JP4470445B2 - Method and apparatus for detecting motor cable resistance - Google Patents
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Description
この発明は、モータをインバータで駆動するシステムにおいて、モータおよびモータとインバータとを接続するケーブルの抵抗を検出するための方法およびその装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for detecting resistance of a motor and a cable connecting the motor and the inverter in a system in which the motor is driven by an inverter.
同期モータを駆動するためには、回転子の磁極位置を検出し、検出した磁極位置を基準として固定子巻線への通電を制御する必要がある。そして、回転子の磁極位置を検出するための方法として、ロータリーエンコーダーなどのセンサを用いる方法、モータ印加電圧、モータ供給電流を入力としてモータモデルに基づく演算を行う方法などが知られている。 In order to drive the synchronous motor, it is necessary to detect the magnetic pole position of the rotor and to control the energization to the stator winding based on the detected magnetic pole position. As a method for detecting the magnetic pole position of the rotor, a method using a sensor such as a rotary encoder, a method of performing calculation based on a motor model using a motor applied voltage and a motor supply current as inputs are known.
そして、モータモデルを正確に構築できれば、回転子の磁極位置を正確に検出できることも知られている。 It is also known that if the motor model can be accurately constructed, the magnetic pole position of the rotor can be accurately detected.
しかし、モータとインバータとを接続するケーブルの長さは一様には定まらないことが多いのであるから、モータおよびモータとインバータとを接続するケーブルの抵抗としてモータモデルに設定される画一的な抵抗値と、実際のモータおよびモータとインバータとを接続するケーブルの抵抗とが一致しないことが多い。 However, since the length of the cable connecting the motor and the inverter is often not uniform, the uniform resistance set for the motor and the cable connecting the motor and the inverter is set in the motor model. In many cases, the resistance value does not match the resistance of the actual motor and the cable connecting the motor and the inverter.
このような場合に、モータモデルを用いて回転子の磁極位置を演算すると、抵抗値の差に応じて磁極位置の推定誤差が大きくなり、推定誤差が大きくなると、所望のトルクを出力することができなくなり、最悪の場合には、モータを起動できなくなったり、モータが逆転してしまうなどの問題がある。 In such a case, if the magnetic pole position of the rotor is calculated using a motor model, the estimation error of the magnetic pole position increases according to the difference in resistance value, and if the estimation error increases, a desired torque may be output. In the worst case, there is a problem that the motor cannot be started or the motor reverses.
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第1の態様は、インバータの出力をモータに供給し、モータ電流を検出して、モータ電流、電圧、およびモータモデルを用いてモータの回転子の磁極位置を検出し、または推定し、この磁極位置を基準としてインバータを制御するシステムにおいて、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出し、前記電流制御を3相−2相変換をしたαβ軸上で実行し、前記電流制御を、電流制御座標を一方のみとし、しかも回転子の磁極位置によって電流制御座標をα軸またはβ軸に切換えることにより実行する方法である。 According to a first aspect of the motor cable resistance detection method of the present invention, the output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, and the magnetic pole position of the rotor of the motor is determined using the motor current, voltage, and motor model. detecting or estimating, in a system for controlling the inverter to the magnetic pole position as a reference, and executes the current control for the dc current command value, a resistance value including the motor and the cable from the current value and the applied voltage value at that time The current control is performed on the αβ axis that has undergone the three-phase to two-phase conversion, and the current control is performed with only one current control coordinate, and the current control coordinate is changed to the α axis or β depending on the magnetic pole position of the rotor. This is a method executed by switching to an axis .
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第2の態様は、第1の態様にかかるモータケーブル抵抗検出方法であって、前記電流制御を、電流指令値を正及び負の値に設定し、それぞれの設定値で実行する。 A second aspect of the motor cable resistance detection method of the present invention is the motor cable resistance detection method according to the first aspect, wherein the current control is performed by setting current command values to positive and negative values, Execute with the set value .
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第3の態様は、インバータの出力をモータに供給し、モータ電流を検出して、モータ電流、電圧、およびモータモデルを用いてモータの回転子の磁極位置を検出し、または推定し、この磁極位置を基準としてインバータを制御するシステムにおいて、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出し、前記電流制御を、電流指令値を正及び負の値に設定し、それぞれの設定値で実行することを特徴とする。 In the third aspect of the motor cable resistance detection method of the present invention, the output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, and the magnetic pole position of the rotor of the motor is determined using the motor current, voltage, and motor model. In a system that detects or estimates and controls the inverter based on this magnetic pole position, executes current control for the DC current command value, and calculates the resistance value including the motor and cable from the current value and applied voltage value at that time The current control is performed by setting the current command value to a positive value and a negative value, and using the respective set values .
