Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7613352B2 - Motor control device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7613352B2 - Motor control device - Google Patents

Motor control device Download PDF

Info

Publication number
JP7613352B2
JP7613352B2 JP2021207193A JP2021207193A JP7613352B2 JP 7613352 B2 JP7613352 B2 JP 7613352B2 JP 2021207193 A JP2021207193 A JP 2021207193A JP 2021207193 A JP2021207193 A JP 2021207193A JP 7613352 B2 JP7613352 B2 JP 7613352B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
command value
current
axis
axis current
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021207193A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023092165A (en
Inventor
徹 井手
和希 朝比奈
政道 名和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2021207193A priority Critical patent/JP7613352B2/en
Publication of JP2023092165A publication Critical patent/JP2023092165A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7613352B2 publication Critical patent/JP7613352B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

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、電動機のモデルに相当する電圧方程式に、電圧指令値や電動機に流れる電流などのパラメータを代入することで電動機の抵抗値を推定するものがある。関連する技術として、特許文献1がある。 There is a motor control device that estimates the resistance value of the motor by substituting parameters such as a voltage command value and the current flowing through the motor into a voltage equation that corresponds to a model of the motor. Related technology is disclosed in Patent Document 1.

ところで、電動機を駆動させるインバータ回路のスイッチング素子の動作遅れなどにより電圧指令値に誤差が含まれるおそれがある。 However, there is a risk that errors may be included in the voltage command value due to operational delays in the switching elements of the inverter circuit that drives the electric motor.

そのため、上記制御装置では、電圧指令値に含まれる誤差により抵抗値の推定精度が低下するおそれがある。 Therefore, in the above control device, there is a risk that the accuracy of estimating the resistance value will decrease due to errors contained in the voltage command value.

特開2013-146155号公報JP 2013-146155 A

本発明の一側面に係る目的は、電動機の動作を制御する制御装置において、電動機の抵抗値の推定精度を向上させることである。 An object of one aspect of the present invention is to improve the accuracy of estimating the resistance value of an electric motor in a control device that controls the operation of the electric motor.

本発明に係る一つの形態である電動機の制御装置は、複数のスイッチング素子がオン、オフすることで電動機の回転子を回転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軸電流に変換するとともに前記電動機の抵抗値を推定し、少なくとも前記d軸電流及び前記q軸電流並びに前記抵抗値を用いたベクトル制御により前記複数のスイッチング素子をオン、オフさせる制御回路とを備える。 One embodiment of the motor control device according to the present invention includes an inverter circuit that rotates the rotor of the motor by turning on and off multiple switching elements, and a control circuit that converts the current flowing through the motor into a d-axis current and a q-axis current, estimates the resistance value of the motor, and turns on and off the multiple switching elements by vector control using at least the d-axis current, the q-axis current, and the resistance value.

前記制御回路は、前記インバータ回路の各相の上アームまたは下アームのスイッチング素子がすべてオンしている期間のうちの所定期間をTsとし、前記所定期間内の第1時刻における前記d軸電流をid(n)とし、前記所定期間内の前記第1時刻より前の第2時刻における前記d軸電流をid(n-1)とし、前記第2時刻における前記q軸電流をiq(n-1)とし、前記電動機の抵抗値をR^とし、前記電動機のd軸インダクタンスをLdとし、前記電動機のq軸インダクタンスをLqとし、前記回転子の回転数をωとする場合、下記式1を用いて前記電動機の抵抗値を推定する。 The control circuit estimates the resistance value of the motor using the following formula 1, where Ts is a predetermined period during which all switching elements of the upper arm or lower arm of each phase of the inverter circuit are on, id(n) is the d-axis current at a first time within the predetermined period, id(n-1) is the d-axis current at a second time prior to the first time within the predetermined period, and iq(n-1) is the q-axis current at the second time. The resistance value of the motor is R^, the d-axis inductance of the motor is Ld, the q-axis inductance of the motor is Lq, and the rotor speed is ω.

id(n)-id(n-1)=Ts×{-R^/Ld×id(n-1)+ω×Lq/Ld×iq(n-1)} ・・・式1 id(n)-id(n-1)=Ts×{-R^/Ld×id(n-1)+ω×Lq/Ld×iq(n-1)}...Formula 1

このように、インバータ回路の各相の上アームまたは下アームのスイッチング素子がすべてオンしている期間のうちの所定期間において、d軸電流及びq軸電流を用いて抵抗値を推定する構成であり、上記式1に電圧指令値のパラメータが含まれないため、インバータ回路のスイッチング素子の動作遅れなどにより電圧指令値に含まれる誤差の影響を受けずに抵抗値を推定することができる。また、上記式1の右辺及び左辺のすべての項にそれぞれd軸電流やq軸電流のパラメータが含まれているため、電流センサが有する増幅器のゲインによりd軸電流やq軸電流のパラメータに含まれる誤差を相殺することができ、その誤差の影響を受けずに抵抗値を推定することができる。また、上記式1には、誘起電圧のパラメータが含まれていないため、温度変化に伴う誘起電圧の変動の影響を受けずに抵抗値を推定することができる。これにより、電動機の抵抗値の推定精度を向上させることができる。 In this way, the resistance value is estimated using the d-axis current and the q-axis current during a predetermined period during which all switching elements of the upper arm or lower arm of each phase of the inverter circuit are on. Since the above formula 1 does not include a parameter for the voltage command value, the resistance value can be estimated without being affected by errors contained in the voltage command value due to operational delays of the switching elements of the inverter circuit. In addition, since all terms on the right and left sides of the above formula 1 include parameters for the d-axis current and the q-axis current, respectively, the gain of the amplifier in the current sensor can offset errors contained in the parameters of the d-axis current and the q-axis current, and the resistance value can be estimated without being affected by these errors. In addition, since the above formula 1 does not include a parameter for the induced voltage, the resistance value can be estimated without being affected by fluctuations in the induced voltage due to temperature changes. This improves the accuracy of estimating the resistance value of the motor.

