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JP7600967B2 - Motor control device - Google Patents
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Description

本発明は、電動機の動作を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls the operation of an electric motor.

電動機の制御装置として、電動機に流れる電流と電流指令値との差に基づく電圧指令値が電圧制限値以下である場合、電圧指令値に応じて電動機の動作を制御するとともに電圧指令値に応じてd軸電流指令値を負方向に減少させ、電圧指令値が電圧制限値より大きい場合、電圧制限値に応じて電動機の動作を制御するとともに電圧指令値に応じてd軸電流指令値を負方向に増加させるものがある。関連する技術として、非特許文献1がある。 There is a motor control device that, when a voltage command value based on the difference between the current flowing through the motor and the current command value is equal to or less than a voltage limit value, controls the operation of the motor according to the voltage command value and decreases the d-axis current command value in the negative direction according to the voltage command value, and, when the voltage command value is greater than the voltage limit value, controls the operation of the motor according to the voltage limit value and increases the d-axis current command value in the negative direction according to the voltage command value. Non-patent document 1 is an example of related technology.

しかしながら、上記制御装置では、積分制御によりd軸電流指令値を調整する場合、過去に生じた誤差の影響がd軸電流指令値に残ってしまうため、d軸電流指令値が脈動(ハンチング)し電動機の制御性が低下するおそれがある。 However, in the above control device, when the d-axis current command value is adjusted by integral control, the influence of errors that occurred in the past remains in the d-axis current command value, which may cause the d-axis current command value to pulsate (hunt), resulting in reduced controllability of the motor.

松本純、長谷川勝、「PMSMの電流制御系における電圧飽和量を用いたフィードバック型弱め磁束制御の実機検証」、平成28年電気学会産業応用部門大会講演論文集、2016年8月30日、3-46、III-263Jun Matsumoto, Masaru Hasegawa, "Verification of Feedback-Type Flux-Weakening Control Using Voltage Saturation in the Current Control System of PMSM", Proceedings of the 2016 Industrial Applications Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, August 30, 2016, 3-46, III-263

本発明の一側面に係る目的は、電動機の制御性が低下することを抑制することが可能な電動機の制御装置を提供することである。 The object of one aspect of the present invention is to provide a motor control device that can suppress a decrease in the controllability of the motor.

本発明に係る一つの形態である電動機の制御装置は、インバータ回路と、電流変換部と、電流指令値出力部と、電圧指令値算出部と、電圧指令値変換部と、制限部と、調整部とを備える。 The motor control device according to one embodiment of the present invention includes an inverter circuit, a current conversion unit, a current command value output unit, a voltage command value calculation unit, a voltage command value conversion unit, a limiting unit, and an adjustment unit.

前記インバータ回路は、搬送波の電圧値と電圧指令値との比較結果により電動機を駆動させる。 The inverter circuit drives the motor based on the result of comparing the carrier wave voltage value with the voltage command value.

前記電流変換部は、前記電動機に流れる電流をd軸電流及びq軸電流に変換する。 The current converter converts the current flowing through the motor into a d-axis current and a q-axis current.

前記電流指令値出力部は、前記電動機の回転数と回転数指令値との回転数差によりd軸電流指令値及びq軸電流指令値を出力する。 The current command value output unit outputs a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the difference between the rotation speed of the motor and the rotation speed command value.

前記電圧指令値算出部は、前記d軸電流と前記d軸電流指令値との差が小さくなるようにd軸電圧指令値を算出するとともに前記q軸電流と前記q軸電流指令値との差が小さくなるようにq軸電圧指令値を算出する。 The voltage command value calculation unit calculates a d-axis voltage command value so that the difference between the d-axis current and the d-axis current command value is small, and calculates a q-axis voltage command value so that the difference between the q-axis current and the q-axis current command value is small.

前記電圧指令値変換部は、前記d軸電圧指令値及び前記q軸電圧指令値を制限前電圧指令値に変換する。 The voltage command value conversion unit converts the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value into pre-limiting voltage command values.

前記制限部は、前記制限前電圧指令値が、前記インバータ回路に入力される電圧と第1変調率とを乗算した電圧制限値より大きい場合、前記電圧制限値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力し、前記制限前電圧指令値が前記電圧制限値以下である場合、前記制限前電圧指令値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力する。 When the pre-limiting voltage command value is greater than a voltage limit value obtained by multiplying the voltage input to the inverter circuit by a first modulation factor, the limiting unit outputs the voltage limit value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave, and when the pre-limiting voltage command value is equal to or less than the voltage limit value, the limiting unit outputs the pre-limiting voltage command value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave.

前記調整部は、前記第1変調率より小さい第2変調率と前記インバータ回路に入力される電圧により求められる最大電圧指令値とを乗算した値と、前記制限前電圧指令値との差である電圧飽和量が小さくなるように比例制御により前記d軸電流指令値を調整する。 The adjustment unit adjusts the d-axis current command value by proportional control so that the voltage saturation amount, which is the difference between the pre-limiting voltage command value and the value obtained by multiplying a second modulation rate smaller than the first modulation rate and the maximum voltage command value determined by the voltage input to the inverter circuit, becomes small.

このように、比例制御によりd軸電流指令値を調整しているため、今回の制御タイミングより前の制御タイミングにおいて求められた電圧飽和量に含まれる誤差の影響を、今回の制御タイミングにおいて調整されたd軸電流指令値に残さないようにすることができる。これにより、d軸電流指令値の脈動を抑えることができ、電動機の制御性が低下することを抑制することができる。 In this way, the d-axis current command value is adjusted by proportional control, so that the influence of the error contained in the voltage saturation amount calculated at the control timing prior to the current control timing is not left in the d-axis current command value adjusted at the current control timing. This makes it possible to suppress pulsation of the d-axis current command value, and to prevent the controllability of the motor from decreasing.

また、前記調整部は、前記回転数が閾値以下である場合、前記電圧飽和量が小さくなるように積分制御により前記d軸電流指令値を調整し、前記回転数が前記閾値より大きい場合、前記電圧飽和量が小さくなるように前記比例制御により前記d軸電流指令値を調整するように構成してもよい。 The adjustment unit may be configured to adjust the d-axis current command value by integral control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is equal to or less than a threshold value, and to adjust the d-axis current command value by proportional control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is greater than the threshold value.

これにより、回転数が比較的低く、積分制御によりd軸電流指令値を調整してもd軸電流指令値が脈動し難い場合において、比例制御によるフィードバック制御時に生じる定常偏差をd軸電流指令値に含ませないようにすることができるため、電動機の制御性を向上させることができる。 As a result, when the rotation speed is relatively low and the d-axis current command value is unlikely to pulsate even when adjusted by integral control, the steady-state deviation that occurs during feedback control by proportional control can be prevented from being included in the d-axis current command value, thereby improving the controllability of the motor.

また、前記調整部は、前記回転数が閾値以下である場合、または、前記d軸電流もしくは前記d軸電流指令値の脈動の振幅値が所定値以下である場合、前記電圧飽和量が小さくなるように積分制御により前記d軸電流指令値を調整し、前記回転数が前記閾値より大きい場合で、かつ、前記d軸電流もしくは前記d軸電流指令値の脈動の振幅値が前記所定値より大きい場合、前記電圧飽和量が小さくなるように前記比例制御により前記d軸電流指令値を調整するように構成してもよい。 The adjustment unit may be configured to adjust the d-axis current command value by integral control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is equal to or lower than a threshold value or when the amplitude value of the pulsation of the d-axis current or the d-axis current command value is equal to or lower than a predetermined value, and to adjust the d-axis current command value by proportional control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is greater than the threshold value and the amplitude value of the pulsation of the d-axis current or the d-axis current command value is greater than the predetermined value.

これにより、回転数が比較的低く、積分制御によりd軸電流指令値を調整してもd軸電流指令値が脈動し難い場合において、比例制御によるフィードバック制御時に生じる定常偏差をd軸電流指令値に含ませないようにすることができるため、電動機の制御性を向上させることができる。 As a result, when the rotation speed is relatively low and the d-axis current command value is unlikely to pulsate even when adjusted by integral control, the steady-state deviation that occurs during feedback control by proportional control can be prevented from being included in the d-axis current command value, thereby improving the controllability of the motor.

本発明によれば、電動機の制御性が低下することを抑制することができる。 The present invention makes it possible to prevent the controllability of the electric motor from decreasing.

実施形態の電動機の制御装置の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a control device for an electric motor according to an embodiment. 変調率M1~M3の一例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of modulation factors M1 to M3. 調整部及び制限部の一例を示す図である。FIG. 4 illustrates an example of an adjustment unit and a restriction unit. 実施形態の電動機の制御装置の他の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another example of the motor control device according to the embodiment.

以下図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。 The following describes the embodiment in detail with reference to the drawings.

図1は、実施形態の電動機の制御装置の一例を示す図である。 Figure 1 shows an example of an electric motor control device according to an embodiment.

