JP7658286B2 - Motor control device - Google Patents
Motor control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7658286B2 JP7658286B2 JP2022002580A JP2022002580A JP7658286B2 JP 7658286 B2 JP7658286 B2 JP 7658286B2 JP 2022002580 A JP2022002580 A JP 2022002580A JP 2022002580 A JP2022002580 A JP 2022002580A JP 7658286 B2 JP7658286 B2 JP 7658286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command value
- current
- axis
- unit
- voltage command
- 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
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 30
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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、電動機に流れる電流に含まれる高周波電流を用いて電動機の回転子の位置を180度の曖昧性を有したまま推定した後、正のパルス電圧と負のパルス電圧とを交互に電圧指令値に重畳することで変化する電流の大小関係により回転子の極性を判定し、その判定した極性を用いて回転子の位置を確定するものがある。関連する技術として、特許文献1がある。
There is a motor control device that uses high-frequency current contained in the current flowing through the motor to estimate the rotor position of the motor with 180 degrees of ambiguity, and then determines the polarity of the rotor based on the magnitude relationship of the current that changes when a positive pulse voltage and a negative pulse voltage are alternately superimposed on the voltage command value, and then determines the rotor position using the determined polarity. Related technology is described in
このように、上記制御装置では、回転子の位置を仮に推定した後、回転子の極性を判定し、その判定した極性を用いて回転子の位置を確定する構成であるため、回転子の位置推定にかかる時間が比較的長くなる懸念がある。 In this way, the above control device is configured to tentatively estimate the rotor position, determine the rotor polarity, and then use the determined polarity to determine the rotor position, so there is a concern that it may take a relatively long time to estimate the rotor position.
本発明の一側面に係る目的は、電動機に流れる電流に含まれる高周波電流を用いて電動機の回転子の位置を推定する電動機の制御装置において、回転子の位置推定にかかる時間の短縮化を図ることである。 The object of one aspect of the present invention is to shorten the time it takes to estimate the rotor position in a motor control device that estimates the rotor position of a motor using high-frequency current contained in the current flowing through 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、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、前記電動機の回転子の極性を判定しつつ前記極性を用いて前記回転子の位置を推定する推定部と、前記位置を用いて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d軸電圧指令値に前記d軸電圧指令値より高い周波数の重畳電圧を重畳させる重畳部と、前記位置を用いて前記重畳部から出力されるd軸電圧指令値及び前記電圧指令値算出部から出力される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。 The motor control device according to one embodiment of the present invention includes an inverter circuit that drives the motor based on the comparison result between the voltage value of the carrier wave and a voltage command value, an estimation unit that determines the polarity of the rotor of the motor and estimates the position of the rotor using the polarity, a current conversion unit that converts the current flowing through the motor into a d-axis current and a 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's 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, a superposition unit that superimposes a superposition voltage having a higher frequency than the d-axis voltage command value on the d-axis voltage command value, and a voltage command value conversion unit that converts the d-axis voltage command value output from the superposition unit and the q-axis voltage command value output from the voltage command value calculation unit into the voltage command value using the position.
前記推定部は、前記d軸電流に含まれる高周波電流を用いて前記電動機のd軸インダクタンスの磁気飽和による変化分を含む評価値を求め、前記評価値の符号に応じて前記回転子の極性を判定する。 The estimation unit uses the high-frequency current contained in the d-axis current to determine an evaluation value including the change due to magnetic saturation in the d-axis inductance of the motor, and determines the polarity of the rotor according to the sign of the evaluation value.
例えば、評価値が負である場合、すなわち、d軸インダクタンスが比較的小さい場合、電動機において磁気飽和が発生しているため、d軸電流により生じる磁極の方向と永久磁石により生じる磁極の方向とが互いに同じ方向であると判断することができ、推定される位置と実際の位置との間に誤差が生じていないと判定することができる。また、評価値が正である場合、すなわち、d軸インダクタンスが比較的大きい場合、電動機において磁気飽和が発生していないため、d軸電流により生じる磁極の方向と永久磁石により生じる磁極の方向とが互いに異なる方向である判断することができ、推定される位置と実際の位置との間に180度の誤差が発生していると判定することができる。このように、d軸電流に含まれる高周波電流を用いて電動機のd軸インダクタンスの磁気飽和による変化分を含む評価値を求め、その評価値の符号に応じて推定位置と実際の位置との誤差の有無、すなわち、回転子の極性を判定することができる。 For example, when the evaluation value is negative, that is, when the d-axis inductance is relatively small, it can be determined that magnetic saturation occurs in the motor, so that the direction of the magnetic pole generated by the d-axis current and the direction of the magnetic pole generated by the permanent magnet are the same direction, and it can be determined that no error occurs between the estimated position and the actual position. Also, when the evaluation value is positive, that is, when the d-axis inductance is relatively large, it can be determined that magnetic saturation does not occur in the motor, so that the direction of the magnetic pole generated by the d-axis current and the direction of the magnetic pole generated by the permanent magnet are different directions, and it can be determined that an error of 180 degrees occurs between the estimated position and the actual position. In this way, the high-frequency current contained in the d-axis current is used to obtain an evaluation value including the change due to magnetic saturation of the d-axis inductance of the motor, and the presence or absence of an error between the estimated position and the actual position, that is, the polarity of the rotor, can be determined according to the sign of the evaluation value.