また、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前記複数のスイッチング素子をオン、オフさせ、前記制御回路は、前記抵抗値を用いて前記電動機の回転子の位置を推定する位置推定部と、前記位置を用いて前記電動機に流れる電流を前記d軸電流及び前記q軸電流に変換する電流変換部と、前記回転子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、前記位置を用いて前記d軸電圧指令値及び前記q軸電圧指令値を前記電圧指令値に変換する電圧指令値変換部とを備えるように構成してもよい。 The inverter circuit may also be configured to turn on and off the multiple switching elements based on a comparison between the voltage value of the carrier wave and a voltage command value, and the control circuit may be configured to include a position estimation unit that estimates the position of the rotor of the motor using the resistance value, a current conversion unit that converts the current flowing through the motor into the d-axis current and the q-axis current using the position, a current command value output unit that outputs a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the difference in rotation speed between the rotor rotation speed and the rotation speed command value, a voltage command value calculation unit that 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, and a voltage command value conversion unit that converts the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value into the voltage command value using the position.

また、前記制御回路は、前記所定期間内の3つ以上の時刻のうちの互いに隣り合う2つの時刻を前記第1時刻及び前記第2時刻として求められる複数の抵抗値の移動平均を、前記電動機の抵抗値とするように構成してもよい。 The control circuit may also be configured to determine the resistance value of the motor as a moving average of multiple resistance values obtained by using two adjacent times among three or more times within the specified period as the first time and the second time.

これにより、平均を計算する前の複数の抵抗値にそれぞれ含まれる誤差の影響を抑えて電動機の抵抗値を推定することができるため、電動機の抵抗値の推定精度をさらに向上させることができる。 This makes it possible to estimate the motor resistance value while reducing the influence of errors contained in each of the multiple resistance values before calculating the average, thereby further improving the accuracy of estimating the motor resistance value.

本発明によれば、電動機の動作を制御する制御装置において、電動機の抵抗値の推定精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of estimating the resistance value of an electric motor in a control device that controls the operation of the electric motor.

実施形態における電動機の制御装置の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a control device for an electric motor according to an embodiment. 電動機の抵抗値の推定方法の一例を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a method for estimating a resistance value of a motor. 電動機の抵抗値の推定方法の他の例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining another example of a method for estimating a resistance value of a motor. 実施形態における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 control device for the electric motor in 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、実施形態における電動機の制御装置の一例を示す図である。 Figure 1 shows an example of a motor control device in 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、埋込磁石型モータまたは表面磁石型モータなどとする。 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, an embedded magnet motor or a surface magnet 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へ入力される電圧を平滑する。 Capacitor C smoothes the voltage 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、電源Pから出力される直流電圧が、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。すなわち、インバータ回路2は、スイッチング素子SW1~SW6がオン、オフすることで電動機Mの回転子を回転させる。 Switching element SW1 is turned on or off based on drive signal S1 output from control circuit 3. Switching element SW2 is turned on or off based on drive signal S2 output from control circuit 3. Switching element SW3 is turned on or off based on drive signal S3 output from control circuit 3. Switching element SW4 is turned on or off based on drive signal S4 output from control circuit 3. Switching element SW5 is turned on or off based on drive signal S5 output from control circuit 3. Switching element SW6 is turned on or off based on drive signal S6 output from control circuit 3. By switching elements SW1 to SW6 being turned on or off, respectively, the DC voltage output from power source P 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 electric motor M, causing the rotor of electric motor M to rotate. That is, the inverter circuit 2 rotates the rotor of the electric motor M by turning on and off the switching elements SW1 to SW6.

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。 The memory unit 4 is composed of RAM (Random Access Memory) or ROM (Read Only Memory), etc.

ドライブ回路5は、IC(Integrated Circuit)などにより構成され、搬送波(三角波、ノコギリ波、または逆ノコギリ波など)の電圧値と、演算部6から出力されるU相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*、及びW相電圧指令値Vw*とを比較し、その比較結果に応じた駆動信号S1~S6をスイッチング素子SW1~SW6のそれぞれのゲート端子に出力する。 The drive circuit 5 is composed of an IC (Integrated Circuit) and compares the voltage value of the carrier wave (triangular wave, sawtooth wave, inverse sawtooth wave, etc.) with the U-phase voltage command value Vu*, V-phase voltage command value Vv*, and W-phase voltage command value Vw* output from the calculation unit 6, and outputs drive signals S1 to S6 according to the comparison results to the gate terminals of the switching elements SW1 to SW6.

