iw), 및 후술하는 추정 위상값 C에 근거하여, 회전 좌표계의 전류 검출값(Id, Iq)으로 변환한다. 또한, 회전 전기 기기 전류(Iu, Iv, Iw)는 시간 주기 2Ts의 N분의 1(N≥1)의 주기에 동기하여 검출된다.
위상 추정기(109)는, 회전 전기 기기(107)에 흐르는 회전 전기 기기 전류(Iu, Iv, Iw)에 근거하여, 회전 전기 기기(107)의 회전자의 추정 위상을 나타내는 추정 위상값 A를 추정한다. 구체적으로는, 예를 들면, 위상 추정기(109)는 후술하는 전류 검출값(Iα, Iβ)의 포락선을 추출함으로써, 상기 추정 위상값 A를 추정한다. 위상 추정기(109)는 보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 좌표 변화기(201), 포락선 추출기(202), 자극 위치 연산기(203)를 포함한다. 좌표 변화기(201)는, 회전 전기 기기 전류(Iu, Iv, Iw)를 정지 좌표계에 있어서의 전류 검출값(Iα, Iβ)으로 변환하여, 전류 검출값을 포락선 추출기(202)에 출력한다.
포락선 추출기(202)는, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 부호 판별기(301)와, 2개의 밴드 패스 필터(302)와, 이득 승산기(303)와, 2개의 승산기(304)와, 2개의 미분기(305)를 포함한다. 각 밴드 패스 필터(302)는 각각 좌표 변화기(201)로부터의 전류 검출값(Iα, Iβ)으로부터 불필요한 성분을 제거한다. 부호 판별기(301)는, 전압 지령 신호의 부호를 판별하여, 부호가 양인 경우에는 1을, 부호가 음인 경우에는 -1을 출력한다. 상기 판별 결과는, 이득 승산기(303)에 의해 이득이 승산된 후, 상기 밴드 패스 필터(302)를 통과한 각 전류 신호에 승산된다. 즉, 밴드 패스 필터(302)를 통과한 전류 신호는 정측(positive side)으로 전파(full wave) 정류됨과 아울러, 이득 승산기(303)에 의해 증폭된다. 다음에, 상기 전류 신호는 미분기(305)에 의해 각각 미분되어, 포락선인 2상의 전류값 Icos 및 Isin를 출력한다.
자극 위치 연산기(203)는, 예를 들면, 상기 2상의 전류값 Icos 및 Isin의 아크탄젠트 연산인 (tan－1(Isin/Icos))에 의해, 추정 위상값 A를 산출한다. 또한, 위상 추정기(109)에 대해서는 주지이므로, 상세한 설명에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 상기 위상 추정기(109)의 구성은 일례이며, 그 외의 구성이어도 좋다.
도 1로 돌아가서, 위상 보정기 A(110)는, 예를 들면, 속도 제어기(102)로부터 출력된 토크 지령값이 소정의 기준을 만족하는 경우에, 위상 추정기(109)로부터 출력된 추정 위상값 A를 보정하기 위한 위상 보정값 A를 출력한다. 구체적으로는, 예를 들면, 위상 보정값 A는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 속도 제어기(102)로부터 출력된 토크 지령값이 소정값(예를 들면, 90%) 이상 및 소정값(예를 들면, －90%) 이하인 경우에, 소정의 기울기로 증가하는 1차 함수로 나타내어지도록 구성한다. 여기서, 토크 지령값에 관한 소정값은, 예를 들면 회전 전기 기기(107)의 정격 토크를 100%로서 기준화한 값이다.
보다 구체적으로는, 예를 들면, 도 4에 나타내는 경우에 있어서, 토크 지령값이 50%인 경우에는 소정값 이하이므로, 위상 보정값 A(도 4에 있어서는, 위상 보정값으로서 나타냄)는 0(deg(el)), 토크 지령값이 150%인 경우에는 소정값 이상이므로, 위상 보정값 A는 약 4(deg(el))로 된다.
또한, 위상 보정기 A(110)는, 예를 들면, 도 4의 파선으로 나타낸 바와 같이, 토크 지령값과 위상 보정값 A를 관련지어 기억하고, 토크 지령값에 근거하여, 위상 보정값 A를 취득하여 출력하는 등, 상기로 한정되는 것은 아니다. 또한, 위상 보정기 A(110)는, 예를 들면, 속도 제어기(102)로부터 출력된 q축 전류 지령값(Iqref)이 소정의 기준을 만족하는 경우에, 위상 추정기(109)로부터 출력된 추정 위상값 A를 보정하기 위한 위상 보정값 A를 출력하도록 구성해도 좋다.
감산기(111)는, 위상 추정기(109)에 의해 출력된 추정 위상값 A로부터, 위상 보정값 A를 감산한다.
위상 동기기(112)는, 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, PLL(phase locked loop) 회로(501)와, 1차 지연 요소(502)를 포함하는 피드백 회로를 포함하며, 추정 위상값 B에 대응하는 추정 위상값 C를 출력한다. 구체적으로는, 위상 동기기(112)는, 차례로 감산기(503)와, PLL 회로(501)와, 1차 지연 요소(502)가 접속되고, 1차 지연 요소(502)로부터의 출력이, 추정 위상값 B로부터 감산되어 PLL 회로(501)에 입력된다. 또한, 상기 위상 동기기(112)는 일례이며, 상기로 한정되는 것은 아니다.
보정값 기억부(113)는, 복수의 추정 위상값 C와 복수의 보정값을 관련지은 보정 정보를 기억한다. 구체적으로는, 예를 들면, 복수의 추정 위상값 C와 복수의 보정값을 관련지은 테이블의 형식으로 기억한다.
위상 보정기 B(114)는, 위상 동기기(112)로부터의 추정 위상값 C에 근거하여, 보정값 기억부(113)에 기억된 보정 정보로부터, 상기 추정 위상값 C에 관련지어진 보정값에 대응하는 위상 보정값 B를 취득한다.
제 2 가산기(115)는, 위상 동기기(112)로부터의 추정 위상값 C에, 위상 보정기 B(114)가 취득한 위상 보정값 B를 가산한 추정 위상값 D를 출력한다. 상기 추정 위상값 D는, 위치 제어기(101)나 속도 제어기(102)에 입력되는 것은 상기와 같다.
여기서, 보정값 기억부(113)에 기억되는 보정값은, 예를 들면, 추정 위상값 B와 실측에 근거하는 위상값의 차분에 따라 미리 결정되어 있다. 따라서, 보다 고정밀의 위치 결정이 가능한 회전 전기 기기 제어 장치(100) 등을 실현하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 예를 들면, 상기 종래 기술에 있어서의 토크 지령값 등의 크기에 기인하는 인덕턴스 특성의 변화에 근거하는 위치 추정 오차나, 슬롯의 형상이나 구조의 왜곡 등의 모터의 구조에 의해 발생하는 회전자의 위치에 의존한 위치 추정 오차의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기에 있어서, 위상 보정기 A(110), 위상 보정기 B(114), 보정값 기억부(113) 이외의 구성, 즉, 위치 제어기(101), 속도 제어기(102), 전류 제어기(104), PWM 제어기(106), dq 변환기(108), 위상 추정기(109) 등의 구성에 대해서는, 예를 들면, 특개 제2010－172080호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 주지이므로, 상세한 구성이나 동작에 대해서는 설명을 생략했다. 또한, 예를 들면, 상기 공보에 있어서의 벡터 제어기(109)가, 상기 전류 제어기(104)에 상당하고, 상기 공보에 있어서의 전압 제어기(111)가, 상기 PWM 제어기(106)에 상당한다. 또한, 상기 공보에 있어서의 좌표 변화기(104), 포락선 추출기(105), 자극 위치 연산기(106)가 각각, 상기 위상 추정기(109)에 포함되는 좌표 변화기(201), 포락선 추출기(202), 자극 위치 연산기(203)에 상당한다. 그리고, 그 동작의 개요는 하기와 같다. 구동 주파수와 상이한 고주파 신호와 전류 제어기로부터의 전압 지령값의 자속 성분의 가산 결과와, 전류 제어기로부터의 토크 성분이, PWM 제어기에 입력되고, PWM 제어기는 회전 전기 기기(107)를 구동한다. 이 때 회전 전기 기기에 공급되는 전류를 dq 변환기에 의해 추정된 자극 위치를 이용하여 좌표 변화함과 아울러, 상기 고주파 신호와 동일한 주파수 성분을 제거한 것을 전류 제어기에 피드백한다. 그리고, 전류 지령값과의 편차가 0으로 되도록 전류 제어를 행한다.
다음에, 도 6을 이용하여 본 실시 형태에 있어서의 회전 전기 기기 제어 장치(100)의 위상 보정값 A 및 위상 보정값 B의 보정에 관한 처리 흐름의 개요에 대해 설명한다. 또한, 회전 전기 기기 제어 장치(100)의 각 부의 기능이나 처리의 상세에 대해서는 상기와 같으므로, 하기에 있어서는 회전 전기 기기 제어 장치(100)의 위상 보정값 A 및 위상 보정값 B의 보정에 관한 처리 흐름의 개요에 대해 주로 설명한다.
위상 추정기(109)는, 회전 전기 기기(107)에 흐르는 회전 전기 기기 전류(Iu, Iv, Iw)에 근거하여, 회전 전기 기기(107)의 회전자의 추정 위상을 나타내는 추정 위상값 A를 추정한다(S101). 위상 보정기 A(110)는, 예를 들면, 속도 제어기(102)로부터 출력된 토크 지령값이 소정의 기준을 만족하는 경우에, 위상 추정기(109)로부터 출력된 추정 위상값 A를 보정하기 위한 위상 보정값 A를 출력한다(S102). 감산기(111)는, 위상 추정기(109)에 의해 출력된 추정 위상값 A로부터, 위상 보정값 A를 감산한다(S103). 위상 동기기(112)는, 추정 위상값 A로부터 위상 보정값 A가 감산되어 취득된 추정 위상값 B에 대응하는 추정 위상값 C를 출력한다(S104). 위상 보정기 B(114)는, 위상 동기기(112)로부터의 추정 위상값 C에 근거하여, 보정값 기억부(113)에 기억된 보정 정보로부터, 상기 추정 위상값 C에 관련지어진 보정값에 대응하는 위상 보정값 B를 취득한다(S105). 제 2 가산기(115)는 위상 동기기(112)로부터의 추정 위상값 C에, 위상 보정기 B(114)가 취득한 위상 보정값 B를 가산한 추정 위상값 D를 출력한다(S106).
또한, 상기에 있어서는, 추정 위상값 A를 추정하고 나서 추정 위상값 D가 취득될 때까지의 흐름에 대해 설명했다. 상기 추정 위상값 D는, 위치 제어기(101)나 속도 제어기(102)에 피드백되고, 상기와 같이, 위치 제어기(101), 속도 제어기(102), 전류 지령 연산기(103), 전류 제어기(104), 및, 제 1 가산기(105), PWM 제어기(106) 등에 의해, 회전 전기 기기(106)를 제어한다.
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 상기 실시 형태에서 나타낸 구성과 실질적으로 동일한 구성, 동일한 작용 효과를 얻는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성으로 치환해도 좋다. 예를 들면, 상기 위상 추정기(109)나, 위상 동기기(112) 등의 구체적인 구성은 예시에 지나지 않고, 이들로 한정되는 것은 아니다. 추정 위상값 A의 산출은, 상술한 d축 전압 지령값(Vdref)에 고주파 성분을 중첩하여, 포락선을 추출하는 형태로 한정되지 않는다. 예를 들면, 교류 전압(혹은 교류 전류)을 인가하고 그에 대한 회전 전기 기기 전류의 평행 성분, 직교 성분에 근거하여 자극 위치를 추정하는 방법, 혹은, PWM 제어에 있어서의 반송파 주파수 성분을 이용함으로써, 정지시를 포함하는 저속시의 자극 위치를 추정하는 방법, 또한, 반송파의 소정 주기마다 인가 전압을 변화시켜 모터의 전류를 검출하고, 소정 주기마다의 전류 변화분의 벡터를 구하여 자극 위치를 추정하는 방법 등을 실시하는 구성이어도 좋다.
(제 2 실시 형태)
다음에, 본 발명에 있어서의 제 2 실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서는 위상 보정기 B(114)가, 토크 지령값에 근거하여, 보정값 기억부(113)로부터 위상 보정값 B를 취득하여, 추정 위상값 C를 보정하는 점이, 상기 제 1 실시 형태와 상이하다. 또한, 하기에 있어서 제 1 실시 형태와 마찬가지의 점에 대해서는 설명을 생략한다.
도 7은, 본 발명의 제 2 실시 형태에 있어서의 전력 변환 회로의 개요의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 회전 전기 기기 제어 장치(100)는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면, 위치 제어기(101), 속도 제어기(102), 전류 제어기(104), 제 1 가산기(105), PWM 제어기(106), dq 변환기(108), 위상 추정기(109), 위상 보정기 A(110), 감산기(111), 위상 동기기(112), 보정값 기억부(113), 위상 보정기 B(114), 제 2 가산기(115)를 포함한다.
본 실시 형태에 있어서는, 제 1 실시 형태와 상이하며, 보정값 기억부(113)가, 또한, 토크 지령값을 관련지어 기억한다. 즉, 보정값 기억부(113)는, 예를 들면, 복수의 추정 위상값 C와 복수의 보정값과 복수의 토크 지령값을 관련지은 보정 정보를 기억한다. 구체적으로는, 예를 들면, 도 8 또는 도 9에 나타낸 바와 같이, 토크 지령값과 추정 위상(추정 위상값 C)에, 위상 보정량을 나타내는 보정값을 관련지어 기억한다. 또한, 도 9에 있어서는, 도시의 간략화를 위해, 보정 정보의 일부만을 나타낸다. 또한, 도 8, 도 9 등에 있어서 토크 지령값을 나타내지만, 토크 지령값 대신에 q축 전류 지령값(Iqref) 등을 이용해도 좋은 점은, 상기와 같다.
위상 보정기 B(114)는, 위상 동기기(112)로부터의 추정 위상값 C 및 속도 제어기(102)로부터의 토크 지령값에 근거하여, 보정값 기억부(113)에 기억된 보정 정보로부터, 상기 추정 위상값 C에 관련지어진 보정값에 대응하는 위상 보정값 B를 산출한다.
구체적으로는, 예를 들면, 도 9에 나타냈을 경우에 있어서, 위상 보정기 B(114)에 입력된 추정 위상값 C가, 0.5deg(el)이며, 토크 지령값이 15%인 경우를 예로서 설명한다. 이 경우, 위상 보정기 B(114)는, 추정 위상값 C가, 0및 1deg(el), 토크 지령값이 0과 30%인 경우에 있어서의 각 보정값을 취득한다. 또한, 도 9에 있어서는 도시의 간략화를 위해, 보정 정보의 일부만을 나타낸다. 또한, 설명의 간략화를 위해, 추정 위상값 C가 0deg(el), 토크 지령값이 0%인 보정값을, 데이터 A(－4), 추정 위상값 C가 1deg(el), 토크 지령값이 0%인 보정값을, 데이터 B(－3), 추정 위상값 C가 0deg(el), 토크 지령값이 30%인 보정값을, 데이터 C(－3), 추정 위상값 C가 1deg(el), 토크 지령값이 30%인 보정값을, 데이터 D(－2)라 칭하며, 하기에 구체적으로 설명한다.
이 경우, 하기 식(1) 내지 (3)에 의해, 도 9에 나타낸 보정 정보를 이용하여 위상 보정값 B(식(3)에서는 위상 보정량으로서 나타냄)을 산출한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
또한, 상기 식(1) 내지 (3)에 있어서는, 이른바 직선 보간에 의해, 위상 보정값 B(위상 보정량)를 산출하는 경우에 대해 설명했지만, 그 외의 방법에 의해, 위상 보정값 B를 산출해도 좋다.
제 2 가산기(115)는, 위상 동기기(112)로부터의 추정 위상값 C에, 위상 보정기 B(114)가 산출한 위상 보정값 B를 가산한 추정 위상값 D를 출력한다.
상기 위상 보정값 B는, 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 예를 들면, 추정 위상값 B와 실측에 근거하는 위상값의 차분에 따라 미리 결정되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 상기 위상 보정값 B는 또한, 토크 지령값마다 관련지어 기억되어 있다. 따라서, 토크 지령값에 따른 보정이 가능해지고, 또한 제 1 실시 형태보다도 고정밀의 위치 결정이 가능한 회전 전기 기기 제어 장치(100) 등을 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명은, 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 상기 실시 형태로 나타낸 구성과 실질적으로 동일한 구성, 동일한 작용 효과를 얻는 구성 또는 동일한 목적을 달성할 수 있는 구성으로 치환해도 좋다. 예를 들면, 상기에 있어서는, 추정 위상값 D가 위치 제어기(101) 및 속도 제어기(102)에 피드백되는 경우에 대해 설명했지만, 예를 들면, 위치 제어기(101)에만 피드백되도록 구성해도 좋다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 토크 지령값에 따라, 위상 보정값 A에 따라 위상 보정값 A가 산출되는 경우에 대해 설명했지만, q축 전류 지령값에 따라 위상 보정값 A가 산출되도록 구성해도 좋다. 또한, 상기 제 2 실시 형태에 있어서, 토크 지령값 대신에 q축 전류 지령값에 따라, 위상 보정값 B가 산출되도록 구성해도 좋다.
또한, 특허 청구 범위에 있어서의 위상 추정부는, 예를 들면, 위상 추정기(109)에 상당하고, 제 1 위상 보정부는, 예를 들면 상기 위상 보정기 B(114)와, 상기 제 2 가산기(115)에 상당한다. 또한, 특허 청구 범위에 있어서의 제 1 추정 위상값은, 예를 들면, 상기 추정 위상값 A에 상당하고, 특허 청구 범위에 있어서의 제 2 추정 위상값은 상기 추정 위상값 C에 상당한다.
100 : 회전 전기 기기 제어 장치
101 : 위치 제어기
102 : 속도 제어기
103 : 전류 지령 연산기
104 : 전류 제어기
105 : 제 1 가산기
106 : PWM 제어기
107 : 회전 전기 기기
108 : dq 변환기
109 : 위상 추정기
110 : 위상 보정기 A
111 : 감산기
112 : 위상 동기기
113 : 보정값 기억부
114 : 위상 보정기 B
115 : 제 2 가산기
201 : 좌표 변화기
202 : 포락선 검출기
203 : 자극 위치 연산기
301 : 부호 판별기
302 : 밴드 패스 필터
303 : 이득 승산기
304 : 승산기
305 : 미분기
501 : PLL 회로
502 : 1차 지연 요소
503 : 감산기

Claims (10)

  1. 회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 추정 위상에 관한 제 1 추정 위상값을 추정하는 위상 추정부와,
    상기 추정 위상에 관한 복수의 제 2 추정 위상값과 복수의 보정값을 관련지어 나타내는 보정 정보를 기억하는 보정값 기억부와,
    상기 제 1 추정 위상값에 따른 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나에 근거하여, 상기 보정 정보로부터, 상기 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나에 관련지어진 복수의 보정값 중 하나를 취득하고, 상기 복수의 제 2 추정 위상값 중 하나를 상기 복수의 보정값 중 하나에 근거하여 보정하는 제 1 위상 보정부와,
    위치 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 속도 지령을 산출하는 위치 제어부와,
    상기 속도 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여, 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값을 산출하는 속도 제어부
    를 갖는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 정보는 제 2 추정 위상값과 실측에 근거하는 위상값의 차분에 따라 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보정 정보 기억부는 상기 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값마다 상기 보정 정보를 기억하고,
    상기 제 1 위상 보정부는 상기 제 2 추정 위상값 및 상기 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값에 근거하여 상기 보정 정보로부터 상기 보정값을 취득하고, 상기 보정값에 근거하여 상기 제 2 추정 위상값을 보정하는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값에 따라, 상기 제 1 추정 위상값을 보정하는 제 2 위상 보정부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 보정부는 상기 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값이 소정의 기준 이상인 경우에, 상기 제 1 추정 위상값을 보정하는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 보정부에 의해 보정된 상기 제 1 추정 위상값에 따라, 상기 제 2 위상 추정값을 출력하는 위상 동기부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상 동기부는 PLL 회로와 1차 지연 요소를 포함하는 피드백 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 추정값에 근거하여, 상기 회전 전기 기기 전류의 전류값을 회전 좌표계의 전류값으로 변환하는 dq 변환부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 위상 추정값에 근거하여, 상기 회전 전기 기기를 구동하기 위한 PWM 신호를 생성하는 PWM 제어부를 더 갖는 것을 특징으로 하는 회전 전기 기기 제어 장치.
  10. 회전 전기 기기에 흐르는 회전 전기 기기 전류에 근거하여 회전자의 추정 위상에 관한 제 1 추정 위상값을 추정하는 스텝과,
    상기 제 1 추정 위상값에 따른 제 2 추정 위상값에 근거하여, 복수의 상기 제 2 추정 위상값과 복수의 보정값을 관련지어 기억한 보정 정보로부터, 상기 제 2 추정 위상값에 관련지어진 복수의 보정값 중 하나를 취득하고, 상기 제 2 추정 위상값을 상기 복수의 보정값 중 하나에 근거하여 보정하는 스텝과,
    위치 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 속도 지령을 산출하는 스텝과,
    상기 속도 지령과 상기 보정된 제 2 추정 위상값에 근거하여 토크 지령값 또는 q축 전류 지령값을 산출하는 스텝을 갖는
    것을 특징으로 하는 회전 전기 기기의 제어 방법.
KR1020140107555A 2014-02-25 2014-08-19 회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법 Abandoned KR20150100467A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014034593A JP6003924B2 (ja) 2014-02-25 2014-02-25 回転電機制御装置、回転電機の制御方法
JPJP-P-2014-034593 2014-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150100467A true KR20150100467A (ko) 2015-09-02

Family

ID=51162595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140107555A Abandoned KR20150100467A (ko) 2014-02-25 2014-08-19 회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9397602B2 (ko)
EP (1) EP2911290A3 (ko)
JP (1) JP6003924B2 (ko)
KR (1) KR20150100467A (ko)
CN (1) CN104868813A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112571721A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 发那科株式会社 相位调整装置及相位调整方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140116728A (ko) * 2013-03-25 2014-10-06 엘지전자 주식회사 센서리스 bldc 모터의 기동 장치 및 방법
JP5964391B2 (ja) * 2014-10-31 2016-08-03 ファナック株式会社 ｄｑ三相座標の電流位相を制御するモータ制御装置
JP2016201923A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 ニデック シンガポール ピーティーイー リミテッド モータの回転位置推定方法およびモータの制御装置
JP2017197137A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
JP6623987B2 (ja) * 2016-09-09 2019-12-25 株式会社デンソー シフトレンジ制御装置
WO2018173102A1 (ja) * 2017-03-21 2018-09-27 三菱電機株式会社 磁極位置検出装置及びモータ制御装置
JP7052255B2 (ja) * 2017-08-25 2022-04-12 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置
US11309817B2 (en) * 2018-12-06 2022-04-19 Mitsubishi Electric Corporation Control device of rotating machine, and control device of electric vehicle
CN111327243B (zh) * 2018-12-13 2022-05-27 台达电子工业股份有限公司 旋转电机控制装置及其控制方法
CN112039401A (zh) * 2019-05-17 2020-12-04 杭州三花研究院有限公司 一种控制方法和控制装置及其系统
JP7241660B2 (ja) * 2019-10-08 2023-03-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 レゾルバ補正装置およびレゾルバ補正装置の補正方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3419725B2 (ja) * 1999-01-27 2003-06-23 松下電器産業株式会社 位置センサレスモータ制御装置
US6462491B1 (en) 1999-01-27 2002-10-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Position sensorless motor control apparatus
KR20020007050A (ko) * 2000-07-14 2002-01-26 설승기 교류 전동기의 자속 기준 제어 방법 및 시스템
US6639380B2 (en) 2000-07-14 2003-10-28 Sul Seung-Ki Method and system of sensorless field orientation control for an AC motor
US8217605B2 (en) * 2000-11-10 2012-07-10 Freescale Semiconductor, Inc. Motor controller for determining a position of a rotor of an AC motor, AC motor system, and method of determining a position of a rotor of an AC motor
WO2009024835A1 (en) * 2007-08-20 2009-02-26 Freescale Semiconductor, Inc. Motor controller for determining a position of a rotor of an ac motor, ac motor system, and method of determining a position of a rotor of an ac motor
JP4687846B2 (ja) 2001-03-26 2011-05-25 株式会社安川電機 同期電動機の磁極位置推定方法および制御装置
JP4120420B2 (ja) * 2003-02-20 2008-07-16 日産自動車株式会社 モータ制御装置
WO2006014150A1 (en) * 2004-07-01 2006-02-09 International Rectifier Corporation Start-up method and system for permanent magnet synchronous motor drive
JP2006109589A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Yaskawa Electric Corp 同期電動機の制御装置
JP4589093B2 (ja) * 2004-12-10 2010-12-01 日立オートモティブシステムズ株式会社 同期モータ駆動装置及び方法
JP4754379B2 (ja) * 2006-03-22 2011-08-24 本田技研工業株式会社 電動機の制御装置
JP5453729B2 (ja) * 2008-04-14 2014-03-26 株式会社ジェイテクト モータ制御装置および電動パワーステアリング装置
JP2010166638A (ja) 2009-01-13 2010-07-29 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の制御装置
JP5396876B2 (ja) * 2009-01-21 2014-01-22 株式会社安川電機 交流電動機の制御装置
JP5312179B2 (ja) 2009-04-27 2013-10-09 本田技研工業株式会社 Ｄｃブラシレスモータの制御装置
JP5382069B2 (ja) 2011-07-04 2014-01-08 株式会社安川電機 インバータ装置および電動機ドライブシステム
US9698716B2 (en) * 2011-08-18 2017-07-04 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Motor control device and work machine using the same
JP5971707B2 (ja) * 2011-08-29 2016-08-17 株式会社東芝 同期電動機のセンサレス制御装置ならびにインバータ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112571721A (zh) * 2019-09-30 2021-03-30 发那科株式会社 相位调整装置及相位调整方法
CN112571721B (zh) * 2019-09-30 2024-05-07 发那科株式会社 相位调整装置及相位调整方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6003924B2 (ja) 2016-10-05
EP2911290A3 (en) 2016-04-20
EP2911290A2 (en) 2015-08-26
CN104868813A (zh) 2015-08-26
US20150244298A1 (en) 2015-08-27
JP2015159702A (ja) 2015-09-03
US9397602B2 (en) 2016-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150100467A (ko) 회전 전기 기기 제어 장치, 회전 전기 기기의 제어 방법
JP4687846B2 (ja) 同期電動機の磁極位置推定方法および制御装置
JP5413400B2 (ja) 交流電動機の制御装置
JP6324627B2 (ja) 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置
CN113866480B (zh) 用于马达控制系统的相电流测量中的偏移误差的检测
CN107431453B (zh) 无传感器换向方法
US9300234B2 (en) Rotary electric machine controller, rotary electric machine control method, and method of creating control map
WO2016121237A1 (ja) インバータ制御装置及びモータ駆動システム
WO2018043499A1 (ja) インバータ制御装置およびモータ駆動システム
JP6027176B2 (ja) 同期電動機のセンサレスベクトル制御のための回転角推定装置
JPWO2016121751A1 (ja) インバータ制御装置及びモータ駆動システム
JP5709932B2 (ja) 同期機制御装置
JP2007282300A (ja) モーター制御装置
JP4596092B2 (ja) 誘導電動機の磁束位置推定方法および制御装置
JP4583257B2 (ja) 交流回転機の制御装置
JP5851662B1 (ja) 交流回転機の制御装置
JP4811727B2 (ja) 永久磁石界磁同期電動機制御装置
JP2006109589A (ja) 同期電動機の制御装置
JP5744151B2 (ja) 電動機の駆動装置および電動機の駆動方法
JP6422796B2 (ja) 同期機制御装置及び駆動システム
JP6104021B2 (ja) 交流回転機の制御装置
JP7166443B2 (ja) 交流回転機の制御装置及び交流回転機の制御方法
JP2020010477A (ja) 同期電動機の制御装置
JP6584371B2 (ja) モータ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20140819

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20151123

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20160224

PC1904 Unpaid initial registration fee