また、回転子の極性を判定しつつ回転子の位置を推定しているため、回転子の位置を仮に推定した後、回転子の極性を判定し、その判定した極性を用いて回転子の位置を確定する構成に比べて、回転子の位置推定にかかる時間の短縮化を図ることができる。 In addition, because the rotor position is estimated while the rotor polarity is being determined, the time required to estimate the rotor position can be reduced compared to a configuration in which the rotor position is tentatively estimated, the rotor polarity is determined, and the determined polarity is used to determine the rotor position.
また、前記推定部は、前記d軸電流に含まれる高周波電流をiγhとし、前記重畳電圧の振幅をVhとし、前記重畳電圧の角周波数をωh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、Ld0=(Ld+Lq)/2とし、Ld1=(Ld-Lq)/2とし、前記d軸電流をidとし、id=ihsinωhtとし、前記高周波電流をiγhとする場合、前記高周波電流に復調信号として前記重畳電圧の周波数成分であるsinωhtを乗算することで下記式1を得て、帯域阻止フィルタにより下記式1から交流成分である(1-cos2ωht)を取り除くことで下記式2を得て、下記式2の逆数をとることで下記式3を得て、下記式3に前記sinωhtを乗算することで下記式4を得て、移動平均フィルタにより下記式4から直流成分を抽出することで前記評価値として下記式5を得るように構成してもよい。
Furthermore, when a high-frequency current included in the d-axis current is iγh , the amplitude of the superimposed voltage is Vh , the angular frequency of the superimposed voltage is ωh , the d-axis inductance of the motor is Ld , the q-axis inductance of the motor is Lq , Ld0 = ( Ld + Lq ) / 2, Ld1 = ( Ld - Lq ) / 2, the d-axis current is id , id = ih sinωht , and the high-frequency current is iγh , the estimation unit multiplies the high-frequency current by sinωht which is a frequency component of the superimposed voltage as a demodulation signal to obtain
また、前記推定部は、前記d軸電圧指令値に前記重畳電圧を重畳することで励起される拡張誘起電圧を用いて前記回転子の位置を推定する中高速域位置推定部と、前記d軸電流に含まれる高周波電流を用いて前記回転子の位置を推定する低速域位置推定部と、前記評価値が負である場合、前記中高速域位置推定部及び低速域位置推定部により推定される位置と実際の位置との位置誤差を0度とし、前記評価値が正である場合、前記位置誤差を180度とする極性判定部と、前記中高速域位置推定部により推定される位置と前記低速域位置推定部により推定される位置との加重平均に前記極性判定部により求められる位置誤差を加算した結果を、前記電流変換部及び前記電圧指令値変換部において用いられる位置とする位置推定部とを備えるように構成してもよい。 The estimation unit may also be configured to include a medium-high speed range position estimation unit that estimates the position of the rotor using an extended induced voltage excited by superimposing the superimposed voltage on the d-axis voltage command value, a low-speed range position estimation unit that estimates the position of the rotor using a high-frequency current included in the d-axis current, a polarity determination unit that sets the position error between the position estimated by the medium-high speed range position estimation unit and the low-speed range position estimation unit and the actual position to 0 degrees when the evaluation value is negative, and sets the position error to 180 degrees when the evaluation value is positive, and a position estimation unit that sets the result of adding the position error determined by the polarity determination unit to the weighted average of the position estimated by the medium-high speed range position estimation unit and the position estimated by the low-speed range position estimation unit to the position used in the current conversion unit and the voltage command value conversion unit.
また、前記位置推定部は、前記回転子の回転数が小さいほど、前記低速域位置推定部により推定される位置に対応する重みを大きくし、前記重畳部は、前記回転子の回転数が小さいほど、前記重畳電圧の振幅を大きくするように構成してもよい。 The position estimation unit may be configured to increase the weighting corresponding to the position estimated by the low-speed region position estimation unit as the rotation speed of the rotor decreases, and the superposition unit may be configured to increase the amplitude of the superposition voltage as the rotation speed of the rotor decreases.