例えば、ドライブ回路5は、U相電圧指令値Vu*が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を出力するとともに、ローレベルの駆動信号S2を出力し、U相電圧指令値Vu*が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を出力するとともに、ハイレベルの駆動信号S2を出力する。また、ドライブ回路5は、V相電圧指令値Vv*が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を出力するとともに、ローレベルの駆動信号S4を出力し、V相電圧指令値Vv*が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を出力するとともに、ハイレベルの駆動信号S4を出力する。また、ドライブ回路5は、W相電圧指令値Vw*が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を出力するとともに、ローレベルの駆動信号S6を出力し、W相電圧指令値Vw*が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を出力するとともに、ハイレベルの駆動信号S6を出力する。 For example, when the U-phase voltage command value Vu* is equal to or greater than the voltage value of the carrier wave, the drive circuit 5 outputs a high-level drive signal S1 and a low-level drive signal S2. When the U-phase voltage command value Vu* is smaller than the voltage value of the carrier wave, the drive circuit 5 outputs a low-level drive signal S1 and a high-level drive signal S2. When the V-phase voltage command value Vv* is equal to or greater than the voltage value of the carrier wave, the drive circuit 5 outputs a high-level drive signal S3 and a low-level drive signal S4. When the V-phase voltage command value Vv* is smaller than the voltage value of the carrier wave, the drive circuit 5 outputs a low-level drive signal S3 and a high-level drive signal S4. When the W-phase voltage command value Vw* is equal to or greater than the voltage value of the carrier wave, the drive circuit 5 outputs a high-level drive signal S5 and a low-level drive signal S6. When the W-phase voltage command value Vw* is smaller than the voltage value of the carrier wave, the drive circuit 5 outputs a low-level drive signal S5 and a high-level drive signal S6.

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、抵抗推定部8と、温度推定部9と、位置推定部10と、減算部11と、トルク指令値算出部12と、電流指令値出力部13と、減算部14と、減算部15と、電圧指令値算出部16と、電圧指令値変換部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、抵抗推定部8、温度推定部9、位置推定部10、減算部11、トルク指令値算出部12、電流指令値出力部13、減算部14、減算部15、電圧指令値算出部16、及び電圧指令値変換部17が構成される。 The calculation unit 6 is configured by a microcomputer and includes a current conversion unit 7, a resistance estimation unit 8, a temperature estimation unit 9, a position estimation unit 10, a subtraction unit 11, a torque command value calculation unit 12, a current command value output unit 13, a subtraction unit 14, a subtraction unit 15, a voltage command value calculation unit 16, and a voltage command value conversion unit 17. For example, the microcomputer executes a program stored in the storage unit 4 to configure the current conversion unit 7, the resistance estimation unit 8, the temperature estimation unit 9, the position estimation unit 10, the subtraction unit 11, the torque command value calculation unit 12, the current command value output unit 13, the subtraction unit 14, the subtraction unit 15, the voltage command value calculation unit 16, and the voltage command value conversion 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、位置推定部10により推定される、電動機Mの回転子の位置θ^(位相角)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に弱め界磁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。 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 weakened field in the motor M) and a q-axis current Iq (current component for generating torque in the motor M) using the rotor position θ^ (phase angle) of the motor M estimated by the position estimator 10.

例えば、電流変換部7は、下記式2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。 For example, the current converter 7 converts the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw into the d-axis current Id and the q-axis current Iq using the conversion matrix C1 shown in the following formula 2.

Figure 0007613352000001
Figure 0007613352000001

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、位置推定部10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 position estimation unit 10.

抵抗推定部8は、下記式1を用いて電動機Mの抵抗値(抵抗成分)R^を推定する。なお、Tsは、インバータ回路2の各相の上アームのスイッチング素子SW1、SW3、SW5または下アームのスイッチング素子SW2、SW4、SW6がすべてオンしている期間T0のうちの所定期間であり、例えば、図2(a)に示すように、少なくともd軸電圧指令値Vd*がゼロになる期間とする。所定期間Tsは、期間T0と同じ期間または期間T0より短い期間とする。なお、図2に示す例や後述する図4に示す例では、所定期間Tsは、期間T0と同じ期間とする。また、id(n)及びid(n-1)は、電流変換部7から出力されるd軸電流Idであって、例えば、図2(b)に示すように、id(n)は、所定期間Ts内の時刻t1(第1時刻)におけるd軸電流Idとし、id(n-1)は、期間Ts内の時刻t1より前の時刻t0(第2時刻)におけるd軸電流Idとする。図2において時刻t1は、d軸電圧指令値Vd*がゼロからマイナス値に変化する直前のタイミングであるが、期間Ts内の任意の時刻に設定されてもよい。また、時刻t0は、d軸電圧指令値Vd*がマイナス値からゼロに変化した直後のタイミングであるが、所定期間Ts内において時刻t1より前の時刻であれば任意の時刻に設定されてもよい。また、iq(n-1)は、電流変換部7から出力されるq軸電流Iqであって、例えば、図2(c)に示すように、時刻t0におけるq軸電流Iqとする。また、R^は、電動機Mの抵抗値とし、ωは、位置推定部10により推定される回転子の回転数(角速度)ω^とする。また、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する。また、d軸インダクタンスLd及びq軸インダクタンスLqは、電動機Mの温度変化に伴って変動しないものとする。 The resistance estimation unit 8 estimates the resistance value (resistance component) R^ of the electric motor M using the following formula 1. Note that Ts is a predetermined period of the period T0 during which the upper arm switching elements SW1, SW3, SW5 or the lower arm switching elements SW2, SW4, SW6 of each phase of the inverter circuit 2 are all on, and is set to a period during which at least the d-axis voltage command value Vd* becomes zero, as shown in FIG. 2(a), for example. The predetermined period Ts is set to a period equal to or shorter than the period T0. Note that in the example shown in FIG. 2 and the example shown in FIG. 4 described later, the predetermined period Ts is set to the same period as the period T0. Also, id(n) and id(n-1) are d-axis currents Id output from the current converter 7. For example, as shown in FIG. 2B, id(n) is the d-axis current Id at time t1 (first time) in the predetermined period Ts, and id(n-1) is the d-axis current Id at time t0 (second time) before time t1 in the period Ts. In FIG. 2, time t1 is the timing immediately before the d-axis voltage command value Vd* changes from zero to a negative value, but may be set to any time within the period Ts. Also, time t0 is the timing immediately after the d-axis voltage command value Vd* changes from a negative value to zero, but may be set to any time within the predetermined period Ts as long as it is a time before time t1. Also, iq(n-1) is the q-axis current Iq output from the current converter 7. For example, as shown in FIG. 2C, id(n) is the q-axis current Iq at time t0. Furthermore, R^ is the resistance value of the motor M, and ω is the rotor rotation speed (angular velocity) ω^ estimated by the position estimation unit 10. Furthermore, Ld is the d-axis inductance of the motor M, and Lq is the q-axis inductance of the motor M. Furthermore, it is assumed that the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq do not vary with temperature changes of the motor M.