図1に示す制御装置1は、例えば、電動フォークリフトやプラグインハイブリッド車などの車両に搭載される電動機Mの動作を制御するものであって、インバータ回路2と、制御回路3とを備える。なお、電動機Mは、例えば、表面磁石型同期モータ(Surface Permanent Magnetic Synchronous Motor)などである。 The control device 1 shown in FIG. 1 controls the operation of an electric motor M mounted on a vehicle such as an electric forklift or a plug-in hybrid vehicle, and includes an inverter circuit 2 and a control circuit 3. The electric motor M is, for example, a surface permanent magnetic synchronous motor.

インバータ回路2は、電源Pから供給される電力により電動機Mを駆動させるものであって、コンデンサCと、スイッチング素子SW1~SW6(例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor))と、電流センサSe1、Se2とを備える。すなわち、コンデンサCの一方端子が電源Pの正極端子及びスイッチング素子SW1、SW3、SW5の各コレクタ端子に接続され、コンデンサCの他方端子が電源Pの負極端子及びスイッチング素子SW2、SW4、SW6の各エミッタ端子に接続されている。スイッチング素子SW1のエミッタ端子とスイッチング素子SW2のコレクタ端子との接続点は電流センサSe1を介して電動機MのU相の入力端子に接続されている。スイッチング素子SW3のエミッタ端子とスイッチング素子SW4のコレクタ端子との接続点は電流センサSe2を介して電動機MのV相の入力端子に接続されている。スイッチング素子SW5のエミッタ端子とスイッチング素子SW6のコレクタ端子との接続点は電動機MのW相の入力端子に接続されている。 The inverter circuit 2 drives the electric motor M with power supplied from the power source P, and includes a capacitor C, switching elements SW1 to SW6 (e.g., IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors)), and current sensors Se1 and Se2. That is, one terminal of the capacitor C is connected to the positive terminal of the power source P and the collector terminals of the switching elements SW1, SW3, and SW5, and the other terminal of the capacitor C is connected to the negative terminal of the power source P and the emitter terminals of the switching elements SW2, SW4, and SW6. The connection point between the emitter terminal of the switching element SW1 and the collector terminal of the switching element SW2 is connected to the U-phase input terminal of the electric motor M via the current sensor Se1. The connection point between the emitter terminal of the switching element SW3 and the collector terminal of the switching element SW4 is connected to the V-phase input terminal of the electric motor M via the current sensor Se2. The connection point between the emitter terminal of switching element SW5 and the collector terminal of switching element SW6 is connected to the W-phase input terminal of motor M.

コンデンサCは、電源Pから出力されインバータ回路2へ入力される入力電圧Vinを平滑する。 Capacitor C smoothes the input voltage Vin that is output from power supply P and input to inverter circuit 2.

スイッチング素子SW1は、制御回路3から出力される駆動信号S1に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW2は、制御回路3から出力される駆動信号S2に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW3は、制御回路3から出力される駆動信号S3に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW4は、制御回路3から出力される駆動信号S4に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW5は、制御回路3から出力される駆動信号S5に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW6は、制御回路3から出力される駆動信号S6に基づいて、オンまたはオフする。スイッチング素子SW1~SW6がそれぞれオンまたはオフすることで、入力電圧Vinが、互いに位相が120度ずつ異なる3つの交流電圧に変換され、それら交流電圧が電動機MのU相、V相、及びW相の入力端子に印加され電動機Mの回転子が回転する。 The switching element SW1 is turned on or off based on the drive signal S1 output from the control circuit 3. The switching element SW2 is turned on or off based on the drive signal S2 output from the control circuit 3. The switching element SW3 is turned on or off based on the drive signal S3 output from the control circuit 3. The switching element SW4 is turned on or off based on the drive signal S4 output from the control circuit 3. The switching element SW5 is turned on or off based on the drive signal S5 output from the control circuit 3. The switching element SW6 is turned on or off based on the drive signal S6 output from the control circuit 3. By turning on or off the switching elements SW1 to SW6, the input voltage Vin is converted into three AC voltages whose phases differ from each other by 120 degrees, and these AC voltages are applied to the input terminals of the U-phase, V-phase, and W-phase of the electric motor M, causing the rotor of the electric motor M to rotate.

電流センサSe1は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成され、電動機MのU相に流れるU相電流Iuを検出して制御回路3に出力する。また、電流センサSe2は、ホール素子やシャント抵抗などにより構成され、電動機MのV相に流れるV相電流Ivを検出して制御回路3に出力する。 Current sensor Se1 is composed of a Hall element, a shunt resistor, etc., and detects U-phase current Iu flowing through the U-phase of motor M and outputs it to control circuit 3. Current sensor Se2 is composed of a Hall element, a shunt resistor, etc., and detects V-phase current Iv flowing through the V-phase of motor M and outputs it to control circuit 3.

制御回路3は、記憶部4と、ドライブ回路5と、演算部6とを備える。 The control circuit 3 includes a memory unit 4, a drive circuit 5, and a calculation unit 6.

記憶部4は、RAM(Random Access Memory)またはROM(Read Only Memory)などにより構成される。また、記憶部4は、後述する、変調率M1(第1変調率)及び変調率M2(第2変調率)などを記憶している。 The storage unit 4 is configured with a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory), etc. The storage unit 4 also stores a modulation factor M1 (first modulation factor) and a modulation factor M2 (second modulation factor), etc., which will be described later.

図2は、変調率M1~M3の一例を示す図である。なお、図2に示す2次元座標の横軸は回転子の位置を示し、縦軸はインバータ回路2に入力される電圧に対する電圧指令値の割合を示す変調率を示している。また、図2に示す実線は実変調率を示している。また、図2に示す変調率M1、変調率M2、変調率M3(第3変調率)は、実験やシミュレーションなどにより予め算出されるものとする。また、電圧指令値および入力電圧を用いて算出される変調率を実変調率とする。 Figure 2 is a diagram showing an example of modulation factors M1 to M3. Note that the horizontal axis of the two-dimensional coordinate system shown in Figure 2 indicates the rotor position, and the vertical axis indicates the modulation factor, which indicates the ratio of the voltage command value to the voltage input to the inverter circuit 2. Also, the solid line shown in Figure 2 indicates the actual modulation factor. Also, the modulation factor M1, modulation factor M2, and modulation factor M3 (third modulation factor) shown in Figure 2 are calculated in advance by experiments, simulations, etc. Also, the modulation factor calculated using the voltage command value and the input voltage is referred to as the actual modulation factor.

図2に示す変調率M1は、下記式1により算出される。なお、Vd*を電圧指令値算出部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*とし、Vq*を電圧指令値算出部15から出力されるq軸電圧指令値Vq*とし、Vinをインバータ回路2に入力される入力電圧Vinとする。 The modulation factor M1 shown in FIG. 2 is calculated by the following formula 1. Note that Vd* is the d-axis voltage command value Vd* output from the voltage command value calculation unit 15, Vq* is the q-axis voltage command value Vq* output from the voltage command value calculation unit 15, and Vin is the input voltage Vin input to the inverter circuit 2.

Figure 0007600967000001
Figure 0007600967000001

また、図2に示す実変調率は、下記式2により算出される。なお、実変調率の変動幅は、電動機M、インバータ回路2、及び電動機Mの制御のそれぞれの仕様毎に異なり、U相搬送波、V相搬送波、及びW相搬送波の周波数、入力電圧Vin、電圧指令値算出部15または後述する調整用電流指令値算出部122におけるPI制御のゲイン、電動機Mの変調方式、及びU相電流IuやV相電流Ivのアナログ-デジタル変換方式の5つの因子が比較的悪条件であるときに測定される値とする。 The actual modulation rate shown in FIG. 2 is calculated by the following formula 2. The fluctuation range of the actual modulation rate differs for each specification of the motor M, the inverter circuit 2, and the control of the motor M, and is the value measured when five factors, namely the frequencies of the U-phase carrier wave, the V-phase carrier wave, and the W-phase carrier wave, the input voltage Vin, the gain of the PI control in the voltage command value calculation unit 15 or the adjustment current command value calculation unit 122 described later, the modulation method of the motor M, and the analog-digital conversion method of the U-phase current Iu and the V-phase current Iv, are in relatively poor conditions.

Figure 0007600967000002
Figure 0007600967000002

また、図2に示す変調率M3は、実変調率の取り得る最大の変調率とする。 The modulation rate M3 shown in Figure 2 is the maximum possible modulation rate for the actual modulation rate.

また、図2に示す変調率M2は、変調率M1より小さい値になるように算出される。例えば、変調率M2は、実変調率が変調率M1以下であるとき、変調率M3に係数kを乗算した値とし、実変調率が変調率M1より大きいとき、変調率M1から実変調率の振幅値を減算した値とする。または、変調率M2は、電圧指令値Vdq*の変動幅の最大値が、後述する電圧制限値Vth以下であるとき、変調率M3に係数kを乗算した値とし、電圧指令値Vdq*の変動幅の最大値が、後述する電圧制限値Vthより大きいとき、変調率M1から実変調率の振幅値を減算した値とする。 Modulation factor M2 shown in FIG. 2 is calculated to be a value smaller than modulation factor M1. For example, when the actual modulation factor is equal to or smaller than modulation factor M1, modulation factor M2 is a value obtained by multiplying modulation factor M3 by coefficient k, and when the actual modulation factor is greater than modulation factor M1, modulation factor M2 is a value obtained by subtracting the amplitude value of the actual modulation factor from modulation factor M1. Alternatively, when the maximum value of the fluctuation range of the voltage command value Vdq* is equal to or smaller than a voltage limit value Vth described later, modulation factor M2 is a value obtained by multiplying modulation factor M3 by coefficient k, and when the maximum value of the fluctuation range of the voltage command value Vdq* is greater than a voltage limit value Vth described later, modulation factor M2 is a value obtained by subtracting the amplitude value of the actual modulation factor from modulation factor M1.