これにより、回転子の回転数が比較的小さくなることで、中高速域位置推定部において用いられる拡張誘起電圧が比較的小さくなり、中高速域位置推定部により推定される位置の推定精度が低下しても、低速域位置推定部により推定される位置の推定精度を向上させることができるため、位置推定部により推定される位置の推定精度が低下することを抑制することができる。 As a result, the rotor rotation speed becomes relatively small, so that the extended induced voltage used in the medium-high speed range position estimation unit becomes relatively small. Even if the accuracy of the position estimated by the medium-high speed range position estimation unit decreases, the accuracy of the position estimated by the low speed range position estimation unit can be improved, so that the accuracy of the position estimated by the position estimation unit can be prevented from decreasing.
本発明によれば、電動機に流れる電流に含まれる高周波電流を用いて電動機の回転子の位置を推定する電動機の制御装置において、回転子の位置推定にかかる時間の短縮化を図ることができる。 According to the present invention, in a motor control device that estimates the rotor position of a motor using high-frequency current contained in the current flowing through the motor, it is possible to shorten the time it takes to estimate the rotor position.
以下、図面に基づいて実施形態の詳細を説明する。 The details of the embodiment are explained below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、第1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。
First Embodiment
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a control device for an electric motor according to a first 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
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
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
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。 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, respectively, the DC voltage output from the 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 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
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
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、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、減算部12と、減算部13と、電圧指令値算出部14と、重畳部15と、電圧指令値変換部16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、減算部12、減算部13、電圧指令値算出部14、重畳部15、及び電圧指令値変換部16が構成される。
The calculation unit 6 is configured by a microcomputer or the like, and includes a current conversion unit 7, an
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。
In addition, the current conversion unit 7 converts the U-phase current Iu, the V-phase current Iv, and the W-phase current Iw into a d-axis current Id (a current component for generating a weakened field in the motor M) and a q-axis current Iq (a current component for generating torque in the motor M) using the position θ^ estimated by the
例えば、電流変換部7は、下記式6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 equation 6.
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W相電流Iw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
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と、重畳部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*´と、電圧指令値算出部14から出力されるq軸電圧指令値Vq*とを用いて、電動機Mの回転子の極性(推定位置と実際の位置との誤差)を判定しつつ、その極性を用いて回転子の位置θ^を推定する。
The
また、推定部8は、位置θ^を一定時間(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^を推定する。
In addition, the
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
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(角周波数)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
電流指令値出力部11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
すなわち、電流指令値出力部11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
減算部12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、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
減算部13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
電圧指令値算出部14は、減算部12から出力される差ΔId及び減算部13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14は、下記式7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8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^は推定部8により推定される回転数とし、Keは誘起電圧定数とする。
The voltage command
d軸電圧指令値Vd*=Kp×差ΔId+∫(Ki×差ΔId)-ω^LqIq・・・式7 d-axis voltage command value Vd* = Kp x difference ΔId + ∫ (Ki x difference ΔId) - ω^LqIq ... Equation 7
q軸電圧指令値Vq*=Kp×差ΔIq+∫(Ki×差ΔIq)+ω^LdId+ω^Ke・・・式8
q-axis voltage command value Vq* = Kp x difference ΔIq + ∫ (Ki x difference ΔIq) + ω^LdId + ω^Ke ...
すなわち、電圧指令値算出部14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
重畳部15は、電圧指令値算出部14から出力されるd軸電圧指令値Vd*より周波数が高い重畳電圧Vsをd軸電圧指令値Vd*に重畳させてd軸電圧指令値Vd*´として出力する。なお、重畳電圧Vsの振幅をVhとし、重畳電圧Vsの周波数成分をsinωhtとする。
The superimposing
例えば、重畳部15は、図1に示すように加算部151によりd軸電圧指令値Vd*と重畳電圧Vsとを加算し、その加算結果をd軸電圧指令値Vd*´とする。
For example, as shown in FIG. 1, the superimposing
電圧指令値変換部16は、推定部8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16は、下記式9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
図2は、第1実施形態における推定部8の一例を示す図である。
Figure 2 shows an example of the
図2に示す推定部8は、中高速域位置推定部81と、低速域位置推定部82と、極性判定部83と、位置推定部84と、回転数推定部85とを備える。
The
中高速域位置推定部81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、重畳部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*´と、電圧指令値算出部14から出力されるq軸電圧指令値Vq*とを用いて、回転子の位置θHIGHを推定する。
The medium to high speed
例えば、中高速域位置推定部81は、d軸電圧指令値Vd*に重畳電圧Vsを重畳することで励起される拡張誘起電圧eを用いて位置θHIGHを推定する。なお、任意の値に調整可能なパラメータとしてd軸インダクタンスLd及びq軸インダクタンスLqを含む電動機MのモデルMLdLqを下記式10に示す。下記式10におけるd軸インダクタンスLdは、実験やシミュレーションなどにより予め推定される値とする。また、Rを電動機Mの抵抗成分とし、pを微分演算子とし、ωを回転子の角周波数(例えば、前回の制御タイミングにおいて回転数推定部85により算出される回転数ω^とする)とし、Iを下記式11により示される単位行列とし、Jを下記式12により示される単位行列とする。
{(R+pLd)I-ω(Ld-Lq)J} ・・・式10
For example, the medium to high speed
{(R+pLd)I−ω(Ld−Lq)J} ...