id(n)-id(n-1)=Ts×{-R^/Ld×id(n-1)+ω×Lq/Ld×iq(n-1)} ・・・式1 id(n)-id(n-1)=Ts×{-R^/Ld×id(n-1)+ω×Lq/Ld×iq(n-1)}...Formula 1

なお、上記式1は下記過程により導出されるものとする。 The above formula 1 is derived through the following process.

まず、電動機Mのモデルに相当する電圧方程式を下記式3とおく。なお、Vdは、電圧指令値算出部16により算出されるd軸電圧指令値Vs*とし、Vqは、電圧指令値算出部16により算出されるq軸電圧指令値Vq*とする。また、R^は、電動機Mの抵抗値とし、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、ωは、位置推定部10により推定される回転数ω^とする。また、idは、電流変換部7から出力されるd軸電流Idとし、iqは、電流変換部7から出力されるq軸電流Iqとする。また、Lは、電動機Mのインダクタンスとし、Ψaは、電動機Mの誘起電圧とする。 First, the voltage equation corresponding to the model of the electric motor M is expressed as the following formula 3. Note that Vd is the d-axis voltage command value Vs* calculated by the voltage command value calculation unit 16, and Vq is the q-axis voltage command value Vq* calculated by the voltage command value calculation unit 16. Furthermore, R^ is the resistance value of the electric motor M, p is the differential operator, Ld is the d-axis inductance of the electric motor M, Lq is the q-axis inductance of the electric motor M, and ω is the rotation speed ω^ estimated by the position estimation unit 10. Furthermore, id is the d-axis current Id output from the current conversion unit 7, and iq is the q-axis current Iq output from the current conversion unit 7. Furthermore, L is the inductance of the electric motor M, and Ψa is the induced voltage of the electric motor M.

Figure 0007613352000002
Figure 0007613352000002

次に、上記式3を所定期間Tsにおいて時間微分することにより下記式4に変形する。 Next, the above formula 3 is transformed into the following formula 4 by time differentiation over a predetermined period Ts.

Figure 0007613352000003
Figure 0007613352000003

そして、上記式4においてd軸電流Idに関連する下記式5に示す方程式を差分方程式に変換することで、上記式1を得る。なお、上記式4においてq軸電流Iqに関連する方程式は、温度変化に伴って変動する誘起電圧Ψaを含むため使用しない。 The above equation 1 is obtained by converting the equation shown in the following equation 5, which is related to the d-axis current Id in the above equation 4, into a difference equation. Note that the equation related to the q-axis current Iq in the above equation 4 is not used because it includes the induced voltage Ψa, which varies with temperature changes.

Figure 0007613352000004
Figure 0007613352000004

このように、インバータ回路2の各相の上アームのスイッチング素子SW1、SW3、SW5または下アームのスイッチング素子SW2、SW4、SW6がすべてオンしている期間T0のうちの所定期間Ts(すなわち、少なくともd軸電圧指令値Vd*がゼロである期間)において、d軸電流Id及びq軸電流Iqを用いて抵抗値R^を推定する構成であり、上記式1にd軸電圧指令値Vd*やq軸電圧指令値Vq*のパラメータが含まれないため、インバータ回路2のスイッチング素子SW1~SW6の動作遅れなどによりd軸電圧指令値Vd*やq軸電圧指令値Vq*に含まれる誤差の影響を受けずに抵抗値R^を推定することができる。また、上記式1の右辺及び左辺のすべての項にそれぞれd軸電流Idやq軸電流Iqのパラメータが含まれているため、電流センサSe1、Se2が有する増幅器のゲインによりd軸電流Idやq軸電流Iqのパラメータに含まれる誤差を相殺することができ、その誤差の影響を受けずに抵抗値R^を推定することができる。また、上記式1には、誘起電圧Ψaのパラメータが含まれていないため、温度変化に伴う誘起電圧Ψaの変動の影響を受けずに抵抗値R^を推定することができる。これにより、電動機Mの抵抗値R^の推定精度を向上させることができる。 In this way, the resistance value R^ is estimated using the d-axis current Id and the q-axis current Iq during a predetermined period Ts (i.e., the period when at least the d-axis voltage command value Vd* is zero) within the period T0 when the upper arm switching elements SW1, SW3, SW5 or the lower arm switching elements SW2, SW4, SW6 of each phase of the inverter circuit 2 are all on. Since the above equation 1 does not include parameters for the d-axis voltage command value Vd* or the q-axis voltage command value Vq*, the resistance value R^ can be estimated without being affected by errors contained in the d-axis voltage command value Vd* or the q-axis voltage command value Vq* due to operational delays of the switching elements SW1 to SW6 of the inverter circuit 2. In addition, since all terms on the right and left sides of the above formula 1 include parameters for the d-axis current Id and the q-axis current Iq, the gain of the amplifiers in the current sensors Se1 and Se2 can offset errors contained in the parameters for the d-axis current Id and the q-axis current Iq, and the resistance value R^ can be estimated without being affected by these errors. In addition, since the above formula 1 does not include a parameter for the induced voltage Ψa, the resistance value R^ can be estimated without being affected by fluctuations in the induced voltage Ψa that accompany temperature changes. This improves the accuracy of estimating the resistance value R^ of the motor M.