なお、係数kは例えば1~0.9に設定される。もし、変調率M3≦変調率M2を満たす場合には、弱め磁束が作動しなくなる。想定外の制御が生じて弱め磁束が作動しなくなる場合を考慮し、変調率M3>変調率M2となるよう変調率M2に余裕を持たせる目的で設定される。係数kを0.9≦K≦1と設定することで、変調率M2=変調率M3の場合に限らず、変調率M2を変調率M3よりやや小さい値に設定することができる。 The coefficient k is set to, for example, 1 to 0.9. If modulation factor M3≦modulation factor M2 is satisfied, the flux weakening will not operate. Considering the case where unexpected control occurs and flux weakening will not operate, the coefficient k is set to allow some margin for modulation factor M2 so that modulation factor M3>modulation factor M2. By setting the coefficient k to 0.9≦K≦1, it is possible to set the modulation factor M2 to a value slightly smaller than the modulation factor M3, not just when modulation factor M2=modulation factor M3.

このように変調率M2を算出することにより、変調率M2が変調率M1未満になるように、変調率M2を適切な値に変化させることができる。 By calculating the modulation rate M2 in this manner, it is possible to change the modulation rate M2 to an appropriate value so that the modulation rate M2 is less than the modulation rate M1.

また、図1に示すドライブ回路5は、IC(Integrated Circuit)などにより構成され、演算部6から出力される電圧指令値V**(第1電圧指令値)とU相搬送波の電圧値とを比較し、その比較結果をパルス状の駆動信号S1、S2として出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**とV相搬送波の電圧値とを比較し、その比較結果をパルス状の駆動信号S3、S4として出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**とW相搬送波の電圧値とを比較し、その比較結果をパルス状の駆動信号S5、S6として出力する。なお、U相搬送波、V相搬送波、及びW相搬送波は、三角波、ノコギリ波、または逆ノコギリ波などであり、互いに120度位相が異なるものとする。例えば、ドライブ回路5は、電圧指令値V**がU相搬送波の電圧値以上である場合、ハイレベルの駆動信号S1をスイッチング素子SW1のゲート端子に出力するとともにローレベルの駆動信号S2をスイッチング素子SW2のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**がU相搬送波の電圧値より小さい場合、ローレベルの駆動信号S1をスイッチング素子SW1のゲート端子に出力するとともにハイレベルの駆動信号S2をスイッチング素子SW2のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**がV相搬送波の電圧値以上である場合、ハイレベルの駆動信号S3をスイッチング素子SW3のゲート端子に出力するとともにローレベルの駆動信号S4をスイッチング素子SW4のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**がV相搬送波の電圧値より小さい場合、ローレベルの駆動信号S3をスイッチング素子SW3のゲート端子に出力するとともにハイレベルの駆動信号S4をスイッチング素子SW4のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**がW相搬送波の電圧値以上である場合、ハイレベルの駆動信号S5をスイッチング素子SW5のゲート端子に出力するとともにローレベルの駆動信号S6をスイッチング素子SW6のゲート端子に出力する。また、ドライブ回路5は、電圧指令値V**がW相搬送波の電圧値より小さい場合、ローレベルの駆動信号S5をスイッチング素子SW5のゲート端子に出力するとともにハイレベルの駆動信号S6をスイッチング素子SW6のゲート端子に出力する。 The drive circuit 5 shown in FIG. 1 is composed of an IC (Integrated Circuit) and compares the voltage command value V** (first voltage command value) output from the calculation unit 6 with the voltage value of the U-phase carrier, and outputs the comparison result as pulsed drive signals S1 and S2. The drive circuit 5 also compares the voltage command value V** with the voltage value of the V-phase carrier, and outputs the comparison result as pulsed drive signals S3 and S4. The drive circuit 5 also compares the voltage command value V** with the voltage value of the W-phase carrier, and outputs the comparison result as pulsed drive signals S5 and S6. The U-phase carrier, V-phase carrier, and W-phase carrier are triangular waves, sawtooth waves, or inverse sawtooth waves, and are out of phase with each other by 120 degrees. For example, when the voltage command value V** is equal to or greater than the voltage value of the U-phase carrier wave, the drive circuit 5 outputs a high-level drive signal S1 to the gate terminal of the switching element SW1 and outputs a low-level drive signal S2 to the gate terminal of the switching element SW2. When the voltage command value V** is smaller than the voltage value of the U-phase carrier wave, the drive circuit 5 outputs a low-level drive signal S1 to the gate terminal of the switching element SW1 and outputs a high-level drive signal S2 to the gate terminal of the switching element SW2. When the voltage command value V** is equal to or greater than the voltage value of the V-phase carrier wave, the drive circuit 5 outputs a high-level drive signal S3 to the gate terminal of the switching element SW3 and outputs a low-level drive signal S4 to the gate terminal of the switching element SW4. In addition, when the voltage command value V** is smaller than the voltage value of the V-phase carrier, the drive circuit 5 outputs a low-level drive signal S3 to the gate terminal of the switching element SW3 and outputs a high-level drive signal S4 to the gate terminal of the switching element SW4. In addition, when the voltage command value V** is equal to or greater than the voltage value of the W-phase carrier, the drive circuit 5 outputs a high-level drive signal S5 to the gate terminal of the switching element SW5 and outputs a low-level drive signal S6 to the gate terminal of the switching element SW6. In addition, when the voltage command value V** is smaller than the voltage value of the W-phase carrier, the drive circuit 5 outputs a low-level drive signal S5 to the gate terminal of the switching element SW5 and outputs a high-level drive signal S6 to the gate terminal of the switching element SW6.

なお、電圧指令値V**がU相搬送波、V相搬送波、及びW相搬送波の電圧値の最小値から最大値までの範囲内で変動しているときで、かつ、電動機Mの制御周期においてスイッチング素子SW1、SW3、SW5(またはスイッチング素子SW2、SW4、SW6)が繰り返しオン、オフしているときの電動機Mの変調方式を正弦波変調方式とする。 The modulation method of the electric motor M when the voltage command value V** fluctuates within the range from the minimum value to the maximum value of the voltage values of the U-phase carrier wave, the V-phase carrier wave, and the W-phase carrier wave, and when the switching elements SW1, SW3, and SW5 (or the switching elements SW2, SW4, and SW6) are repeatedly turned on and off during the control period of the electric motor M, is defined as the sine wave modulation method.

また、電圧指令値V**がU相搬送波、V相搬送波、及びW相搬送波の最大値より大きいときで、かつ、電動機Mの制御周期においてスイッチング素子SW1、SW3、SW5(またはスイッチング素子SW2、SW4、SW6)のうちの2つのスイッチング素子が繰り返しオン、オフしているとともに残りのスイッチング素子が常時オンまたはオフしているときの電動機Mの変調方式を2相変調方式とする。 The modulation method of the electric motor M when the voltage command value V** is greater than the maximum value of the U-phase carrier, the V-phase carrier, and the W-phase carrier, and when two of the switching elements SW1, SW3, and SW5 (or the switching elements SW2, SW4, and SW6) are repeatedly turned on and off during the control period of the electric motor M, and the remaining switching elements are always on or off, is defined as a two-phase modulation method.

演算部6は、マイクロコンピュータなどにより構成され、電流変換部7と、推定部8と、減算部9と、トルク指令値算出部10と、電流指令値出力部11と、調整部12と、減算部13と、減算部14と、電圧指令値算出部15と、電圧指令値変換部16と、制限部17とを備える。例えば、マイクロコンピュータが記憶部4に記憶されているプログラムを実行することにより、電流変換部7、推定部8、減算部9、トルク指令値算出部10、電流指令値出力部11、調整部12、減算部13、減算部14、電圧指令値算出部15、電圧指令値変換部16、及び制限部17が実現される。 The calculation unit 6 is configured by a microcomputer or the like, and includes a current conversion unit 7, an estimation unit 8, a subtraction unit 9, a torque command value calculation unit 10, a current command value output unit 11, an adjustment unit 12, a subtraction unit 13, a subtraction unit 14, a voltage command value calculation unit 15, a voltage command value conversion unit 16, and a limiting unit 17. For example, the microcomputer executes a program stored in the memory unit 4 to realize the current conversion unit 7, the estimation unit 8, the subtraction unit 9, the torque command value calculation unit 10, the current command value output unit 11, the adjustment unit 12, the subtraction unit 13, the subtraction unit 14, the voltage command value calculation unit 15, the voltage command value conversion unit 16, and the limiting unit 17.

電流変換部7は、電流センサSe1により検出されるU相電流Iu及び電流センサSe2により検出されるV相電流Ivを用いて、電動機MのW相に流れるW相電流Iwを求める。 The current conversion unit 7 uses the U-phase current Iu detected by the current sensor Se1 and the V-phase current Iv detected by the current sensor Se2 to determine the W-phase current Iw flowing through the W-phase of the motor M.