まず、中高速域位置推定部81は、電圧vα、vβと、モデルMLdLqから出力される電圧との差に相当する拡張誘起電圧eα、eβを求める。なお、電圧vα、vβが電動機Mに入力され、電動機Mから出力される電流iα、iβがモデルMLdLqに入力されるものとする。また、電圧vαは、重畳部15から出力されるd軸電圧指令値Vd*´を、電動機MのU相、V相、W相のうちのU相に対応する固定座標系のα軸に変換した電圧とする。また、電圧vβは、電圧指令値算出部14から出力されるq軸電圧指令値Vq*を、α軸を基準に90度進んだ固定座標系のβ軸に変換した電圧とする。また、電流iαは、電流変換部7から出力されるd軸電流Idを、α軸に変換した電流とする。また、電流iβは、電流変換部7から出力されるq軸電流Iqをβ軸に変換した電流とする。また、拡張誘起電圧eα、eβは、下記式13により示されるものとする。
First, the medium-high speed
次に、中高速域位置推定部81は、拡張誘起電圧eα、eβに対してフィルタリング処理などを行うことで、拡張誘起電圧eαω、eβωを推定する。
Next, the medium to high speed range
そして、中高速域位置推定部81は、下記式14を計算することにより、位置θHIGHを求める。
Then, the medium to high speed range
低速域位置推定部82は、電流変換部7から出力されるq軸電流Iqを用いて、回転子の位置θLOWを推定する。
The low speed
例えば、低速域位置推定部82は、q軸電流Iqに含まれる高周波電流iδhを用いて位置θLowを推定する。なお、高周波電流iδhは、下記式15により示されるものとする。L0を下記式16に示す値とし、L1を下記式17に示す値とし、Δθを中高速域位置推定部81や低速域位置推定部82により推定される位置と実際の位置との誤差とする。
For example, the low speed
まず、低速域位置推定部82は、高周波電流iδhに対して同期検波を行うことで、下記式18に示すように位置誤差Δθに相関関係をもつ値を取得する。なお、上記同期検波では、高周波電流iδhに復調信号として重畳電圧Vsの周波数成分sinωhtが乗算された後、ローパスフィルタによりフィルタリング処理が行われるものとする。
First, the low speed
次に、低速域位置推定部82は、上記式18の位置誤差ΔθがゼロになるようにPI制御を行うことで、下記式19に示すように回転数ωLOWを取得する。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、sは微分演算子とする。
Next, the low speed range
そして、低速域位置推定部82は、回転数ωLOW^を下記式20のように積分することにより位置θLOWを取得する。
Then, the low speed range
極性判定部83は、乗算部831と、帯域阻止フィルタ(BEF:Band Elimination Filter)832と、逆数演算部833と、乗算部834と、移動平均フィルタ(MAF:Moving Average Filter)835と、位置誤差出力部836とを備え、d軸電流Idに含まれる高周波電流iγhを用いて電動機Mのd軸インダクタンスLdの磁気飽和による変化分(磁気飽和成分Ld1)を含む評価値ehを求め、評価値ehの符号(負または正)により位置誤差Δθを求める。
The
なお、高周波電流iγhは、下記式21により示されるものとする。また、位置誤差Δθが0度または180度に収束しているものとし、cos2Δθ≒1とする場合、下記式21は下記式22に変形される。また、下記式22のd軸インダクタンスLdに関して、下記式23が成立すると仮定する場合、下記式22は下記式24に変形される。Ld0をd軸インダクタンスLdの定常成分とし、Ld1をd軸インダクタンスLdの磁気飽和による変化分(磁気飽和成分)とし、idをd軸電流Idとする。 The high frequency current iγh is represented by the following formula 21. If the position error Δθ is assumed to converge to 0 degrees or 180 degrees and cos2Δθ≈1, formula 21 is modified to formula 22. If it is assumed that formula 23 holds true for the d-axis inductance Ld of formula 22, formula 22 is modified to formula 24. Let L d0 be the steady-state component of the d-axis inductance Ld, L d1 be the change in the d-axis inductance Ld due to magnetic saturation (magnetic saturation component), and id be the d-axis current Id.