例えば、抵抗推定部8は、システム同定を用いて抵抗値R^を推定する。すなわち、抵抗推定部8は、上記式1の左辺をQとし、上記式1の右辺をQ^とし、γを同定ゲインとし、R^を電動機Mの抵抗値とする場合、下記式6の計算を繰り返すことでQとQ^との差がゼロになるときのR^を、電動機Mの抵抗値R^とする。 For example, the resistance estimation unit 8 estimates the resistance value R^ using system identification. That is, when the left side of the above formula 1 is Q, the right side of the above formula 1 is Q^, γ is the identification gain, and R^ is the resistance value of the electric motor M, the resistance estimation unit 8 repeats the calculation of the following formula 6 to determine R^ as the resistance value R^ of the electric motor M when the difference between Q and Q^ becomes zero.

R^=γ×∫(Q-Q^)dt ・・・式6 R^ = γ × ∫ (Q - Q^) dt ... Equation 6

なお、上記式1をR^について変形した下記式7を計算することにより抵抗値R^を推定してもよく、抵抗値R^の推定方法は特に限定されない。 The resistance value R^ may be estimated by calculating the following formula 7, which is obtained by modifying the above formula 1 with respect to R^, and the method for estimating the resistance value R^ is not particularly limited.

R^=ω×Lq×iq(n-1)/id(n-1)-Ld/id(n-1)×{(id(n)-id(n-1))/Ts} ・・・式7 R^=ω×Lq×iq(n-1)/id(n-1)-Ld/id(n-1)×{(id(n)-id(n-1))/Ts}... Formula 7

また、図1に示す温度推定部9は、抵抗推定部8により推定される抵抗値R^を用いて電動機Mの温度T^を推定する。なお、抵抗値R^及び係数を用いた演算により温度T^を求めてもよいし、記憶部4に予め記憶されている電動機Mの温度と抵抗値とが互いに対応付けられている情報を参照して温度T^を求めてもよく、温度T^の推定方法は特に限定されない。また、温度推定部9により推定される温度T^は、後述するトルク指令値T*など温度変化に伴って変動する各種指令値の補正に用いられてもよい。 The temperature estimation unit 9 shown in FIG. 1 estimates the temperature T^ of the electric motor M using the resistance value R^ estimated by the resistance estimation unit 8. The temperature T^ may be calculated by a calculation using the resistance value R^ and a coefficient, or may be calculated by referring to information that corresponds the temperature and resistance value of the electric motor M to each other and is stored in advance in the memory unit 4; there is no particular limitation on the method of estimating the temperature T^. The temperature T^ estimated by the temperature estimation unit 9 may be used to correct various command values that vary with temperature changes, such as the torque command value T* described below.

位置推定部10は、回転数ω^及び位置θ^を推定する。 The position estimation unit 10 estimates the rotation speed ω^ and the position θ^.

例えば、位置推定部10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と、電圧指令値算出部16により算出されるd軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*と、抵抗推定部8により推定される抵抗値R^とを上記式3に示す電圧方程式に代入して得られるωを、回転数ω^として推定する。また、位置推定部10は、回転数ω^に単位時間(例えば、演算部6のクロック周期)を乗算した結果を位置θ^として推定する。 For example, the position estimation unit 10 estimates ω as the rotation speed ω^ by substituting the d-axis current Id and q-axis current Iq output from the current conversion unit 7, the d-axis voltage command value Vd* and q-axis voltage command value Vq* calculated by the voltage command value calculation unit 16, and the resistance value R^ estimated by the resistance estimation unit 8 into the voltage equation shown in the above formula 3. The position estimation unit 10 also estimates the result of multiplying the rotation speed ω^ by a unit time (for example, the clock period of the calculation unit 6) as the position θ^.

なお、位置推定部10は、電圧指令値算出部16により算出されるd軸電圧指令値Vd*に高周波電圧を重畳することで励起される拡張誘起電圧を抵抗値R^などを用いて求め、その拡張誘起電圧の位相により回転子の位置θ^を推定するように構成してもよい。このように構成される場合、位置推定部10は、位置θ^を単位時間(例えば、演算部6のクロック周期)で除算した結果を回転数ω^として推定する。 The position estimation unit 10 may be configured to use a resistance value R^ or the like to determine an extended induced voltage excited by superimposing a high-frequency voltage on the d-axis voltage command value Vd* calculated by the voltage command value calculation unit 16, and to estimate the rotor position θ^ from the phase of the extended induced voltage. When configured in this way, the position estimation unit 10 estimates the rotation speed ω^ by dividing the position θ^ by a unit time (for example, the clock period of the calculation unit 6).

減算部11は、外部から入力される回転数指令値ω*と位置推定部10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 11 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 position estimation unit 10.

トルク指令値算出部12は、減算部11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12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。なお、トルク指令値算出部12は、温度推定部9により推定される温度T^が高くなるほど、トルク指令値T*を大きくしてもよい。これにより、温度T^が高くなるほど電動機Mに電流が流れ難くなるとともに永久磁石の磁界の強さが小さくなることで電動機Mに生じるトルクが低下することを抑制することができる。 The torque command value calculation unit 12 calculates the torque command value T* using the rotation speed difference Δω output from the subtraction unit 11. For example, the torque command value calculation unit 12 refers to information (not shown) stored in the memory unit 4 in which the rotation speed of the rotor of the electric motor M and the torque of the electric motor M are associated with each other, and determines the torque corresponding to the rotation speed equivalent to the rotation speed difference Δω as the torque command value T*. Note that the torque command value calculation unit 12 may increase the torque command value T* as the temperature T^ estimated by the temperature estimation unit 9 increases. This makes it difficult for a current to flow through the electric motor M as the temperature T^ increases, and the strength of the magnetic field of the permanent magnet decreases, thereby preventing a decrease in the torque generated in the electric motor M.