また、電流変換部7は、推定部8により推定される電動機Mの回転子の位置θ^を用いて、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwをd軸電流Id(電動機Mに弱め磁束を発生させるための電流成分)及びq軸電流Iq(電動機Mにトルクを発生させるための電流成分)に変換する。例えば、電流変換部7は、下記式3に示す変換行列C1を用いて、U相電流Iu、V相電流Iv、W相電流Iwを、d軸電流Id及びq軸電流Iqに変換する。 The current converter 7 also converts the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw into a d-axis current Id (current component for generating a weakening magnetic flux in the motor M) and a q-axis current Iq (current component for generating torque in the motor M) using the rotor position θ^ of the motor M estimated by the estimator 8. For example, the current converter 7 converts the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw into a d-axis current Id and a q-axis current Iq using a conversion matrix C1 shown in the following formula 3.

Figure 0007600967000003
Figure 0007600967000003

なお、電流センサSe1、Se2により検出される電流は、U相電流Iu及びV相電流Ivの組み合わせに限定されず、V相電流Iv及びW相電流Iwの組み合わせ、または、U相電流Iu及びW相電流Iwの組み合わせでもよい。電流センサSe1、Se2によりV相電流Iv及びW相電流Iwが検出される場合、電流変換部7は、V相電流Iv及びW相電流Iwを用いて、U相電流Iuを求める。また、電流センサSe1、Se2によりU相電流Iu及びW相電流Iwが検出される場合、電流変換部7は、U相電流Iu及びW相電流Iwを用いて、V相電流Ivを求める。 The currents detected by the current sensors Se1 and Se2 are not limited to the combination of U-phase current Iu and V-phase current Iv, but may be the combination of V-phase current Iv and W-phase current Iw, or the combination of U-phase current Iu and W-phase current Iw. When the current sensors Se1 and Se2 detect the V-phase current Iv and W-phase current Iw, the current conversion unit 7 uses the V-phase current Iv and W-phase current Iw to determine the U-phase current Iu. When the current sensors Se1 and Se2 detect the U-phase current Iu and W-phase current Iw, the current conversion unit 7 uses the U-phase current Iu and W-phase current Iw to determine the V-phase current Iv.

また、インバータ回路2において、電流センサSe1、Se2の他に、電動機MのW相に流れる電流を検出する電流センサSe3をさらに備える場合、電流変換部7は、推定部8により推定される位置θ^を用いて、電流センサSe1~Se3により検出されるU相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwをd軸電流Id及びq軸電流Iqに変換するように構成してもよい。 If the inverter circuit 2 further includes a current sensor Se3 that detects the current flowing through the W-phase of the motor M in addition to the current sensors Se1 and Se2, the current conversion unit 7 may be configured to convert the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw detected by the current sensors Se1 to Se3 into a d-axis current Id and a q-axis current Iq using the position θ^ estimated by the estimation unit 8.

推定部8は、電流変換部7から出力されるd軸電流Id及びq軸電流Iqなどを用いて、電動機Mの回転子の位置θ^及び回転数ω^を推定する。例えば、推定部8は、下記式4に示す電圧方程式を用いて、回転数ω^を求め、その求めた回転数ω^に所定時間(演算部6の動作クロックなど)を乗算することにより位置θ^を求める。なお、Vdは電圧指令値算出部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*とし、Vqは電圧指令値算出部15から出力されるq軸電圧指令値Vq*とし、Rは電動機Mの抵抗成分とし、pは微分演算子とし、Ldは電動機Mのd軸インダクタンスとし、Lqは電動機Mのq軸インダクタンスとし、Idは電流変換部7から出力されるd軸電流Idまたは電流指令値出力部11から出力されるd軸電流指令値Id*とし、Iqは電流変換部7から出力されるq軸電流Iqまたは電流指令値出力部11から出力されるq軸電流指令値Iq*とし、Keは誘起電圧定数とする。 The estimation unit 8 estimates the position θ^ and rotation speed ω^ of the rotor of the electric motor M using the d-axis current Id and q-axis current Iq output from the current conversion unit 7. For example, the estimation unit 8 calculates the rotation speed ω^ using the voltage equation shown in the following formula 4, and calculates the position θ^ by multiplying the calculated rotation speed ω^ by a predetermined time (such as the operating clock of the calculation unit 6). In addition, Vd is the d-axis voltage command value Vd* output from the voltage command value calculation unit 15, Vq is the q-axis voltage command value Vq* output from the voltage command value calculation unit 15, R is the resistance component of the motor M, p is the differential operator, Ld is the d-axis inductance of the motor M, Lq is the q-axis inductance of the motor M, Id is the d-axis current Id output from the current conversion unit 7 or the d-axis current command value Id* output from the current command value output unit 11, Iq is the q-axis current Iq output from the current conversion unit 7 or the q-axis current command value Iq* output from the current command value output unit 11, and Ke is the induced voltage constant.

Figure 0007600967000004
Figure 0007600967000004

減算部9は、外部から入力される回転数指令値ω*と推定部8により推定される回転数ω^との回転数差Δωを算出する。 The subtraction unit 9 calculates the rotation speed difference Δω between the rotation speed command value ω* input from the outside and the rotation speed ω^ estimated by the estimation unit 8.

トルク指令値算出部10は、減算部9から出力される回転数差Δωを用いて、トルク指令値T*を算出する。例えば、トルク指令値算出部10は、記憶部4に記憶されている、電動機Mの回転子の回転数と電動機Mのトルクとが互いに対応付けられている情報(不図示)を参照して、回転数差Δωに相当する回転数に対応するトルクを、トルク指令値T*として求める。 The torque command value calculation unit 10 calculates the torque command value T* using the rotation speed difference Δω output from the subtraction unit 9. For example, the torque command value calculation unit 10 refers to information (not shown) stored in the memory unit 4 that associates the rotation speed of the rotor of the electric motor M with the torque of the electric motor M, and determines the torque corresponding to the rotation speed equivalent to the rotation speed difference Δω as the torque command value T*.

電流指令値出力部11は、トルク指令値算出部10から出力されるトルク指令値T*を用いて、d軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*を出力する。例えば、電流指令値出力部11は、記憶部4に記憶されている、電動機Mのトルクとd軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*とが互いに対応付けられている情報(不図示)を参照して、トルク指令値T*に相当するトルクに対応するd軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*を出力する。なお、d軸電流指令値Id*は、トルク指令値T*に応じて変動させてもよいし、トルク指令値T*によらない固定値であってもよい。 The current command value output unit 11 outputs the d-axis current command value Id* and the q-axis current command value Iq* using the torque command value T* output from the torque command value calculation unit 10. For example, the current command value output unit 11 references information (not shown) stored in the memory unit 4 in which the torque of the motor M is associated with the d-axis current command value Id* and the q-axis current command value Iq*, and outputs the d-axis current command value Id* and the q-axis current command value Iq* corresponding to the torque equivalent to the torque command value T*. The d-axis current command value Id* may be varied according to the torque command value T*, or may be a fixed value independent of the torque command value T*.

調整部12は、電圧指令値変換部16から出力される電圧指令値Vdq*(第2電圧指令値)や変調率M2などを用いて、電動機Mに入力される電圧が飽和する手前で弱め磁束制御(d軸電流Idが負の値になることで電動機Mに生じる起電力を小さくさせて回転数ω^を増加させる制御)が行われるように、電流指令値出力部11から出力されるd軸電流指令値Id*をd軸電流指令値Id*´に調整する。 The adjustment unit 12 uses the voltage command value Vdq* (second voltage command value) and modulation factor M2 output from the voltage command value conversion unit 16 to adjust the d-axis current command value Id* output from the current command value output unit 11 to the d-axis current command value Id*' so that flux-weakening control (control in which the d-axis current Id becomes negative, thereby reducing the electromotive force generated in the motor M and increasing the rotation speed ω^) is performed just before the voltage input to the motor M becomes saturated.

図3(a)は、調整部12の一例を示す図である。 Figure 3 (a) is a diagram showing an example of the adjustment unit 12.

図3(a)に示す調整部12は、電圧飽和量算出部121と、調整用電流指令値算出部122と、加算部123とを備える。
電圧飽和量算出部121は、電圧指令値変換部16から出力される電圧指令値Vdq*を取得するとともに記憶部4に記憶されている変調率M2を取得し、電圧指令値Vdq*から、変調率M2と最大電圧指令値Vmとの乗算値を減算した値を、電圧飽和量Vsとして算出する。すなわち、電圧飽和量算出部121は、下記式5を計算することにより、電圧飽和量Vsを算出する。なお、最大電圧指令値Vmは、下記式6を計算することにより求められるものとする。Vinは入力電圧Vinとする。
The adjustment unit 12 shown in FIG. 3A includes a voltage saturation amount calculation unit 121, an adjustment current command value calculation unit 122, and an adder 123.
The voltage saturation amount calculation unit 121 acquires the voltage command value Vdq* output from the voltage command value conversion unit 16 and also acquires the modulation factor M2 stored in the storage unit 4, and calculates the voltage saturation amount Vs by subtracting the multiplication value of the modulation factor M2 and the maximum voltage command value Vm from the voltage command value Vdq*. That is, the voltage saturation amount calculation unit 121 calculates the voltage saturation amount Vs by calculating the following formula 5. Note that the maximum voltage command value Vm is determined by calculating the following formula 6. Vin is the input voltage Vin.

電圧飽和量Vs=電圧指令値Vdq*-変調率M2×最大電圧指令値Vm ・・・式5

Figure 0007600967000005
Voltage saturation amount Vs=voltage command value Vdq*-modulation factor M2×maximum voltage command value Vm (Formula 5)
Figure 0007600967000005

調整用電流指令値算出部122は、電圧飽和量算出部121から出力される電圧飽和量Vsが小さくなるように比例制御により調整用d軸電流指令値Idsを算出する。例えば、調整用電流指令値算出部122は、下記式7を計算することにより調整用d軸電流指令値Idsを求める。なお、Kpは定数とする。 The adjustment current command value calculation unit 122 calculates the adjustment d-axis current command value Ids by proportional control so that the voltage saturation amount Vs output from the voltage saturation amount calculation unit 121 becomes small. For example, the adjustment current command value calculation unit 122 calculates the adjustment d-axis current command value Ids by calculating the following equation 7. Note that Kp is a constant.

調整用d軸電流指令値Ids=Kp×電圧飽和量Vs ・・・式7
加算部123は、電流指令値出力部11から出力されるd軸電流指令値Id*と、調整用電流指令値算出部122から出力される調整用d軸電流指令値Idsとの加算結果をd軸電流指令値Id*´として出力する。
Adjustment d-axis current command value Ids=Kp×voltage saturation amount Vs (Equation 7)
The adder 123 outputs the sum of the d-axis current command value Id* output from the current command value output unit 11 and the adjustment d-axis current command value Ids output from the adjustment current command value calculation unit 122 as a d-axis current command value Id*'.

例えば、d軸電流指令値Id*が負の固定値である場合において、電圧飽和量Vsが正の値であるとき、調整用d軸電流指令値Idsが負の値になり、電圧飽和量Vsが負の値であるとき、調整用d軸電流指令値Idsが正の値になる場合を想定する。 For example, assume that when the d-axis current command value Id* is a negative fixed value, the adjustment d-axis current command value Ids becomes a negative value when the voltage saturation amount Vs is a positive value, and the adjustment d-axis current command value Ids becomes a positive value when the voltage saturation amount Vs is a negative value.

この場合、電圧飽和量Vsが正の値であるとき、d軸電流指令値Id*´が負方向に増加し、電圧飽和量Vsが負の値であるとき、d軸電流指令値Id*´が負方向に減少する。 In this case, when the voltage saturation amount Vs is a positive value, the d-axis current command value Id*' increases in the negative direction, and when the voltage saturation amount Vs is a negative value, the d-axis current command value Id*' decreases in the negative direction.

すなわち、調整部12は、電圧指令値変換部16から出力される電圧指令値Vdq*から、変調率M2と最大電圧指令値Vmとを乗算した値を減算した値である電圧飽和量Vsが正の値であるとき、d軸電流指令値Id*´を負方向に増加させ、電圧飽和量Vsが負の値であるとき、d軸電流指令値Id*´を負方向に減少させる。 That is, when the voltage saturation amount Vs, which is the value obtained by subtracting the product of the modulation factor M2 and the maximum voltage command value Vm from the voltage command value Vdq* output from the voltage command value conversion unit 16, is a positive value, the adjustment unit 12 increases the d-axis current command value Id*' in the negative direction, and when the voltage saturation amount Vs is a negative value, the adjustment unit 12 decreases the d-axis current command value Id*' in the negative direction.

このように、調整部12により制御周期毎にd軸電流指令値Id*を調整しているため、電動機Mに入力される電圧が飽和状態になりそうになっても、その状態を比較的早く解消させることができる。 In this way, the adjustment unit 12 adjusts the d-axis current command value Id* for each control period, so even if the voltage input to the motor M approaches saturation, the condition can be resolved relatively quickly.

また、調整部12は、変調率M2と入力電圧Vinにより求められる最大電圧指令値Vmとを乗算した値と、電圧指令値Vdq*との差である電圧飽和量Vsが小さくなるように比例制御によりd軸電流指令値Id*を調整する。 The adjustment unit 12 also adjusts the d-axis current command value Id* by proportional control so that the voltage saturation amount Vs, which is the difference between the voltage command value Vdq* and the value obtained by multiplying the modulation factor M2 and the maximum voltage command value Vm determined by the input voltage Vin, becomes small.

このように、比例制御によるフィードバック制御によりd軸電流指令値Id*を調整しているため、今回の制御タイミングより前の制御タイミングにおいて求められた電圧飽和量Vsの影響を受けず、今回の制御タイミングにおいて求められた電圧飽和量Vsのみに基づいてd軸電流指令値Id*を調整することができる。 In this way, the d-axis current command value Id* is adjusted by feedback control using proportional control, so it is not affected by the voltage saturation amount Vs determined at the control timing prior to the current control timing, and the d-axis current command value Id* can be adjusted based only on the voltage saturation amount Vs determined at the current control timing.

また、図1に示す減算部13は、調整部12から出力されるd軸電流指令値Id*´と、電流変換部7から出力されるd軸電流Idとの差ΔIdを算出する。 The subtraction unit 13 shown in FIG. 1 calculates the difference ΔId between the d-axis current command value Id*' output from the adjustment unit 12 and the d-axis current Id output from the current conversion unit 7.

減算部14は、電流指令値出力部11から出力されるq軸電流指令値Iq*と、電流変換部7から出力されるq軸電流Iqとの差ΔIqを算出する。 The subtraction unit 14 calculates the difference ΔIq between the q-axis current command value Iq* output from the current command value output unit 11 and the q-axis current Iq output from the current conversion unit 7.

電圧指令値算出部15は、減算部13から出力される差ΔId及び減算部14から出力される差ΔIqを用いたPI制御により、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を算出する。例えば、電圧指令値算出部15は、下記式8によりd軸電圧指令値Vd*を算出するとともに、下記式9によりq軸電圧指令値Vq*を算出する。なお、KpはPI制御の比例項の定数とし、KiはPI制御の積分項の定数とし、Lqは電動機Mのq軸インダクタンスとし、Ldは電動機Mのd軸インダクタンスとし、ω^は推定部8により推定される回転数ω^とし、Keは誘起電圧定数とする。 The voltage command value calculation unit 15 calculates the d-axis voltage command value Vd* and the q-axis voltage command value Vq* by PI control using the difference ΔId output from the subtraction unit 13 and the difference ΔIq output from the subtraction unit 14. For example, the voltage command value calculation unit 15 calculates the d-axis voltage command value Vd* by the following formula 8, and calculates the q-axis voltage command value Vq* by the following formula 9. Note that Kp is a constant of the proportional term of the PI control, Ki is a constant of the integral term of the PI control, Lq is the q-axis inductance of the motor M, Ld is the d-axis inductance of the motor M, ω^ is the rotation speed ω^ estimated by the estimation unit 8, and Ke is the induced voltage constant.

d軸電圧指令値Vd*=Kp×差ΔId+∫(Ki×差ΔId)-ω^LqIq・・・式8 d-axis voltage command value Vd* = Kp x difference ΔId + ∫ (Ki x difference ΔId) - ω^LqIq ... Equation 8

q軸電圧指令値Vq*=Kp×差ΔIq+∫(Ki×差ΔIq)+ω^LdId+ω^Ke・・・式9 q-axis voltage command value Vq* = Kp x difference ΔIq + ∫ (Ki x difference ΔIq) + ω^LdId + ω^Ke ... Equation 9

すなわち、電圧指令値算出部15は、d軸電流Idとd軸電流指令値Id*´との差ΔIdが小さくなるようにd軸電圧指令値Vd*を算出するとともにq軸電流Iqとq軸電流指令値Iq*との差ΔIqが小さくなるようにq軸電圧指令値Vq*を算出する。 That is, the voltage command value calculation unit 15 calculates the d-axis voltage command value Vd* so that the difference ΔId between the d-axis current Id and the d-axis current command value Id*' is small, and calculates the q-axis voltage command value Vq* so that the difference ΔIq between the q-axis current Iq and the q-axis current command value Iq* is small.

電圧指令値変換部16は、電圧指令値算出部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を、電圧指令値Vdq*(制限前電圧指令値)に変換する。例えば、電圧指令値変換部16は、下記式10を計算することにより電圧指令値Vdq*を求める。なお、Vd*は電圧指令値算出部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*とし、Vq*は電圧指令値算出部15から出力されるq軸電圧指令値Vq*とする。 The voltage command value conversion unit 16 converts the d-axis voltage command value Vd* and the q-axis voltage command value Vq* output from the voltage command value calculation unit 15 into a voltage command value Vdq* (voltage command value before limiting). For example, the voltage command value conversion unit 16 calculates the voltage command value Vdq* by calculating the following formula 10. Note that Vd* is the d-axis voltage command value Vd* output from the voltage command value calculation unit 15, and Vq* is the q-axis voltage command value Vq* output from the voltage command value calculation unit 15.

Figure 0007600967000006
Figure 0007600967000006

制限部17は、電圧指令値変換部16から出力される電圧指令値Vdq*を制限し、その制限後の電圧指令値V**をドライブ回路5に出力する。 The limiting unit 17 limits the voltage command value Vdq* output from the voltage command value conversion unit 16, and outputs the limited voltage command value V** to the drive circuit 5.

図3(b)は、制限部17の一例を示す図である。 Figure 3 (b) shows an example of the restriction unit 17.

図3(b)に示す制限部17は、制限値算出部171と、比較部172とを備える。 The limiting unit 17 shown in FIG. 3(b) includes a limiting value calculating unit 171 and a comparing unit 172.

制限値算出部171は、入力電圧Vin及び記憶部4に記憶されている変調率M1を用いて電圧制限値Vthを算出する。例えば、制限値算出部171は、下記式11を計算することにより電圧制限値Vthを求める。なお、Vinを入力電圧Vinとし、M1を変調率M1とする。 The limit value calculation unit 171 calculates the voltage limit value Vth using the input voltage Vin and the modulation factor M1 stored in the memory unit 4. For example, the limit value calculation unit 171 obtains the voltage limit value Vth by calculating the following formula 11. Note that Vin is the input voltage Vin, and M1 is the modulation factor M1.

Figure 0007600967000007
Figure 0007600967000007

比較部172は、電圧指令値変換部16から出力される電圧指令値Vdq*と制限値算出部171から出力される電圧制限値Vthとを比較し、電圧指令値Vdq*が電圧制限値Vthより大きい場合、電圧制限値Vthを電圧指令値V**として出力し、電圧指令値Vdq*が電圧制限値Vth以下である場合、電圧指令値Vdq*を電圧指令値V**として出力する。 The comparison unit 172 compares the voltage command value Vdq* output from the voltage command value conversion unit 16 with the voltage limit value Vth output from the limit value calculation unit 171, and if the voltage command value Vdq* is greater than the voltage limit value Vth, it outputs the voltage limit value Vth as the voltage command value V**, and if the voltage command value Vdq* is equal to or less than the voltage limit value Vth, it outputs the voltage command value Vdq* as the voltage command value V**.

すなわち、制限部17は、電圧指令値Vdq*が、入力電圧Vinと変調率M1とを乗算した電圧制限値Vthより大きい場合、電圧制限値VthをU相搬送波、V相搬送波、及びW相搬送波の電圧値と比較される電圧指令値V**として出力し、電圧指令値Vdq*が電圧制限値Vth以下である場合、電圧指令値Vdq*をU相搬送波、V相搬送波、及びW相搬送波の電圧値と比較される電圧指令値V**として出力する。 In other words, when the voltage command value Vdq* is greater than the voltage limit value Vth obtained by multiplying the input voltage Vin by the modulation factor M1, the limiting unit 17 outputs the voltage limit value Vth as the voltage command value V** to be compared with the voltage values of the U-phase carrier, the V-phase carrier, and the W-phase carrier, and when the voltage command value Vdq* is equal to or less than the voltage limit value Vth, the limiting unit 17 outputs the voltage command value Vdq* as the voltage command value V** to be compared with the voltage values of the U-phase carrier, the V-phase carrier, and the W-phase carrier.

ここで、仮に、積分制御によるフィードバック制御によりd軸電流指令値Id*が調整される場合を想定する。 Here, let us assume that the d-axis current command value Id* is adjusted by feedback control using integral control.

この場合、今回の制御タイミングより前の制御タイミングにおいて求められた電圧飽和量Vsに含まれる誤差の影響が、今回の制御タイミングにおいて調整されたd軸電流指令値Id*に残ってしまうため、d軸電流指令値Id*が脈動するおそれがある。特に、回転数ω^が比較的高く、駆動信号S1~S6の1周期あたりのパルス数が比較的小さくなる場合では、電圧指令値V**通りの電圧を電動機Mに印加することが難しくなるため、d軸電流指令値Id*の脈動の収束に時間がかかってしまう。そのため、回転数ω^が比較的大きい場合、d軸電流指令値Id*の脈動の振幅値がさらに大きくなるおそれがある。このように、d軸電流指令値Id*が脈動してしまうと、電動機Mの制御性が低下するおそれがある。 In this case, the influence of the error contained in the voltage saturation amount Vs obtained at the control timing before the current control timing remains in the d-axis current command value Id* adjusted at the current control timing, so the d-axis current command value Id* may pulsate. In particular, when the rotation speed ω^ is relatively high and the number of pulses per cycle of the drive signals S1 to S6 is relatively small, it becomes difficult to apply a voltage according to the voltage command value V** to the electric motor M, so it takes time for the pulsation of the d-axis current command value Id* to converge. Therefore, when the rotation speed ω^ is relatively large, the amplitude value of the pulsation of the d-axis current command value Id* may become even larger. If the d-axis current command value Id* pulsates in this way, the controllability of the electric motor M may be reduced.

そこで、実施形態の制御装置1では、比例制御によるフィードバック制御によりd軸電流指令値Id*を調整している。これにより、今回の制御タイミングより前の制御タイミングにおいて求められた電圧飽和量Vsに含まれる誤差の影響を、今回の制御タイミングにおいて調整されたd軸電流指令値Id*に残さないようにすることができるため、d軸電流指令値Id*の脈動を抑えることができ、電動機Mの制御性が低下することを抑制することができる。 Therefore, in the control device 1 of the embodiment, the d-axis current command value Id* is adjusted by feedback control using proportional control. This makes it possible to prevent the influence of the error contained in the voltage saturation amount Vs calculated at the control timing prior to the current control timing from remaining in the d-axis current command value Id* adjusted at the current control timing, thereby suppressing pulsation of the d-axis current command value Id* and preventing a decrease in the controllability of the electric motor M.

また、実施形態の制御装置1では、電圧飽和量Vsを求めるために使用される変調率M2を、電圧制限値Vthを求めるために使用される変調率M1より小さくしているため、電圧指令値V**が電圧制限値Vthより大きくなるよりも先に電圧飽和量Vsを正の値に変化させ易くすることができる。これにより、回転数ω^が比較的高く電圧指令値V**が電圧制限値Vthより大きくなり易い状態であっても、電圧指令値V**が電圧制限値Vthより大きくなる手前において弱め磁束制御が行われ易くすることができるため、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwを適切に制御することができない時間の増加を抑えることができ、U相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwが脈動することを抑え電動機Mの制御性が低下することをさらに抑制することができる。 In addition, in the control device 1 of the embodiment, the modulation factor M2 used to calculate the voltage saturation amount Vs is smaller than the modulation factor M1 used to calculate the voltage limit value Vth, so that it is possible to easily change the voltage saturation amount Vs to a positive value before the voltage command value V** becomes larger than the voltage limit value Vth. As a result, even if the rotation speed ω^ is relatively high and the voltage command value V** is likely to become larger than the voltage limit value Vth, it is possible to easily perform flux-weakening control before the voltage command value V** becomes larger than the voltage limit value Vth, so that it is possible to suppress an increase in the time during which the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw cannot be appropriately controlled, and it is possible to suppress pulsation of the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw, and further suppress a decrease in the controllability of the electric motor M.

なお、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

<変形例1>
図4は、実施形態の制御装置1の他の例を示す図である。なお、図4に示す構成において、図1に示す構成と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を省略する。
<Modification 1>
Fig. 4 is a diagram showing another example of the control device 1 according to the embodiment. In the configuration shown in Fig. 4, the same components as those shown in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図4に示す制御装置1において、図1に示す制御装置1と異なる点は、回転子の位相θ^(電気角)を検出し、その検出した位相θ^を制御回路3に出力する電気角検出部Sp(レゾルバなど)を備えている点と、演算部6の推定部8の替わりに回転数算出部18を備えている点である。 The control device 1 shown in FIG. 4 differs from the control device 1 shown in FIG. 1 in that it includes an electrical angle detection unit Sp (such as a resolver) that detects the rotor phase θ^ (electrical angle) and outputs the detected phase θ^ to the control circuit 3, and that it includes a rotation speed calculation unit 18 instead of the estimation unit 8 of the calculation unit 6.

回転数算出部18は、電気角検出部Spにより検出される位相θ^を用いて、電動機Mの回転数ω^を演算する。例えば、回転数算出部18は、位相θ^を所定時間(演算部6の動作クロックなど)で除算することにより回転数ω^を求める。 The rotation speed calculation unit 18 uses the phase θ^ detected by the electrical angle detection unit Sp to calculate the rotation speed ω^ of the electric motor M. For example, the rotation speed calculation unit 18 obtains the rotation speed ω^ by dividing the phase θ^ by a predetermined time (such as the operating clock of the calculation unit 6).

このように構成しても、今回の制御タイミングより前の制御タイミングにおいて求められた電圧飽和量Vsに含まれる誤差の影響を、今回の制御タイミングにおいて調整されたd軸電流指令値Id*に残さないようにすることができるため、d軸電流指令値Id*の脈動を抑えることができ、電動機Mの制御性が低下することを抑制することができる。 Even with this configuration, the influence of the error contained in the voltage saturation amount Vs calculated at the control timing prior to the current control timing can be prevented from remaining in the d-axis current command value Id* adjusted at the current control timing, so pulsation of the d-axis current command value Id* can be suppressed, and the controllability of the motor M can be prevented from decreasing.

<変形例2>
調整部12は、d軸電流指令値Id*を調整するためのフィードバック制御として、電動機Mの回転子の回転数ω^(図1に示す推定部8により推定される回転数ω^または図3に示す回転数算出部18により算出される回転数ω^)に応じて、積分制御または比例制御に切り替えるように構成してもよい。
<Modification 2>
The adjustment unit 12 may be configured to switch between integral control and proportional control as feedback control for adjusting the d-axis current command value Id* depending on the rotation speed ω^ of the rotor of the electric motor M (the rotation speed ω^ estimated by the estimator 8 shown in FIG. 1 or the rotation speed ω^ calculated by the rotation speed calculator 18 shown in FIG. 3).

すなわち、調整部12は、回転数ω^が閾値ωth以下である場合、電圧飽和量Vsが小さくなるように積分制御によりd軸電流指令値Id*を調整し、回転数ω^が閾値ωthより大きい場合、電圧飽和量Vsが小さくなるように比例制御によりd軸電流指令値Id*を調整するように構成してもよい。なお、閾値ωthは、d軸電流指令値Id*が脈動するときの駆動信号S1~S6の1周期あたりのパルス数と、d軸電流指令値Id*が脈動しないときの駆動信号S1~S6の1周期あたりのパルス数との間のパルス数に対応する回転数ωとする。 That is, the adjustment unit 12 may be configured to adjust the d-axis current command value Id* by integral control so as to reduce the voltage saturation amount Vs when the rotation speed ω^ is equal to or less than the threshold value ωth, and to adjust the d-axis current command value Id* by proportional control so as to reduce the voltage saturation amount Vs when the rotation speed ω^ is greater than the threshold value ωth. The threshold value ωth is set to the rotation speed ω corresponding to the number of pulses between the number of pulses per cycle of the drive signals S1 to S6 when the d-axis current command value Id* pulsates and the number of pulses per cycle of the drive signals S1 to S6 when the d-axis current command value Id* does not pulsate.

例えば、調整用電流指令値算出部122は、回転数ω^が閾値ωth以下である場合、下記式12を計算することにより調整用d軸電流指令値Idsを求め、回転数ω^が閾値ωthより大きい場合、上記式8を計算することにより調整用d軸電流指令値Idsを求める。なお、Kiは定数とする。 For example, when the rotation speed ω^ is equal to or less than the threshold value ωth, the adjustment current command value calculation unit 122 calculates the adjustment d-axis current command value Ids by calculating the following formula 12, and when the rotation speed ω^ is greater than the threshold value ωth, the adjustment current command value Ids is calculated by calculating the above formula 8. Note that Ki is a constant.

調整用d軸電流指令値Ids=∫(Ki ×電圧飽和量Vs) ・・・式12
これにより、回転数ω^が比較的低く、積分制御によりd軸電流指令値Id*を調整してもd軸電流指令値Id*が脈動し難い場合において、積分制御のみによりd軸電流指令値Id*を調整することができるため、比例制御によるフィードバック制御時に生じる定常偏差をd軸電流指令値Id*に含ませないようにすることができ、電動機Mの制御性を向上させることができる。
Adjustment d-axis current command value Ids=∫(Ki ×voltage saturation amount Vs) Equation 12
As a result, when the rotation speed ω^ is relatively low and the d-axis current command value Id* is unlikely to pulsate even if it is adjusted by integral control, the d-axis current command value Id* can be adjusted by integral control alone, so that the steady-state deviation that occurs during feedback control using proportional control is not included in the d-axis current command value Id*, thereby improving the controllability of the motor M.

また、回転数ω^が比較的高く、積分制御によりd軸電流指令値Id*を調整すると、d軸電流指令値Id*が脈動し易い場合において、比例制御のみによりd軸電流指令値Id*を調整することができるため、電動機Mの制御性を向上させることができる。 In addition, when the rotation speed ω^ is relatively high and the d-axis current command value Id* is easily pulsated when it is adjusted by integral control, the d-axis current command value Id* can be adjusted by proportional control alone, improving the controllability of the motor M.

<変形例3>
調整部12は、d軸電流指令値Id*を調整するためのフィードバック制御として、回転数ω^の他にd軸電流Idまたはd軸電流指令値Id*の脈動の振幅値に応じて、積分制御または比例制御に切り替えるように構成してもよい。
<Modification 3>
The adjustment unit 12 may be configured to switch between integral control and proportional control depending on the amplitude value of the pulsation of the d-axis current Id or the d-axis current command value Id* in addition to the rotation speed ω^ as a feedback control for adjusting the d-axis current command value Id*.

すなわち、調整部12は、回転数ωが閾値ωth以下である場合、または、d軸電流Idもしくはd軸電流指令値Id*の脈動の振幅値が所定値Idth以下である場合、電圧飽和量Vsが小さくなるように積分制御によりd軸電流指令値Id*を調整し、回転数ωが閾値ωthより大きい場合で、かつ、d軸電流Idもしくはd軸電流指令値Id*の脈動の振幅値が所定値Idthより大きい場合、電圧飽和量Vsが小さくなるように比例制御によりd軸電流指令値Id*を調整するように構成してもよい。なお、所定値Idthは、電動機Mの定格電流の数十[%]とする。 In other words, the adjustment unit 12 may be configured to adjust the d-axis current command value Id* by integral control so as to reduce the voltage saturation amount Vs when the rotation speed ω is equal to or less than the threshold value ωth, or when the amplitude value of the pulsation of the d-axis current Id or the d-axis current command value Id* is equal to or less than the predetermined value Idth, and to adjust the d-axis current command value Id* by proportional control so as to reduce the voltage saturation amount Vs when the rotation speed ω is greater than the threshold value ωth and the amplitude value of the pulsation of the d-axis current Id or the d-axis current command value Id* is greater than the predetermined value Idth. The predetermined value Idth is several tens [%] of the rated current of the electric motor M.

例えば、調整用電流指令値算出部122は、回転数ωが閾値ωth以下である場合、または、d軸電流Idもしくはd軸電流指令値Id*の脈動の振幅値が所定値Idth以下である場合、上記式13を計算することにより調整用d軸電流指令値Idsを求め、回転数ωが閾値ωthより大きい場合で、かつ、d軸電流Idもしくはd軸電流指令値Id*の脈動の振幅値が所定値Idthより大きい場合、上記式8を計算することにより調整用d軸電流指令値Idsを求める。 For example, when the rotation speed ω is equal to or less than the threshold value ωth, or when the amplitude value of the pulsation of the d-axis current Id or the d-axis current command value Id* is equal to or less than the predetermined value Idth, the adjustment current command value calculation unit 122 calculates the above formula 13 to determine the adjustment d-axis current command value Ids, and when the rotation speed ω is greater than the threshold value ωth and the amplitude value of the pulsation of the d-axis current Id or the d-axis current command value Id* is greater than the predetermined value Idth, the adjustment current command value calculation unit 122 calculates the above formula 8 to determine the adjustment d-axis current command value Ids.

このように構成しても、回転数ω^が比較的低く、積分制御によりd軸電流指令値Id*を調整してもd軸電流指令値Id*が脈動し難い場合において、積分制御のみによりd軸電流指令値Id*を調整することができるため、比例制御によるフィードバック制御時に生じる定常偏差をd軸電流指令値Id*に含ませないようにすることができ、電動機Mの制御性を向上させることができる。 Even with this configuration, when the rotation speed ω^ is relatively low and the d-axis current command value Id* is unlikely to pulsate even if it is adjusted by integral control, the d-axis current command value Id* can be adjusted by integral control alone, so that the steady-state deviation that occurs during feedback control by proportional control is not included in the d-axis current command value Id*, improving the controllability of the motor M.

また、回転数ω^が比較的高く、積分制御によりd軸電流指令値Id*を調整すると、d軸電流指令値Id*が脈動し易い場合において、比例制御のみによりd軸電流指令値Id*を調整することができるため、電動機Mの制御性を向上させることができる。 In addition, when the rotation speed ω^ is relatively high and the d-axis current command value Id* is easily pulsated when it is adjusted by integral control, the d-axis current command value Id* can be adjusted by proportional control alone, improving the controllability of the motor M.