極性判定部83では、上記式24から磁気飽和成分Ld1を陽に含む式(後述する式5)を評価値ehとして求め、その評価値ehの符号、すなわち、磁気飽和成分Ld1の符号が負であるのか、または、正であるのかを判断する。
The
例えば、評価値eh(磁気飽和成分Ld1)の符号が負である場合、上記式23の左辺のd軸インダクタンスLdが比較的小さくなるため、電動機Mに磁気飽和が発生していると判断することができ、d軸電流により生じる磁極の方向と永久磁石により生じる磁極の方向とが互いに一致していると判断することができる。そのため、位置誤差Δθが0度または180度に収束しているものと仮定していることから、中高速域位置推定部81や低速域位置推定部82により推定される位置と実際の位置との誤差が0度であると判断することができる。
For example, when the sign of the evaluation value eh (magnetic saturation component Ld1 ) is negative, the d-axis inductance Ld on the left side of the above formula 23 becomes relatively small, so it can be determined that magnetic saturation occurs in the motor M and that the direction of the magnetic pole generated by the d-axis current and the direction of the magnetic pole generated by the permanent magnet are consistent with each other. Therefore, since it is assumed that the position error Δθ converges to 0 degrees or 180 degrees, it can be determined that the error between the position estimated by the medium/high speed
一方、評価値eh(磁気飽和成分Ld1)の符号が正である場合、上記式23の左辺のd軸インダクタンスLdが比較的大きくなるため、電動機Mに磁気飽和が発生していないと判断することができ、d軸電流により生じる磁極の方向と永久磁石により生じる磁極の方向とが互いに一致していないと判断することができる。そのため、位置誤差Δθが0度または180度に収束しているものと仮定していることから、中高速域位置推定部81や低速域位置推定部82により推定される位置と実際の位置との誤差が180度であると判断することができる。
On the other hand, when the sign of the evaluation value eh (magnetic saturation component Ld1 ) is positive, the d-axis inductance Ld on the left side of the above equation 23 becomes relatively large, so it can be determined that no magnetic saturation has occurred in the motor M and that the direction of the magnetic pole generated by the d-axis current and the direction of the magnetic pole generated by the permanent magnet do not match each other. Therefore, since it is assumed that the position error Δθ has converged to 0 degrees or 180 degrees, it can be determined that the error between the position estimated by the medium/high speed
乗算部831は、上記式24に示す高周波電流iγhに復調信号として重畳電圧Vsの周波数成分sinωhtを乗算することで、下記式1を得る。
The
帯域阻止フィルタ832は、上記式1から交流成分(1-cos2ωht)を取り除くことで下記式2を得る。なお、id=ihsinωhtとする。
The
逆数演算部833は、上記式2の逆数をとることで下記式3を得る。
The
乗算部834は、上記式3に復調信号として重畳電圧Vsの周波数成分sinωhtを乗算することで下記式4を得る。
The
移動平均フィルタ835は、上記式4から直流成分を抽出することで評価値ehとして下記式5を得る。
The moving
位置誤差出力部836は、評価値ehが負である場合、位置誤差Δθとして0度を位置推定部84に出力し、評価値ehが正である場合、位置誤差Δθとして180度を位置推定部84に出力する。
If the evaluation value eh is negative, the position
位置推定部84は、中高速域位置推定部81により推定される位置θHIGHと、低速域位置推定部82により推定される位置θLOWと、位置誤差出力部836から出力される位置誤差Δθとを用いて、位置θ^を推定する。
The
例えば、位置推定部84は、位置θHIGHと位置θLOWとの加重平均に位置誤差Δθを加算した結果を、位置θ^とする。なお、位置推定部84は、回転数推定部85により算出された回転数ω^が大きくなるほど、位置θHIGHに対応する重みを大きくするとともに、位置θLOWに対応する重みを小さくする。また、位置推定部84は、回転数推定部85により算出される回転数ω^が小さくなるほど、位置θHIGHに対応する重みを小さくするとともに、位置θLOWに対応する重みを大きくする。
For example, the
回転数推定部85は、位置推定部84により算出される位置θ^を一定時間(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^を推定する。
The rotation