電流指令値出力部13は、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13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*に対応するd軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*を求める。 The current command value output unit 13 uses the torque command value T* to output the d-axis current command value Id* and the q-axis current command value Iq*. For example, the current command value output unit 13 refers to 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 determines the d-axis current command value Id* and the q-axis current command value Iq* that correspond to the torque command value T*.

すなわち、電流指令値出力部13は、回転子の回転数ω^と回転数指令値ω*との回転数差Δωによりd軸電流指令値Id*及びq軸電流指令値Iq*を出力する。 That is, the current command value output unit 13 outputs the d-axis current command value Id* and the q-axis current command value Iq* based on the rotation speed difference Δω between the rotor rotation speed ω^ and the rotation speed command value ω*.

減算部14は、電流指令値出力部13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 14 calculates the difference ΔId between the d-axis current command value Id* output from the current command value output unit 13 and the d-axis current Id output from the current conversion unit 7.

減算部15は、電流指令値出力部13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 15 calculates the difference ΔIq between the q-axis current command value Iq* output from the current command value output unit 13 and the q-axis current Iq output from the current conversion unit 7.

電圧指令値算出部16は、減算部14から出力される差ΔId及び減算部15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16は、下記式8を計算することによりd軸電圧指令値Vd*を求めるとともに、下記式9を計算することによりq軸電圧指令値Vq*を求める。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は位置推定部10により推定される回転数ω^とし、Ψaは誘起電圧とする。 The voltage command value calculation unit 16 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 14 and the difference ΔIq output from the subtraction unit 15. For example, the voltage command value calculation unit 16 calculates the d-axis voltage command value Vd* by calculating the following formula 8, and calculates the q-axis voltage command value Vq* by calculating the following formula 9. Note that Kp is a constant for the proportional term of the PI control, Ki is a constant for 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 position estimation unit 10, and Ψa is the induced voltage.

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

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

すなわち、電圧指令値算出部16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 16 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17は、位置推定部10により推定される位置θ^を用いて、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を、U相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*、及びW相電圧指令値Vw*に変換する。例えば、電圧指令値変換部17は、下記式10に示す変換行列C2を用いて、d軸電圧指令値Vd*及びq軸電圧指令値Vq*を、U相電圧指令値Vu*、V相電圧指令値Vv*、W相電圧指令値Vw*に変換する。 The voltage command value converter 17 converts the d-axis voltage command value Vd* and the q-axis voltage command value Vq* into a U-phase voltage command value Vu*, a V-phase voltage command value Vv*, and a W-phase voltage command value Vw* using the position θ^ estimated by the position estimator 10. For example, the voltage command value converter 17 converts the d-axis voltage command value Vd* and the q-axis voltage command value Vq* into a U-phase voltage command value Vu*, a V-phase voltage command value Vv*, and a W-phase voltage command value Vw* using a conversion matrix C2 shown in the following formula 10.

Figure 0007613352000005
Figure 0007613352000005

すなわち、制御回路3は、電動機Mに流れる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に変換するとともに電動機Mの抵抗値R^を推定し、少なくともd軸電流Id及びq軸電流Iq並びに抵抗値R^を用いたベクトル制御によりスイッチング素子SW1~SW6をオン、オフさせる。 That is, the control circuit 3 converts the U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw flowing through the motor M into a d-axis current Id and a q-axis current Iq, estimates the resistance value R^ of the motor M, and turns the switching elements SW1 to SW6 on and off by vector control using at least the d-axis current Id and the q-axis current Iq, and the resistance value R^.

このように、実施形態の電動機Mの制御装置1によれば、電動機Mの駆動中において、電動機Mの抵抗値R^を精度よく推定することができる。 In this way, according to the embodiment of the control device 1 for the electric motor M, the resistance value R^ of the electric motor M can be accurately estimated while the electric motor M is being driven.

また、実施形態の電動機Mの制御装置1によれば、電動機Mの抵抗値R^を精度よく推定することができるため、抵抗値R^を用いて推定される電動機Mの温度T^の推定精度を向上させることができる。 In addition, according to the control device 1 for the electric motor M of the embodiment, the resistance value R^ of the electric motor M can be accurately estimated, thereby improving the estimation accuracy of the temperature T^ of the electric motor M estimated using the resistance value R^.

また、実施形態の電動機Mの制御装置1では、電動機Mの温度T^を推定することができるため、電動機Mの温度を検出するための温度センサを設ける必要がないため、制御装置1の小型化を図ることができる。 In addition, in the embodiment of the control device 1 for the electric motor M, since the temperature T^ of the electric motor M can be estimated, there is no need to provide a temperature sensor to detect the temperature of the electric motor M, and therefore the control device 1 can be made smaller.

なお、本発明は、以上の実施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 embodiments, and various improvements and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

<変形例1>
図3は、実施形態の電動機の制御装置の他の例を示す図である。なお、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. 3 is a diagram showing another example of the motor control device according to the embodiment. Note that the same components as those shown in Fig. 1 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図3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、電動機Mの回転子の位置θ^(位相角)を検出し、その検出した位置θ^を制御回路3に出力する位置検出部Sp(レゾルバなど)を備えている点と、演算部6の位置推定部10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. 3 differs from the control device 1 shown in FIG. 1 in that it includes a position detection unit Sp (such as a resolver) that detects the rotor position θ^ (phase angle) of the electric motor M and outputs the detected position θ^ to the control circuit 3, and that it includes a rotation speed calculation unit 18 instead of the position estimation unit 10 of the calculation unit 6.