1 制御装置
2 インバータ回路
3 制御回路
4 記憶部
5 ドライブ回路
6 演算部
7 電流変換部
8 推定部
9、13、14 減算部
10 トルク指令値算出部
11 電流指令値出力部
12 調整部
15 電圧指令値算出部
16 電圧指令値変換部
17 制限部
18 回転数算出部
121 電圧飽和量算出部
122 調整用電流指令値算出部
123 加算部
171 制限値算出部
172 比較部
REFERENCE SIGNS LIST 1 Control device 2 Inverter circuit 3 Control circuit 4 Memory unit 5 Drive circuit 6 Calculation unit 7 Current conversion unit 8 Estimation unit 9, 13, 14 Subtraction unit 10 Torque command value calculation unit 11 Current command value output unit 12 Adjustment unit 15 Voltage command value calculation unit 16 Voltage command value conversion unit 17 Limiting unit 18 Rotational speed calculation unit 121 Voltage saturation amount calculation unit 122 Adjustment current command value calculation unit 123 Addition unit 171 Limiting value calculation unit 172 Comparison unit

Claims (3)

搬送波の電圧値と電圧指令値との比較結果により電動機を駆動させるインバータ回路と、
前記電動機に流れる電流をd軸電流及びq軸電流に変換する電流変換部と、
前記電動機の回転数と回転数指令値との回転数差によりd軸電流指令値及びq軸電流指令値を出力する電流指令値出力部と、
前記d軸電流と前記d軸電流指令値との差が小さくなるようにd軸電圧指令値を算出するとともに前記q軸電流と前記q軸電流指令値との差が小さくなるようにq軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、
前記d軸電圧指令値及び前記q軸電圧指令値を制限前電圧指令値に変換する電圧指令値変換部と、
前記制限前電圧指令値が、前記インバータ回路に入力される電圧と第1変調率とを乗算した電圧制限値より大きい場合、前記電圧制限値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力し、前記制限前電圧指令値が前記電圧制限値以下である場合、前記制限前電圧指令値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力する制限部と、
前記第1変調率より小さい第2変調率と前記インバータ回路に入力される電圧により求められる最大電圧指令値とを乗算した値と、前記制限前電圧指令値との差である電圧飽和量が小さくなるように比例制御により前記d軸電流指令値を調整する調整部と、
を備える電動機の制御装置。
an inverter circuit that drives an electric motor based on a comparison result between a voltage value of the carrier wave and a voltage command value;
a current converter for converting a current flowing through the electric motor into a d-axis current and a q-axis current;
a current command value output unit that outputs a d-axis current command value and a q-axis current command value according to a difference between a rotation speed of the electric motor and a rotation speed command value;
a voltage command value calculation unit that calculates a d-axis voltage command value so as to reduce a difference between the d-axis current and the d-axis current command value, and calculates a q-axis voltage command value so as to reduce a difference between the q-axis current and the q-axis current command value;
a voltage command value conversion unit that converts the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value into a pre-limitation voltage command value;
a limiting unit that outputs the voltage limit value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave when the pre-limiting voltage command value is greater than a voltage limit value obtained by multiplying a voltage input to the inverter circuit by a first modulation factor, and outputs the pre-limiting voltage command value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave when the pre-limiting voltage command value is equal to or less than the voltage limit value;
an adjustment unit that adjusts the d-axis current command value by proportional control so that a voltage saturation amount, which is a difference between a value obtained by multiplying a second modulation factor smaller than the first modulation factor and a maximum voltage command value determined by a voltage input to the inverter circuit and the pre-limitation voltage command value, becomes small;
A control device for an electric motor comprising:
搬送波の電圧値と電圧指令値との比較結果により電動機を駆動させるインバータ回路と、
前記電動機に流れる電流をd軸電流及びq軸電流に変換する電流変換部と、
前記電動機の回転数と回転数指令値との回転数差によりd軸電流指令値及びq軸電流指令値を出力する電流指令値出力部と、
前記d軸電流と前記d軸電流指令値との差が小さくなるようにd軸電圧指令値を算出するとともに前記q軸電流と前記q軸電流指令値との差が小さくなるようにq軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、
前記d軸電圧指令値及び前記q軸電圧指令値を制限前電圧指令値に変換する電圧指令値変換部と、
前記制限前電圧指令値が、前記インバータ回路に入力される電圧と第1変調率とを乗算した電圧制限値より大きい場合、前記電圧制限値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力し、前記制限前電圧指令値が前記電圧制限値以下である場合、前記制限前電圧指令値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力する制限部と、
前記第1変調率より小さい第2変調率と前記インバータ回路に入力される電圧により求められる最大電圧指令値とを乗算した値と、前記制限前電圧指令値との差である電圧飽和量に基づいて、前記d軸電流指令値を調整する調整部と、を備え、
前記調整部は、前記回転数が閾値以下である場合、前記電圧飽和量が小さくなるように積分制御により前記d軸電流指令値を調整し、前記回転数が前記閾値より大きい場合、前記電圧飽和量が小さくなるように比例制御により前記d軸電流指令値を調整する
ことを特徴とする電動機の制御装置。
an inverter circuit that drives an electric motor based on a comparison result between a voltage value of the carrier wave and a voltage command value;
a current converter for converting a current flowing through the electric motor into a d-axis current and a q-axis current;
a current command value output unit that outputs a d-axis current command value and a q-axis current command value according to a difference between a rotation speed of the electric motor and a rotation speed command value;
a voltage command value calculation unit that calculates a d-axis voltage command value so as to reduce a difference between the d-axis current and the d-axis current command value, and calculates a q-axis voltage command value so as to reduce a difference between the q-axis current and the q-axis current command value;
a voltage command value conversion unit that converts the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value into a pre-limitation voltage command value;
a limiting unit that outputs the voltage limit value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave when the pre-limiting voltage command value is greater than a voltage limit value obtained by multiplying a voltage input to the inverter circuit by a first modulation factor, and outputs the pre-limiting voltage command value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave when the pre-limiting voltage command value is equal to or less than the voltage limit value;
an adjustment unit that adjusts the d-axis current command value based on a voltage saturation amount that is a difference between a value obtained by multiplying a second modulation factor smaller than the first modulation factor and a maximum voltage command value determined by a voltage input to the inverter circuit and the pre-limitation voltage command value,
the adjustment unit adjusts the d-axis current command value by integral control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is equal to or lower than a threshold value, and adjusts the d-axis current command value by proportional control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is greater than the threshold value.
搬送波の電圧値と電圧指令値との比較結果により電動機を駆動させるインバータ回路と、
前記電動機に流れる電流をd軸電流及びq軸電流に変換する電流変換部と、
前記電動機の回転数と回転数指令値との回転数差によりd軸電流指令値及びq軸電流指令値を出力する電流指令値出力部と、
前記d軸電流と前記d軸電流指令値との差が小さくなるようにd軸電圧指令値を算出するとともに前記q軸電流と前記q軸電流指令値との差が小さくなるようにq軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、
前記d軸電圧指令値及び前記q軸電圧指令値を制限前電圧指令値に変換する電圧指令値変換部と、
前記制限前電圧指令値が、前記インバータ回路に入力される電圧と第1変調率とを乗算した電圧制限値より大きい場合、前記電圧制限値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力し、前記制限前電圧指令値が前記電圧制限値以下である場合、前記制限前電圧指令値を前記搬送波の電圧値と比較される前記電圧指令値として出力する制限部と、
前記第1変調率より小さい第2変調率と前記インバータ回路に入力される電圧により求められる最大電圧指令値とを乗算した値と、前記制限前電圧指令値との差である電圧飽和量に基づいて、前記d軸電流指令値を調整する調整部と、を備え、
前記調整部は、前記回転数が閾値以下である場合、または、前記d軸電流もしくは前記d軸電流指令値の脈動の振幅値が所定値以下である場合、前記電圧飽和量が小さくなるように積分制御により前記d軸電流指令値を調整し、前記回転数が前記閾値より大きい場合で、かつ、前記d軸電流もしくは前記d軸電流指令値の脈動の振幅値が前記所定値より大きい場合、前記電圧飽和量が小さくなるように比例制御により前記d軸電流指令値を調整する
ことを特徴とする電動機の制御装置。
an inverter circuit that drives an electric motor based on a comparison result between a voltage value of the carrier wave and a voltage command value;
a current converter for converting a current flowing through the electric motor into a d-axis current and a q-axis current;
a current command value output unit that outputs a d-axis current command value and a q-axis current command value according to a difference between a rotation speed of the electric motor and a rotation speed command value;
a voltage command value calculation unit that calculates a d-axis voltage command value so as to reduce a difference between the d-axis current and the d-axis current command value, and calculates a q-axis voltage command value so as to reduce a difference between the q-axis current and the q-axis current command value;
a voltage command value conversion unit that converts the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value into a pre-limitation voltage command value;
a limiting unit that outputs the voltage limit value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave when the pre-limiting voltage command value is greater than a voltage limit value obtained by multiplying a voltage input to the inverter circuit by a first modulation factor, and outputs the pre-limiting voltage command value as the voltage command value to be compared with the voltage value of the carrier wave when the pre-limiting voltage command value is equal to or less than the voltage limit value;
an adjustment unit that adjusts the d-axis current command value based on a voltage saturation amount that is a difference between a value obtained by multiplying a second modulation factor smaller than the first modulation factor and a maximum voltage command value determined by a voltage input to the inverter circuit and the pre-limitation voltage command value,
the adjustment unit adjusts the d-axis current command value by integral control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is equal to or lower than a threshold value or when an amplitude value of the pulsation of the d-axis current or the d-axis current command value is equal to or lower than a predetermined value, and adjusts the d-axis current command value by proportional control so as to reduce the voltage saturation amount when the rotation speed is greater than the threshold value and the amplitude value of the pulsation of the d-axis current or the d-axis current command value is greater than the predetermined value.
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