このように、第1実施形態の制御装置1によれば、評価値ehが負である場合、すなわち、d軸インダクタンスLdが比較的小さい場合、電動機Mにおいて磁気飽和が発生しているため、d軸電流Idにより生じる磁極の方向と永久磁石により生じる磁極の方向とが互いに同じ方向であると判断することができ、中高速域位置推定部81や低速域位置推定部82により推定される位置と実際の位置との間に誤差が生じていないと判定することができる。また、評価値ehが正である場合、すなわち、d軸インダクタンスLdが比較的大きい場合、電動機Mにおいて磁気飽和が発生していないため、d軸電流Idにより生じる磁極の方向と永久磁石により生じる磁極の方向とが互いに異なる方向である判断することができ、中高速域位置推定部81や低速域位置推定部82により推定される位置と実際の位置との間に180度の誤差が発生していると判定することができる。このように、d軸電流Idに含まれる高周波電流iγhを用いて電動機Mのd軸インダクタンスLdの磁気飽和による変化分(磁気飽和成分Ld1)を含む評価値ehを求め、その評価値ehの符号に応じて推定位置と実際の位置との誤差の有無、すなわち、回転子の極性を判定することができる。
Thus, according to the
また、第1実施形態の制御装置1では、図2に示すように、中高速域位置推定部81、低速域位置推定部82、及び極性判定部83が互いに並列に接続されているために中高速域位置推定部81、低速域位置推定部82、及び極性判定部83がそれぞれ同時に処理を行うことができる。そのため、第1実施形態の制御装置1によれば、回転子の極性を判定しつつ回転子の位置θ^を推定することができ、回転子の位置を仮に推定した後、回転子の極性を判定し、その判定した極性を用いて回転子の位置を確定する構成に比べて、回転子の位置推定にかかる時間の短縮化を図ることができる。
In addition, in the
また、第1実施形態の制御装置1によれば、d軸電流指令値Id*に高周波電流を重畳することで励起される拡張誘起電圧を用いて回転子の極性を判定する場合に比べて、拡張誘起電圧を求めるための処理を必要としないため、その分、演算部6にかかる負荷を低減することができる。
In addition, according to the
<第2実施形態>
図3は、第2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。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。
Second Embodiment
Fig. 3 is a diagram showing an example of a motor control device in the second 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、推定部8の替わりに推定部8´を備えている点である。
The control device 1' shown in FIG. 3 differs from the
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を用いて、電動機Mの回転子の極性を判定しつつ回転子の位置θ^を推定する。 The estimation unit 8' uses the d-axis current Id and the q-axis current Iq output from the current conversion unit 7 to determine the polarity of the rotor of the electric motor M and estimate the rotor position θ^.
また、推定部8´は、位置θ^を一定時間(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^を推定する。 In addition, the estimation unit 8' estimates the rotation speed ω^ by dividing the position θ^ by a fixed time (such as the clock period of the calculation unit 6).
図4は、第2実施形態における推定部8´の一例を示す図である。なお、図2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。 Figure 4 is a diagram showing an example of an estimation unit 8' in the second embodiment. Note that the same components as those shown in Figure 2 are given the same reference numerals, and their explanations are omitted.
図4に示す推定部8´は、低速域位置推定部82と、極性判定部83と、位置推定部84´と、回転数推定部85´とを備える。なお、制御装置1´は、推定部8´に中高速域位置推定部81が備えられていないため、回転数ω^が定常的に比較的低い電動機Mに対して好適である。
The estimation unit 8' shown in FIG. 4 includes a low-speed region
位置推定部84´は、低速域位置推定部82により推定される位置θLOWと、極性判定部83により判定される位置誤差Δθとを用いて、位置θ^を推定する。
The
例えば、位置推定部84´は、低速域位置推定部82により推定される位置θLOWに位置誤差Δθを加算した結果を、位置θ^とする。
For example, the position estimator 84' adds the position error Δθ to the position θ LOW estimated by the low speed
回転数推定部85´は、位置推定部84´により算出される位置θ^を一定時間(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^を推定する。 The rotation speed estimation unit 85' estimates the rotation speed ω^ by dividing the position θ^ calculated by the position estimation unit 84' by a fixed time (such as the clock period of the calculation unit 6).