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第4の態様は、インバータの出力をモータに供給し、モータ電流を検出して、モータ電流、電圧、およびモータモデルを用いてモータの回転子の磁極位置を検出し、または推定し、この磁極位置を基準としてインバータを制御するシステムにおいて、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出し、前記算出された抵抗値を、予め測定した抵抗値から導出された補正関数を用いて補正することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the motor cable resistance detecting method of the present invention, the output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, and the magnetic pole position of the rotor of the motor is determined using the motor current, voltage, and motor model. In a system that detects or estimates and controls the inverter based on this magnetic pole position, executes current control for the DC current command value, and calculates the resistance value including the motor and cable from the current value and applied voltage value at that time Then, the calculated resistance value is corrected using a correction function derived from a previously measured resistance value .
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第5の態様は、第3又は第4の態様にかかるモータケーブル抵抗検出方法であって、前記電流制御を3相−2相変換をしたαβ軸上で実行する。 A motor cable resistance detection method according to a fifth aspect of the present invention is the motor cable resistance detection method according to the third or fourth aspect, wherein the current control is performed on an αβ axis that has undergone three-phase to two-phase conversion. To do .
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第6の態様は、第1から第5の何れか一つの態様にかかるモータケーブル抵抗検出方法であって、前記抵抗値の算出を、電流制御を実行した軸上の前記電流値及び前記印加電圧値についての電圧指令値を用いて行う。
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第7の態様は、第1から第3、第5及び第6の何れか一つの態様にかかるモータケーブル抵抗検出方法であって、前記算出された抵抗値を、予め測定した抵抗値から導出された補正関数を用いて補正する。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第1の態様は、インバータの出力をモータに供給し、モータ電流を検出して、モータ電流、電圧、およびモータモデルを用いてモータの回転子の磁極位置を検出し、または推定し、この磁極位置を基準としてインバータを制御するシステムにおいて、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出する手段を含み、前記手段は、前記電流制御を3相−2相変換をしたαβ軸上で実行し、前記電流制御を、電流制御座標を一方のみとし、しかも回転子の磁極位置によって電流制御座標をα軸またはβ軸に切換えることにより実行することを特徴とする。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第2の態様は、第1の態様にかかるモータケーブル抵抗検出装置であって、前記手段は、前記電流制御を、電流指令値を正及び負の値に設定し、それぞれの設定値で実行するものである。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第3の態様は、インバータの出力をモータに供給し、モータ電流を検出して、モータ電流、電圧、およびモータモデルを用いてモータの回転子の磁極位置を検出し、または推定し、この磁極位置を基準としてインバータを制御するシステムにおいて、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出する手段を含み、前記手段は、前記電流制御を、電流指令値を正及び負の値に設定し、それぞれの設定値で実行することを特徴とする。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第4の態様は、インバータの出力をモータに供給し、モータ電流を検出して、モータ電流、電圧、およびモータモデルを用いてモータの回転子の磁極位置を検出し、または推定し、この磁極位置を基準としてインバータを制御するシステムにおいて、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出する手段を含み、前記手段は、前記算出された抵抗値を、予め測定した抵抗値から導出された補正関数を用いて補正することを特徴とする。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第5の態様は、第3又は第4の態様にかかるモータケーブル抵抗検出装置であって、前記手段は、前記電流制御を3相−2相変換をしたαβ軸上で実行するものである。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第6の態様は、第1から第5の何れか一つの態様にかかるモータケーブル抵抗検出装置であって、前記手段は、前記抵抗値の算出を、電流制御を実行した軸上の前記電流値及び前記印加電圧値についての電圧指令値を用いて行うものである。
この発明のモータケーブル抵抗検出装置の第7の態様は、第1から第3、第5及び第6の何れか一つの態様にかかるモータケーブル抵抗検出装置であって、前記手段は、前記算出された抵抗値を、予め測定した抵抗値から導出された補正関数を用いて補正するものである。
A sixth aspect of the motor cable resistance detection method of the present invention is the motor cable resistance detection method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the resistance value is calculated by performing current control. The voltage command values for the current value and the applied voltage value above are used.
A seventh aspect of the motor cable resistance detection method according to the present invention is the motor cable resistance detection method according to any one of the first to third, fifth and sixth aspects, wherein the calculated resistance value is calculated as follows. Correction is performed using a correction function derived from a resistance value measured in advance.
According to a first aspect of the motor cable resistance detecting apparatus of the present invention, the output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, and the magnetic pole position of the rotor of the motor is determined using the motor current, voltage, and motor model. In a system that detects or estimates and controls the inverter based on this magnetic pole position, executes current control for the DC current command value, and calculates the resistance value including the motor and cable from the current value and applied voltage value at that time Means for executing the current control on the αβ axis that has been subjected to the three-phase to two-phase conversion, and the current control is performed with only one current control coordinate and the current control by the magnetic pole position of the rotor. It is executed by switching the coordinates to the α axis or the β axis .
According to a second aspect of the motor cable resistance detection device of the present invention, there is provided the motor cable resistance detection device according to the first aspect, wherein the means sets the current control to a positive and negative current command value. However, each setting value is executed .