回転数算出部18は、位置検出部Spにより検出される位置θ^を用いて、回転数ω^を算出する。例えば、回転数算出部18は、位置θ^を所定時間(例えば、演算部6のクロック周期など)で除算することにより回転数ω^を求める。 The rotation speed calculation unit 18 calculates the rotation speed ω^ using the position θ^ detected by the position detection unit Sp. For example, the rotation speed calculation unit 18 obtains the rotation speed ω^ by dividing the position θ^ by a predetermined time (for example, the clock period of the calculation unit 6).

このように構成される制御装置1においても、抵抗推定部8により抵抗値R^が推定されるため、電動機Mの駆動中において、電動機Mの抵抗値R^を精度よく推定することができる。 Even in a control device 1 configured in this manner, the resistance value R^ is estimated by the resistance estimation unit 8, so that the resistance value R^ of the electric motor M can be accurately estimated while the electric motor M is being driven.

<変形例2>
抵抗推定部8(制御回路3)は、所定期間Ts内の3つ以上の時刻のうちの互いに隣り合う2つの時刻を時刻t1及び時刻t0として求められる複数の抵抗値の移動平均を、電動機Mの抵抗値R^とするように構成してもよい。
<Modification 2>
The resistance estimation unit 8 (control circuit 3) may be configured to set the moving average of multiple resistance values obtained by setting two adjacent times, t1 and t0, among three or more times within a specified period Ts as the resistance value R^ of the motor M.

例えば、図4に示すように、所定期間Ts内において任意の時刻をtαとし、時刻tαより前の時刻をtβとし、時刻tβより前の時刻をtγとし、時刻tαに対応するd軸電流をidαとし、時刻tβに対応するd軸電流をidβとし、時刻tγに対応するd軸電流をidγとし、時刻tβに対応するq軸電流をiqβとし、時刻tγに対応するq軸電流をiqγとする場合を想定する。 For example, as shown in FIG. 4 , assume that an arbitrary time within a predetermined period Ts is , a time before time is , a time before time is , the d-axis current corresponding to time is idα , the d-axis current corresponding to time is idβ , the d-axis current corresponding to time is idγ , the q-axis current corresponding to time is iqβ , and the q-axis current corresponding to time is iqγ .

まず、抵抗推定部8は、互いに隣り合う2つの時刻tβ及び時刻tγを時刻t1及び時刻t0とすることで、d軸電流idβをid(n)とし、d軸電流idγをid(n-1)とし、q軸電流iqγをiq(n-1)とし、上記式1を用いて抵抗値R^βγを推定する。 First, the resistance estimation unit 8 sets two adjacent times t β and t γ to times t1 and t0, sets the d-axis current id β to id(n), the d-axis current id γ to id(n-1), and the q-axis current iq γ to iq(n-1), and estimates the resistance value R^ βγ using the above equation 1.

次に、抵抗推定部8は、互いに隣り合う2つの時刻tα及び時刻tβを時刻t1及び時刻t0とすることで、d軸電流idαをid(n)とし、d軸電流idβをid(n-1)とし、q軸電流iqβをiq(n-1)とし、上記式1を用いて抵抗値R^αβを推定する。 Next, the resistance estimation unit 8 sets two adjacent times t α and t β to times t1 and t0, sets the d-axis current id α to id(n), the d-axis current id β to id(n-1), and the q-axis current iq β to iq(n-1), and estimates the resistance value R^ αβ using the above equation 1.

そして、抵抗推定部8は、抵抗値R^βγと抵抗値R^αβとの加算値を2で除算した結果を、抵抗値R^とする。 Then, the resistance estimating unit 8 divides the sum of the resistance value R^ βγ and the resistance value R^ αβ by 2 to obtain the resistance value R^.

これにより、平均を計算する前の複数の抵抗値R^(抵抗値R^βγ及び抵抗値R^αβ)にそれぞれ含まれる誤差の影響を抑えて電動機Mの抵抗値R^を推定することができるため、電動機Mの抵抗値R^の推定精度をさらに向上させることができる。 This makes it possible to estimate the resistance value R^ of the motor M while suppressing the influence of errors contained in each of the multiple resistance values R^ (resistance value R^ βγ and resistance value R^ αβ ) before calculating the average, thereby further improving the estimation accuracy of the resistance value R^ 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 抵抗推定部
9 温度推定部
10 位置推定部
11 減算部
12 トルク指令値算出部
13 電流指令値出力部
14 減算部
15 減算部
16 電圧指令値算出部
17 電圧指令値変換部
18 回転数算出部
P 電源
C コンデンサ
Se1 電流センサ
Se2 電流センサ
Sp 位置検出部
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 Resistance estimation unit 9 Temperature estimation unit 10 Position estimation unit 11 Subtraction unit 12 Torque command value calculation unit 13 Current command value output unit 14 Subtraction unit 15 Subtraction unit 16 Voltage command value calculation unit 17 Voltage command value conversion unit 18 Rotational speed calculation unit P Power supply C Capacitor Se1 Current sensor Se2 Current sensor Sp Position detection unit

Claims (3)

複数のスイッチング素子がオン、オフすることで電動機の回転子を回転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軸電流に変換するとともに前記電動機の抵抗値を推定し、少なくとも前記d軸電流及び前記q軸電流並びに前記抵抗値を用いたベクトル制御により前記複数のスイッチング素子をオン、オフさせる制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記インバータ回路の各相の上アームまたは下アームのスイッチング素子がすべてオンしている期間のうちの所定期間をTsとし、前記所定期間内の第1時刻における前記d軸電流をid(n)とし、前記所定期間内の前記第1時刻より前の第2時刻における前記d軸電流をid(n-1)とし、前記第2時刻における前記q軸電流をiq(n-1)とし、前記電動機の抵抗値をR^とし、前記電動機のd軸インダクタンスをLdとし、前記電動機のq軸インダクタンスをLqとし、前記回転子の回転数をωとする場合、下記式1を用いて前記電動機の抵抗値を推定する
id(n)-id(n-1)=Ts×{-R^/Ld×id(n-1)+ω×Lq/Ld×iq(n-1)} ・・・式1
ことを特徴とする電動機の制御装置。
an inverter circuit that rotates a rotor of an electric motor by turning on and off a plurality of switching elements;
a control circuit that converts a current flowing through the motor into a d-axis current and a q-axis current, estimates a resistance value of the motor, and turns on and off the multiple switching elements by vector control using at least the d-axis current, the q-axis current, and the resistance value;
Equipped with
The control circuit estimates the resistance value of the motor using the following formula 1, where Ts is a predetermined period during which all switching elements of the upper arm or lower arm of each phase of the inverter circuit are on, id(n) is the d-axis current at a first time within the predetermined period, id(n-1) is the d-axis current at a second time prior to the first time within the predetermined period, iq(n-1) is the q-axis current at the second time, R^ is the resistance value of the motor, Ld is the d-axis inductance of the motor, Lq is the q-axis inductance of the motor, and ω is the rotation speed of the rotor: id(n)-id(n-1)=Ts×{-R^/Ld×id(n-1)+ω×Lq/Ld×iq(n-1)} ...Formula 1
A control device for an electric motor.
請求項1に記載の電動機の制御装置であって、
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前記複数のスイッチング素子をオン、オフさせ、
前記制御回路は、
前記抵抗値を用いて前記電動機の回転子の位置を推定する位置推定部と、
前記位置を用いて前記電動機に流れる電流を前記d軸電流及び前記q軸電流に変換する電流変換部と、
前記回転子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、
前記位置を用いて前記d軸電圧指令値及び前記q軸電圧指令値を前記電圧指令値に変換する電圧指令値変換部と、
を備えることを特徴とする電動機の制御装置。
The motor control device according to claim 1,
the inverter circuit turns on and off the plurality of switching elements according to a comparison result between a voltage value of a carrier wave and a voltage command value;
The control circuit includes:
a position estimating unit that estimates a position of a rotor of the electric motor using the resistance value;
a current converter for converting a current flowing through the electric motor into the d-axis current and the q-axis current using the position;
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 rotor 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 the voltage command value using the position;
A control device for an electric motor comprising:
請求項1または請求項2に記載の電動機の制御装置であって、
前記制御回路は、前記所定期間内の3つ以上の時刻のうちの互いに隣り合う2つの時刻を前記第1時刻及び前記第2時刻として求められる複数の抵抗値の移動平均を、前記電動機の抵抗値とする
ことを特徴とする電動機の制御装置。


The motor control device according to claim 1 or 2,
The control circuit determines, as the resistance value of the motor, a moving average of multiple resistance values obtained by setting two adjacent times among three or more times within the specified period as the first time and the second time.


JP2021207193A 2021-12-21 2021-12-21 Motor control device Active JP7613352B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021207193A JP7613352B2 (en) 2021-12-21 2021-12-21 Motor control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021207193A JP7613352B2 (en) 2021-12-21 2021-12-21 Motor control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023092165A JP2023092165A (en) 2023-07-03
JP7613352B2 true JP7613352B2 (en) 2025-01-15

Family

ID=86995771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021207193A Active JP7613352B2 (en) 2021-12-21 2021-12-21 Motor control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7613352B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7831666B1 (en) * 2025-03-28 2026-03-17 株式会社ゼネラル Motor control device and air conditioner

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010068628A (en) 2008-09-10 2010-03-25 Toshiba Corp Motor control unit with resistance value compensation function
JP2021132503A (en) 2020-02-20 2021-09-09 株式会社豊田自動織機 Control method and control device for permanent magnet motor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010068628A (en) 2008-09-10 2010-03-25 Toshiba Corp Motor control unit with resistance value compensation function
JP2021132503A (en) 2020-02-20 2021-09-09 株式会社豊田自動織機 Control method and control device for permanent magnet motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023092165A (en) 2023-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111034013B (en) Control device for three-phase synchronous motor and electric power steering device using same
JP7276188B2 (en) CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD FOR PERMANENT MAGNET MOTOR
JP7613352B2 (en) Motor control device
JP7600967B2 (en) Motor control device
JP7276192B2 (en) CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE FOR PERMANENT MAGNET MOTOR
JP2024048986A (en) Control device
JP7327251B2 (en) electric motor controller
JP7172910B2 (en) electric motor controller
JP7524842B2 (en) Motor control device
JP7444001B2 (en) motor control device
JP7593911B2 (en) Motor control device
JP2021164377A (en) Controller for motor
JP7259811B2 (en) electric motor controller
CN114731132B (en) Control device for motor
JP7287310B2 (en) Electric motor control device and control method
JP7306295B2 (en) CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE FOR PERMANENT MAGNET MOTOR
JP2021005987A (en) Control device for electric motor
JP2024176219A (en) Control device
JP2024122514A (en) Control device
JP2024122139A (en) Control device
WO2025234190A1 (en) Control device
JP2024168933A (en) Control device
WO2024181185A1 (en) Control device
JP2024122718A (en) Control device
JP2022169903A (en) electric motor controller

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20231025

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241126

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241209

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7613352

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150