第2実施形態の制御装置1´によれば、第1実施形態の制御装置1と同様に、回転子の極性を判定しつつ回転子の位置θ^を推定しているため、回転子の位置を仮に推定した後、回転子の極性を判定し、その判定した極性を用いて回転子の位置を確定する構成に比べて、回転子の位置推定にかかる時間の短縮化を図ることができる。
According to the control device 1' of the second embodiment, as in the
また、第2実施形態の制御装置1´では、推定部8´において中高速域位置推定部81が省略されているため、第1実施形態の制御装置1に比べて、演算部6にかかる負荷を低減することができる。
In addition, in the control device 1' of the second embodiment, the medium-high speed range
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>
図5は、第1実施形態における重畳部15の他の例を示す図である。
<Modification>
FIG. 5 is a diagram showing another example of the overlapping
図5に示す重畳部15は、加算部151と、乗算部152と、振幅出力部153とを備える。
The
振幅出力部153は、回転数ω^が小さいほど大きな振幅Vhを出力し、回転数ω^が大きいほどゼロに近い振幅Vhを出力する。
The
乗算部152は、周波数成分sinωhtと、振幅出力部153から出力される振幅Vhとを乗算して重畳電圧Vsを出力する。
The
加算部151は、電圧指令値算出部14から出力されるd軸電圧指令値Vd*に重畳電圧Vsを加算した結果を、d軸電圧指令値Vd*´として出力する。
The
これにより、回転子の回転数ω^が比較的小さくなることで、中高速域位置推定部81において用いられる拡張誘起電圧eが比較的小さくなり、中高速域位置推定部81により推定される位置θHIGHの推定精度が低下しても、低速域位置推定部82により推定される位置θLOWの推定精度を向上させることができるため、位置推定部84により推定される位置θ^の推定精度が低下することを抑制することができる。
As a result, the rotor rotation speed ω^ becomes relatively small, and the extended induced voltage e used in the medium to high speed
1、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 減算部
10 トルク指令値算出部
11 電流指令値出力部
12 減算部
13 減算部
14 電圧指令値算出部
15 重畳部
16 電圧指令値変換部
81 中高速域位置推定部
82 低速域位置推定部
83 極性判定部
84、84´ 位置推定部
85、85´ 回転数推定部
P 電源
C コンデンサ
Se1、Se2 電流センサ
M 電動機
Claims (3)
前記電動機のd軸インダクタンスの磁気飽和による変化分を含む評価値を用いて回転子の位置を推定する推定部と、
前記位置を用いて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d軸電圧指令値に前記d軸電圧指令値より高い周波数の重畳電圧を重畳させる重畳部と、
前記位置を用いて前記重畳部から出力されるd軸電圧指令値及び前記電圧指令値算出部から出力される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、
前記推定部は、
前記d軸電圧指令値に前記重畳電圧を重畳することで励起される拡張誘起電圧を用いて前記回転子の位置を推定する中高速域位置推定部と、
前記d軸電流に含まれる高周波電流を用いて前記回転子の位置を推定する低速域位置推定部と、
前記評価値が負である場合、前記中高速域位置推定部及び低速域位置推定部により推定される位置と実際の位置との位置誤差を0度とし、前記評価値が正である場合、前記位置誤差を180度とする極性判定部と、
前記中高速域位置推定部により推定される位置と前記低速域位置推定部により推定される位置との加重平均に前記極性判定部により求められる位置誤差を加算した結果を、前記電流変換部及び前記電圧指令値変換部において用いられる位置とする位置推定部と、
を備え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;
an estimation unit that estimates a rotor position using an evaluation value including a change due to magnetic saturation of a d-axis inductance of the electric motor;
a current converter for converting a current flowing through the electric motor into a d-axis current and a 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 superimposing unit that superimposes a superimposed voltage having a higher frequency than the d-axis voltage command value on the d-axis voltage command value;
a voltage command value conversion unit that converts the d-axis voltage command value output from the superimposition unit and the q-axis voltage command value output from the voltage command value calculation unit into the voltage command value by using the position;
Equipped with
The estimation unit is
a medium to high speed range position estimating unit that estimates a position of the rotor using an extended induced voltage excited by superimposing the superimposed voltage on the d-axis voltage command value;
a low speed range position estimator that estimates a position of the rotor using a high frequency current included in the d-axis current;
a polarity determination unit that sets a position error between the position estimated by the medium/high speed range position estimation unit and the low speed range position estimation unit and an actual position to 0 degrees when the evaluation value is negative, and sets the position error to 180 degrees when the evaluation value is positive;
a position estimator that adds a weighted average of a position estimated by the medium/high speed range position estimator and a position estimated by the low speed range position estimator to a position error determined by the polarity determination unit, and sets the result as a position used in the current conversion unit and the voltage command value conversion unit;
A control device for an electric motor comprising:
前記推定部は、
前記d軸電流に含まれる高周波電流をiγhとし、前記重畳電圧の振幅をVhとし、前記重畳電圧の角周波数をωh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、Ld0=(Ld+Lq)/2とし、Ld1=(Ld-Lq)/2とし、前記d軸電流をidとし、id=ihsinωhtとし、前記高周波電流をiγhとする場合で、かつ、
ある値から交流成分を取り除いた値であることを示す記号をBEFとし、ある値から直流成分を抽出した値であることを示す記号をMAFとする場合で、かつ、
前記高周波電流に復調信号として前記重畳電圧の周波数成分であるsinωhtを乗算したものを下記式1とし、帯域阻止フィルタにより下記式1から交流成分である(1-cos2ωht)を取り除いたものを下記式2とし、下記式2の逆数をとったものを下記式3とし、下記式3に前記sinωhtを乗算したものを下記式4とし、移動平均フィルタにより下記式4から直流成分を抽出したものを下記式5とする場合、
下記式5の左辺の値を前記評価値とする
The estimation unit is
The high frequency current included in the d-axis current is iγh, the amplitude of the superimposed voltage is Vh, the angular frequency of the superimposed voltage is ωh, the d-axis inductance of the motor is Ld, the q-axis inductance of the motor is Lq, Ld0=(Ld+Lq)/2, Ld1=(Ld-Lq)/2, the d-axis current is id, id=ihsinωht, the high frequency current is iγh, and
In the case where the symbol BEF indicates a value obtained by removing AC components from a value, and the symbol MAF indicates a value obtained by extracting DC components from a value,
When the high frequency current is multiplied by sinωht, which is the frequency component of the superimposed voltage as a demodulation signal, to obtain the following formula 1, the AC component (1-cos2ωht) is removed from the following formula 1 by a band rejection filter to obtain the following formula 2, the reciprocal of the following formula 2 is obtained as the following formula 3, the following formula 3 is multiplied by the sinωht to obtain the following formula 4, and the DC component is extracted from the following formula 4 by a moving average filter to obtain the following formula 5,
The value on the left side of the following formula 5 is the evaluation value.