According to a third aspect of the motor cable resistance detection apparatus of the present invention, the output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, and the magnetic pole position of the rotor of the motor is determined using the motor current, voltage, and motor model. In a system that detects or estimates and controls the inverter based on this magnetic pole position, executes current control for the DC current command value, and calculates the resistance value including the motor and cable from the current value and applied voltage value at that time Means for setting the current command value to a positive value and a negative value, and executing the current control with respective set values .
According to a fourth aspect of the motor cable resistance detection device of the present invention, the output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, and the magnetic pole position of the rotor of the motor is determined using the motor current, voltage, and motor model. In a system that detects or estimates and controls the inverter based on this magnetic pole position, executes current control for the DC current command value, and calculates the resistance value including the motor and cable from the current value and applied voltage value at that time Means for correcting the calculated resistance value using a correction function derived from a resistance value measured in advance .
According to a fifth aspect of the motor cable resistance detection device of the present invention, there is provided the motor cable resistance detection device according to the third or fourth aspect, wherein the means is a ββ in which the current control is subjected to three-phase to two-phase conversion. To run on the axis .
A sixth aspect of the motor cable resistance detection device according to the present invention is the motor cable resistance detection device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the means calculates the resistance value by performing current control. Is performed using a voltage command value for the current value and the applied voltage value on the axis on which is executed .
A seventh aspect of the motor cable resistance detection apparatus of the present invention is the motor cable resistance detection apparatus according to any one of the first to third, fifth and sixth aspects, wherein the means is calculated as described above. The resistance value is corrected using a correction function derived from a resistance value measured in advance .
この発明のモータケーブル抵抗検出方法の第1乃至第7の態様及びその装置の第1乃至第7の態様によれば、直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときの電流値及び印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出するのであるから、モータ及びモータとインバータとを接続するケーブルの抵抗の算出精度を高めることができる。この結果、モータモデルを正確に構築することができ、回転子の磁極位置を正確に検出し、または推定することができる。 According to the first to seventh aspects of the motor cable resistance detection method of the present invention and the first to seventh aspects of the apparatus , current control is executed for the DC current command value, and the current value and applied voltage at that time are executed. Since the resistance value including the motor and the cable is calculated from the value, the calculation accuracy of the resistance of the motor and the cable connecting the motor and the inverter can be increased. As a result, the motor model can be accurately constructed, and the magnetic pole position of the rotor can be accurately detected or estimated.
また、本発明のモータケーブル抵抗検出方法の第1の態様及びモータケーブル抵抗検出装置の第1の態様によれば、抵抗検出の際の電流制御のための電流指令値を回転子の磁極位置に応じて変えることにより、常に電流値の大きい軸上で電流制御が可能となり、抵抗同定の精度を向上することができる。 According to the first aspect of the motor cable resistance detection method and the first aspect of the motor cable resistance detection apparatus of the present invention, the current command value for current control at the time of resistance detection is set to the magnetic pole position of the rotor. By changing accordingly, current control can always be performed on an axis with a large current value, and the accuracy of resistance identification can be improved.
また、回転子の磁極位置に応じて常にd軸方向(トルクの出ない方向)に電流が流れるので、回転子を静止状態に保持することができ、特に位置センサを持たない場合、回転子の磁極位置検出をした後で回転子が動いてしまうと、起動トルクが減少したり、最悪の場合逆転してしまうという不都合の発生を未然に防止することができる。 In addition, since current always flows in the d-axis direction (the direction in which torque is not generated) according to the magnetic pole position of the rotor, the rotor can be held stationary. If the rotor moves after detecting the magnetic pole position, it is possible to prevent the occurrence of inconveniences such as a decrease in starting torque or reverse rotation in the worst case.
また、本発明のモータケーブル抵抗検出方法の第2及び第3の態様及びモータケーブル抵抗検出装置の第2及び第3の態様によれば、抵抗検出の際の電流制御の電流指令値を正負に設定して電流制御を実施することにより、磁石磁束による影響を低減でき、抵抗同定の精度を向上することができる。 Further, according to the second and third aspects of the motor cable resistance detection method of the present invention and the second and third aspects of the motor cable resistance detection device, the current command value of the current control at the time of resistance detection is made positive or negative. By performing the current control with setting, the influence of the magnet magnetic flux can be reduced, and the accuracy of resistance identification can be improved.
また、本発明のモータケーブル抵抗検出方法の第4及び第7の態様及びモータケーブル抵抗検出装置の第4及び第7の態様によれば、電流制御による抵抗推定値に対して、予め測定した実測値に基づいて導出された補正関数によって補正をすることにより、より正確な抵抗推定値を簡単な計算によって得ることができる。
Further, according to the fourth and seventh aspects of the motor cable resistance detection method of the present invention and the fourth and seventh aspects of the motor cable resistance detection device, the actual measurement measured in advance with respect to the resistance estimated value by the current control. By correcting with a correction function derived based on the value, a more accurate resistance estimation value can be obtained by simple calculation.
以下、添付図面を参照して、この発明のモータケーブル抵抗検出方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of a motor cable resistance detection method and apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1はこの発明のモータケーブル抵抗検出装置の一実施例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the motor cable resistance detecting apparatus of the present invention.
このモータケーブル抵抗測定装置は、電流指令設定部1と、設定された電流指令として正負の値を設定する電流指令符号設定部2と、正負の値が設定された電流指令と対応する軸の実電流との差を算出する差算出部3と、PI演算部4と、電圧合成部5と、インバータ6と、モータ7と、モータ電流検出部8と、3相−2相変換部9と、電圧指令設定部10と、モータケーブル抵抗算出部11と、モータケーブル抵抗補正部12と、回転子位置角検出部13とを有している。
This motor cable resistance measuring apparatus includes a current command setting unit 1, a current command sign setting unit 2 that sets a positive / negative value as a set current command, and an actual axis corresponding to the current command in which a positive / negative value is set. A
前記電流指令設定部1は、3相−2相変換されたαβ座標系上の電流指令Iαβ_refを入力としてα軸、β軸上の電流指令Iα_ref、Iβ_refを得、従来公知の方法(例えば、位置センサを用いる検出方法、位置センサを用いない検出方法)によって回転子位置角検出部13において予め検出した回転子磁極位置(回転子位置角)θを用いて何れかの電流指令を制御対象電流指令として設定する。具体的には、例えば、回転子位置角θがα軸に対して0<θ<45度(電気角)または135度(電気角)<θ<180度(電気角)である場合に、α軸電流指令を設定し、回転子位置角θがα軸に対して45度(電気角)<θ<135度(電気角)である場合に、β軸電流指令を設定する。また、回転子位置角θが180度(電気角)以上の場合には、θから180度(電気角)を減算した値に上記条件を当てはめて設定する。これにより、回転子がどの位置にあっても電流値が大きいほうの座標軸で制御可能となり、電流制御精度を向上させることができる。 The current command setting unit 1 receives the current commands Iα_ref and Iβ_ref on the α-axis and β-axis by inputting the current command Iαβ_ref on the αβ coordinate system that has been converted from the three-phase to the two-phase, A detection method using a sensor, a detection method not using a position sensor), and using the rotor magnetic pole position (rotor position angle) θ detected in advance in the rotor position angle detection unit 13, any current command is set as a control target current command. Set as. Specifically, for example, when the rotor position angle θ is 0 <θ <45 degrees (electrical angle) or 135 degrees (electrical angle) <θ <180 degrees (electrical angle) with respect to the α-axis, α An axis current command is set, and when the rotor position angle θ is 45 degrees (electrical angle) <θ <135 degrees (electrical angle) with respect to the α axis, the β axis current command is set. When the rotor position angle θ is 180 degrees (electrical angle) or more, the above condition is applied to the value obtained by subtracting 180 degrees (electrical angle) from θ. Thereby, it becomes possible to control with the coordinate axis having the larger current value regardless of the position of the rotor, and the current control accuracy can be improved.
ただし、θ=45度(電気角)の場合、θ=135度(電気角)の場合には、何れの軸電流指令を設定してもよい。 However, when θ = 45 degrees (electrical angle) and θ = 135 degrees (electrical angle), any shaft current command may be set.
前記電流指令符号設定部2は、設定された軸電流指令を入力として、正負の電流指令+I_ref、−I_refを交互に出力する。このように正負の電流指令を交互に出力することによって、非線形の特性差(回転子に磁石がある場合における磁石磁束の影響)を相殺することが可能となる。 The current command code setting unit 2 receives the set shaft current command as an input and outputs positive and negative current commands + I_ref and -I_ref alternately. By alternately outputting positive and negative current commands in this way, it is possible to cancel a non-linear characteristic difference (effect of magnet magnetic flux when a rotor has a magnet).
前記差算出部3は、正負の値が設定された電流指令と対応する軸の実電流との差を算出する。
The
前記PI演算部4は、差算出部3から出力される差を入力として電流制御演算としてのPI制御演算を行い、各軸電圧指令Vα、Vβを出力する。
The
前記電圧合成部5は、軸電圧Vα、Vβと回転子位置角θとを用いてαβ座標系上の電圧指令Vαβを合成し、電圧デューティー指令としてインバータ6に供給する。
The voltage synthesizer 5 synthesizes a voltage command Vαβ on the αβ coordinate system using the shaft voltages Vα and Vβ and the rotor position angle θ and supplies the voltage command Vαβ to the
前記インバータ6は、電圧デューティー指令を入力としてスイッチング素子のスイッチング動作を行って交流電力を出力し、モータ7に供給する。
The
前記モータ電流検出部8は、3相分のモータ電流の相電流、例えば、2相分のモータ電流Iu、Ivを検出する。
The
前記3相−2相変換部9は、検出された2相分のモータ電流Iu、Ivを入力として従来公知の3相−2相変換演算を行ってα軸、β軸上の実電流Iα、Iβを算出し、前記差算出部3に供給する。
The three-phase to two-
前記電圧指令設定部10は、電流指令設定部1と同様に、回転子位置角θに応じて軸電圧指令Vα、Vβの一方を対象電圧指令として設定する。
Similar to the current command setting unit 1, the voltage
前記モータケーブル抵抗算出部11は、設定された電圧指令値及びモータ電流を用いて{V(+)−V(−)}/{I(+)−I(−)}の演算を行ってモータ及びモータとインバータとを接続するケーブルの抵抗R0を算出する。 The motor cable resistance calculation unit 11 calculates {V (+) − V (−)} / {I (+) − I (−)} by using the set voltage command value and motor current. And the resistance R0 of the cable connecting the motor and the inverter is calculated.
前記モータケーブル抵抗補正部12は、ケーブル長に対する抵抗値の算出値{R0=m1・L_cable+m0}と実測値{R=K1・L_cable+K0}との関係(図2参照)に基づいて予め算出されている補正式{R=K1(R0−m0)/m1+K0}を用いて抵抗R0を補正する。なお、K1、m1はR、R0の傾きであり、K0、m0はR、R0の切片であり、L_cableはケーブル長である。 The motor cable resistance correction unit 12 is calculated in advance based on a relationship between a calculated value {R0 = m1 · L_cable + m0} and a measured value {R = K1 · L_cable + K0} with respect to the cable length (see FIG. 2). The resistance R0 is corrected using the correction formula {R = K1 (R0−m0) / m1 + K0}. K1 and m1 are slopes of R and R0, K0 and m0 are intercepts of R and R0, and L_cable is a cable length.
このように抵抗値の算出値を補正することによって、インダクタンス、電流検出誤差などの影響を排除して正確に抵抗値を算出することができる。 In this way, by correcting the calculated value of the resistance value, it is possible to accurately calculate the resistance value without the influence of inductance, current detection error and the like.
上記の構成のモータケーブル抵抗検出装置の作用は次のとおりである。 The operation of the motor cable resistance detection device having the above-described configuration is as follows.
電流指令値は、予め検出した回転子位置に基づき、3相−2相変換をしたαβ軸上でのα軸またはβ軸で設定する。その設定は回転子位置角θがα軸に対して
0<θ<45度(電気角)または
135度(電気角)<θ<180度(電気角)の場合にα軸
45度(電気角)<θ<135度(電気角)の場合にβ軸
のように設定する。180度(電気角)以上の場合も回転子位置角θから180度(電気角)ひいた値に上記条件を当てはめて設定する。これにより、回転子がどの位置にあっても電流値が大きい方の座標軸で制御可能となり、電流制御精度が向上する。
The current command value is set on the α axis or β axis on the αβ axis that has been subjected to the three-phase to two-phase conversion based on the rotor position detected in advance. The setting is such that when the rotor position angle θ is 0 <θ <45 degrees (electrical angle) or 135 degrees (electrical angle) <θ <180 degrees (electrical angle) with respect to the α axis, the α axis is 45 degrees (electrical angle). ) If the angle <θ <135 degrees (electrical angle), set as β axis. In the case of 180 degrees (electrical angle) or more, the above condition is applied to the value obtained by subtracting 180 degrees (electrical angle) from the rotor position angle θ. As a result, control is possible with the coordinate axis having the larger current value regardless of the position of the rotor, and the current control accuracy is improved.
電流指令値は正及び負の値を交互に設定し、それぞれにおいて電流制御を実行する。これにより、回転子に磁石がある場合に、磁石磁束による影響を磁石の極性に関係なく一定にできる。 As the current command value, positive and negative values are alternately set, and current control is executed in each of them. Thereby, when a rotor has a magnet, the influence by a magnet magnetic flux can be made constant irrespective of the polarity of a magnet.
電流値はモータの相電流(iu、iv、iwまたは何れか2つ)をαβ軸上に座標変換し、電流指令値が設定された軸上での電流値を用いて電流制御を実行する。制御演算によって得られた電圧指令値を回転子位置角θからd軸上のベクトルに変換し、この値を用いてインバータのスイッチング波形を例えば空間ベクトル法を用いて生成する。これによりd軸上に電流が流れることになり、トルクが発生しないため回転子の位置が変化することを防ぐことが可能となる。スイッチング波形は、2相−3相変換し、それぞれの相電圧指令に対してPWMを用いて生成してもよい。 The current value is obtained by coordinate-converting the motor phase current (iu, iv, iw or any two) on the αβ axis and executing the current control using the current value on the axis where the current command value is set. The voltage command value obtained by the control calculation is converted from the rotor position angle θ into a vector on the d-axis, and the switching waveform of the inverter is generated using this value, for example, using the space vector method. As a result, current flows on the d-axis, and torque is not generated, so that it is possible to prevent the rotor position from changing. The switching waveform may be generated by performing two-phase to three-phase conversion and using PWM for each phase voltage command.
電流指令値を正及び負の値に設定し、電流制御を実行した際の電流値と電圧指令値から抵抗値を算出する。このときの電圧指令値としては、インバータ6の直流部の電圧を検出して補正した値を採用することにより、より正確な結果を得ることができる。
The current command value is set to a positive and negative value, and the resistance value is calculated from the current value and the voltage command value when the current control is executed. As the voltage command value at this time, a more accurate result can be obtained by adopting a value obtained by detecting and correcting the voltage of the DC portion of the
実際には、インダクタンスの影響や電流検出誤差なども含まれるのでモータケーブル長が変化することにより実際の抵抗値とは違った値となる(図2参照)。そこで、予めモータケーブル長に対する抵抗の変化を測定しておき、実測値との補正式を1次関数で持ち、それを用いて算出値に対して補正をすることにより、高精度の抵抗値推定が可能となる。 Actually, since the influence of inductance, current detection error, and the like are included, the actual resistance value becomes different as the motor cable length changes (see FIG. 2). Therefore, the resistance change with respect to the motor cable length is measured in advance, and a correction formula with the actual measurement value is held as a linear function, and the calculated value is corrected by using the correction function to estimate the resistance value with high accuracy. Is possible.
図3はこの発明のモータケーブル抵抗検出方法の一実施例を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing an embodiment of the motor cable resistance detection method of the present invention.
ステップSP1において、従来公知の方法(例えば、位置センサを用いる検出方法、位置センサを用いない検出方法)によって回転子磁極位置(回転子位置角)θ(例えば、3相−2相変換されたαβ座標系上におけるα軸に対する角度)を検出する。 In step SP1, the rotor magnetic pole position (rotor position angle) θ (for example, αβ subjected to three-phase to two-phase conversion) by a conventionally known method (for example, a detection method using a position sensor or a detection method not using a position sensor). The angle with respect to the α axis on the coordinate system is detected.
ステップSP2において、検出した回転子位置角θに基づいて電流制御軸の設定を行う。具体的には、例えば、回転子位置角θがα軸に対して0<θ<45度(電気角)または135度(電気角)<θ<180度(電気角)である場合に、α軸電流指令を設定し、回転子位置角θがα軸に対して45度(電気角)<θ<135度(電気角)である場合に、β軸電流指令を設定する。ただし、θ=45度(電気角)の場合、θ=135度(電気角)の場合には、何れの軸電流指令を設定してもよい。 In step SP2, the current control axis is set based on the detected rotor position angle θ. Specifically, for example, when the rotor position angle θ is 0 <θ <45 degrees (electrical angle) or 135 degrees (electrical angle) <θ <180 degrees (electrical angle) with respect to the α-axis, α An axis current command is set, and when the rotor position angle θ is 45 degrees (electrical angle) <θ <135 degrees (electrical angle) with respect to the α axis, the β axis current command is set. However, when θ = 45 degrees (electrical angle) and θ = 135 degrees (electrical angle), any shaft current command may be set.
ステップSP3において、設定された電流指令値の符号を+に設定する。 In step SP3, the sign of the set current command value is set to +.
ステップSP4において、符号を+に設定した電流指令値に基づく電流制御を実行する。 In step SP4, current control based on the current command value with the sign set to + is executed.
ステップSP5において、電流制御により得られた電圧指令のd軸方向への変換処理を行う。 In step SP5, the voltage command obtained by the current control is converted in the d-axis direction.
ステップSP6において、モータ電流値I(+)および電圧指令値V(+)を保存する。 In step SP6, the motor current value I (+) and the voltage command value V (+) are stored.
ステップSP7において、時間(ステップSP3の処理を行った後の経過時間)が所定の時間T0を越えたか否かを判定する。 In step SP7, it is determined whether or not the time (elapsed time after performing the processing in step SP3) exceeds a predetermined time T0.
そして、時間が所定の時間T0を越えるまではステップSP4、ステップSP5、ステップSP6の処理を反復する。 Then, the processing of step SP4, step SP5, and step SP6 is repeated until the time exceeds a predetermined time T0.
ステップSP7において時間が所定の時間T0を越えたと判定された場合には、ステップ8において、設定された電流指令値の符号を−に設定する。
If it is determined in step SP7 that the time has exceeded the predetermined time T0, the sign of the set current command value is set to-in
ステップSP9において、符号を−に設定した電流指令値に基づく電流制御を実行する。 In step SP9, current control based on a current command value with a sign set to-is executed.
ステップSP10において、電流制御により得られた電圧指令のd軸方向への変換処理を行う。 In step SP10, conversion processing of the voltage command obtained by current control in the d-axis direction is performed.
ステップSP11において、モータ電流値I(−)および電圧指令値V(−)を保存する。 In step SP11, the motor current value I (−) and the voltage command value V (−) are stored.
ステップSP12において、時間(ステップSP8の処理を行った後の経過時間)が所定の時間T0を越えたか否かを判定する。 In step SP12, it is determined whether or not the time (elapsed time after performing the processing in step SP8) exceeds a predetermined time T0.
そして、時間が所定の時間T0を越えるまではステップSP9、ステップSP10、ステップSP11の処理を反復する。 Then, the processing of step SP9, step SP10, and step SP11 is repeated until the time exceeds a predetermined time T0.
ステップSP12において時間が所定の時間T0を越えたと判定された場合には、ステップSP13において、インバータの直流部の電圧を用いて電圧指令値を補正する。 If it is determined in step SP12 that the time has exceeded the predetermined time T0, in step SP13, the voltage command value is corrected using the voltage of the DC portion of the inverter.
ステップSP13において、モータ電流値および補正された電圧指令値を用いて、モータ及びインバータとモータとを接続するケーブルの抵抗値を算出する。 In step SP13, using the motor current value and the corrected voltage command value, the resistance value of the cable connecting the motor and the inverter to the motor is calculated.
ステップSP14において、ケーブル長に対する抵抗値の算出値と実測値との関係に基づいて予め算出されている補正式を用いて抵抗値を補正する。 In step SP14, the resistance value is corrected using a correction formula calculated in advance based on the relationship between the calculated value of the resistance value with respect to the cable length and the actually measured value.
したがって、この実施例の場合にも、高精度に抵抗値の推定を行うことができる。 Therefore, also in this embodiment, the resistance value can be estimated with high accuracy.
前記時間T0は、図4に示すように、電流が静定するまでの時間であり、予め試験などを行なって測定し、測定結果に基づいて設定しておく。そして、時間T0まで、電流制御周期毎に電圧指令値、電流値を測定し、最後に平均処理を行う。ただし、過渡状態であるT1までの間は電流の測定を行わないことが好ましい。なお、時間T1についても、予め試験などを行なって測定し、測定結果に基づいて設定しておけばよい。 As shown in FIG. 4, the time T0 is a time until the current is settled. The time T0 is measured in advance by a test or the like, and is set based on the measurement result. Then, until the time T0, the voltage command value and the current value are measured for each current control cycle, and finally the averaging process is performed. However, it is preferable not to measure current until T1, which is a transient state. Note that the time T1 may also be measured in advance by performing a test and set based on the measurement result.
図5はT1までの間は電流の測定を行わないようにした処理の一例を説明するフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of processing in which current measurement is not performed until T1.
このフローチャートが図3のフローチャートと異なる点は、ステップSP5とステップSP6との間に、時間がT1を超えたか否かを判定し、超えたと判定された場合にステップSP6の処理を行わせ、超えていないと判定された場合に再びステップSP4の処理を行わせるようにしたステップSP5aを挿入した点、ステップSP10とステップSP11との間に、時間がT1を超えたか否かを判定し、超えたと判定された場合にステップSP11の処理を行わせ、超えていないと判定された場合に再びステップSP9の処理を行わせるようにしたステップSP10aを挿入した点、ステップSP7とステップSP8との間に、電流値、電圧指令値の平均化を行うステップSP7aを挿入した点、およびステップSP13の処理に代えて、電流値、電圧指令値の平均化を行うステップSP13aを採用した点のみである。 This flowchart is different from the flowchart of FIG. 3 in that it is determined whether or not the time has exceeded T1 between step SP5 and step SP6. If it is determined that the time has exceeded, the process of step SP6 is performed. If it is determined that the time has not been exceeded, it is determined whether or not the time has exceeded T1 between step SP10 and step SP11, at which point SP5a is inserted so that the processing of step SP4 is performed again. Between step SP7 and step SP8, the step SP10a that causes the processing of step SP11 to be performed when it is determined and the processing of step SP9 is performed again when it is determined that it has not been exceeded is inserted. In place of the point SP7a for averaging the current value and the voltage command value, and the process of step SP13, Current values, it is only in adopting a step SP13a performing averaging of the voltage command value.
したがって、この場合には、時間T1からT0までの期間における電流制御周期毎に電圧指令値、電流値を測定し、最後に平均処理を行うことができ、平均処理結果に基づいて抵抗値を計算することができる。 Therefore, in this case, the voltage command value and the current value can be measured for each current control period in the period from time T1 to T0, and finally the averaging process can be performed, and the resistance value is calculated based on the averaging process result. can do.
1 電流指令設定部
2 電流指令符号設定部
3 差算出部
4 PI演算部
5 電圧合成部
6 インバータ
7 モータ
8 モータ電流検出部
9 3相−2相変換部
10 電圧指令設定部
11 モータケーブル抵抗算出部
12 モータケーブル抵抗補正部
13 回転子位置角検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current command setting part 2 Current command code |
Claims (14)
直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときにモータに流れる電流値及びモータに印加される印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出し、
前記電流制御を3相−2相変換をしたαβ軸上で実行し、前記電流制御を、電流制御座標を一方のみとし、しかも回転子の磁極位置によって電流制御座標をα軸またはβ軸に切換えることにより実行することを特徴とするモータケーブル抵抗検出方法。 It supplies the output of the inverter to the motor, by detecting the motor current, motor current, inverter voltage, and using a motor model by detecting the magnetic pole position of the rotor of the motor, or estimates, based on the magnetic pole position In the system that controls
Execute current control for the DC current command value, calculate the resistance value including the motor and cable from the current value flowing through the motor and the applied voltage value applied to the motor at that time ,
The current control is executed on the αβ axis that has undergone three-phase to two-phase conversion, the current control is performed with only one current control coordinate, and the current control coordinate is switched to the α-axis or β-axis depending on the magnetic pole position of the rotor. The motor cable resistance detection method characterized by performing by this.
直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときにモータに流れる電流値及びモータに印加される印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出し、
前記電流制御を、電流指令値を正及び負の値に設定し、それぞれの設定値で実行することを特徴とするモータケーブル抵抗検出方法。 The output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, the motor current, voltage, and motor model are used to detect or estimate the magnetic pole position of the rotor of the motor, and the inverter is operated based on this magnetic pole position. In the controlling system,
Execute current control for the DC current command value, calculate the resistance value including the motor and cable from the current value flowing through the motor and the applied voltage value applied to the motor at that time,
A motor cable resistance detection method , wherein the current control is executed with current command values set to positive and negative values and respective set values .
直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときにモータに流れる電流値及びモータに印加される印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出し、
前記算出された抵抗値を、予め測定した抵抗値から導出された補正関数を用いて補正することを特徴とするモータケーブル抵抗検出方法。 The output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, the motor current, voltage, and motor model are used to detect or estimate the magnetic pole position of the rotor of the motor, and the inverter is operated based on this magnetic pole position. In the controlling system,
Execute current control for the DC current command value, calculate the resistance value including the motor and cable from the current value flowing through the motor and the applied voltage value applied to the motor at that time,
A motor cable resistance detection method, wherein the calculated resistance value is corrected using a correction function derived from a previously measured resistance value .
直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときにモータに流れる電流値及びモータに印加される印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出する手段を含み、
前記手段は、前記電流制御を3相−2相変換をしたαβ軸上で実行し、前記電流制御を、電流制御座標を一方のみとし、しかも回転子の磁極位置によって電流制御座標をα軸またはβ軸に切換えることにより実行することを特徴とするモータケーブル抵抗検出装置。 It supplies the output of the inverter to the motor, by detecting the motor current, motor current, inverter voltage, and using a motor model by detecting the magnetic pole position of the rotor of the motor, or estimates, based on the magnetic pole position In the system that controls
Run the current control for the DC current command value, look including a means for calculating a resistance value including the motor and the cable from the current value and the applied voltage value applied to the motor through the motor at that time,
The means executes the current control on an αβ axis that has been subjected to three-phase to two-phase conversion, and the current control is performed with only one current control coordinate, and the current control coordinate is changed to the α axis or the axis depending on the magnetic pole position of the rotor. A motor cable resistance detection device, which is executed by switching to the β axis .
直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときにモータに流れる電流値及びモータに印加される印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出する手段を含み、
前記手段は、前記電流制御を、電流指令値を正及び負の値に設定し、それぞれの設定値で実行することを特徴とするモータケーブル抵抗検出装置。 The output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, the motor current, voltage, and motor model are used to detect or estimate the magnetic pole position of the rotor of the motor, and the inverter is operated based on this magnetic pole position. In the controlling system,
Including means for performing current control on the DC current command value and calculating a resistance value including the motor and the cable from a current value flowing through the motor and an applied voltage value applied to the motor at that time,
The motor cable resistance detection device according to claim 1, wherein the means executes the current control by setting a current command value to a positive value and a negative value, and executing the current control value at each set value .
直流電流指令値に対する電流制御を実行し、そのときにモータに流れる電流値及びモータに印加される印加電圧値からモータ及びケーブルを含む抵抗値を算出する手段を含み、
前記手段は、前記算出された抵抗値を、予め測定した抵抗値から導出された補正関数を用いて補正することを特徴とするモータケーブル抵抗検出装置。 The output of the inverter is supplied to the motor, the motor current is detected, the motor current, voltage, and motor model are used to detect or estimate the magnetic pole position of the rotor of the motor, and the inverter is operated based on this magnetic pole position. In the controlling system,
Including means for performing current control on the DC current command value and calculating a resistance value including the motor and the cable from a current value flowing through the motor and an applied voltage value applied to the motor at that time,
The means corrects the calculated resistance value by using a correction function derived from a resistance value measured in advance .
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