前記位置推定部は、前記回転子の回転数が小さいほど、前記低速域位置推定部により推定される位置に対応する重みを大きくし、
前記重畳部は、前記回転子の回転数が小さいほど、前記重畳電圧の振幅を大きくする
ことを特徴とする電動機の制御装置。 The motor control device according to claim 1,
the position estimation unit increases a weight corresponding to the position estimated by the low speed range position estimation unit as the rotation speed of the rotor decreases,
The motor control device, wherein the superimposing unit increases the amplitude of the superimposed voltage as the rotation speed of the rotor decreases.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022002580A JP7658286B2 (en) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | Motor control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022002580A JP7658286B2 (en) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | Motor control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023102167A JP2023102167A (en) | 2023-07-24 |
| JP7658286B2 true JP7658286B2 (en) | 2025-04-08 |
Family
ID=87425538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022002580A Active JP7658286B2 (en) | 2022-01-11 | 2022-01-11 | Motor control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7658286B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20260019339A (en) * | 2024-08-01 | 2026-02-10 | 엘에스일렉트릭(주) | Sensorless motor control device and Method for estimating initial motor position using the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018148778A (en) | 2017-03-07 | 2018-09-20 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Device for estimating initial position of rotor of electric motor |
| JP2021164376A (en) | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 株式会社豊田自動織機 | Motor control device |
-
2022
- 2022-01-11 JP JP2022002580A patent/JP7658286B2/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018148778A (en) | 2017-03-07 | 2018-09-20 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | Device for estimating initial position of rotor of electric motor |
| JP2021164376A (en) | 2020-04-03 | 2021-10-11 | 株式会社豊田自動織機 | Motor control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023102167A (en) | 2023-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7772789B2 (en) | Motor controller | |
| US6894454B2 (en) | Position sensorless control algorithm for AC machine | |
| CN100382427C (en) | Able to accurately estimate demagnetization of permanent magnet motors for motor-driven devices | |
| JP3257566B2 (en) | PG-less vector control device for induction motor | |
| JP4263582B2 (en) | Brushless motor control device | |
| JP2001245498A (en) | Synchronous motor control device and vehicle using the same | |
| CN114846740A (en) | Inverter control device and electric vehicle system | |
| CN113661649A (en) | motor control device | |
| WO2018047524A1 (en) | Motor control method, motor control system, and electric power steering system | |
| JP7658286B2 (en) | Motor control device | |
| JP7613352B2 (en) | Motor control device | |
| JP2024048986A (en) | Control device | |
| JP7172910B2 (en) | electric motor controller | |
| JP2009100544A (en) | Motor control device | |
| JP2021164377A (en) | Controller for motor | |
| WO2021200456A1 (en) | Electric motor control device | |
| JP7259811B2 (en) | electric motor controller | |
| JP7708002B2 (en) | Control device | |
| JP7524842B2 (en) | Motor control device | |
| KR102675527B1 (en) | electric motor control device | |
| JP7306295B2 (en) | CONTROL METHOD AND CONTROL DEVICE FOR PERMANENT MAGNET MOTOR | |
| JP2023077086A (en) | Motor controller | |
| JP2007267547A (en) | Motor control device | |
| JP2024122514A (en) | Control device | |
| JP2025015032A (en) | Control device |
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: 20240418 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241029 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241216 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250121 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250213 |
|
| 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: 20250225 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250310 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7658286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |