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JP7789503B2 - Calculation program, calculation method, and three-phase AC motor system - Google Patents
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JP7789503B2 - Calculation program, calculation method, and three-phase AC motor system - Google Patents

Calculation program, calculation method, and three-phase AC motor system

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JP7789503B2 JP2021124724A JP2021124724A JP7789503B2 JP 7789503 B2 JP7789503 B2 JP 7789503B2 JP 2021124724 A JP2021124724 A JP 2021124724A JP 2021124724 A JP2021124724 A JP 2021124724A JP 7789503 B2 JP7789503 B2 JP 7789503B2
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Description

本開示は、計算プログラム、計算方法、及び三相交流モータシステムに関する。 This disclosure relates to a calculation program, a calculation method, and a three-phase AC motor system.

三相交流モータの制御においては、駆動用のインバータの各相に流れる交流電流の電流値を検出することが必要である。インバータの各相に流れる電流の電流値を検出することにより、モータの回転位置を推定したり、モータの回転速度を制御したりすることができる。 When controlling a three-phase AC motor, it is necessary to detect the current value of the AC current flowing through each phase of the drive inverter. By detecting the current value of the current flowing through each phase of the inverter, it is possible to estimate the motor's rotational position and control the motor's rotational speed.

モータ制御のためにインバータの各相に流れる電流の電流値を求める場合、各相のそれぞれにシャント抵抗を設けることが行われている。しかしながら、インバータの各相にシャント抵抗を設けた場合、コスト増加や寸法増加、さらに電流によるシャント抵抗の発熱の問題がある。 When determining the current value of the current flowing through each phase of an inverter for motor control, a shunt resistor is typically installed in each phase. However, installing a shunt resistor in each phase of the inverter increases costs and size, and also raises the issue of heat generation in the shunt resistor due to the current.

特開2020-58230号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-58230

本開示は上記課題を鑑み、インバータの各相に流れる電流をシャント抵抗が一つでも適切に検出することができる計算プログラム、計算方法、及び三相交流モータシステムを提供することを目的とする。 In consideration of the above-mentioned problems, the present disclosure aims to provide a calculation program, calculation method, and three-phase AC motor system that can properly detect the current flowing through each phase of an inverter even when there is only one shunt resistor.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る計算プログラムは、三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出するステップと、前記総電流及び各相デューティ比に基づいて、前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算するステップと、をコンピュータに実行させる。 To solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the calculation program disclosed herein causes a computer to execute the following steps: detecting a total current, which is the sum of the AC currents flowing through each of the three phases of a three-phase AC motor; and calculating each phase current, which is the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, based on the total current and the duty ratio of each phase.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る計算方法は、三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出するステップと、前記総電流及び各相デューティ比に基づいて、前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算するステップと、を含む。 To solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the calculation method disclosed herein includes the steps of detecting a total current, which is the sum of the AC currents flowing through each of the three phases of a three-phase AC motor, and calculating each phase current, which is the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, based on the total current and the duty ratio of each phase.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る三相交流モータシステムは、三相交流によって動作する三相交流モータと、半導体スイッチング素子を各相デューティ比に応じてスイッチング動作させることにより前記三相交流モータの三相のそれぞれに交流電流を供給するインバータと、前記インバータの各相のそれぞれに流れる交流電流の合計値に対応する電圧を検出する一つの抵抗部と、前記抵抗部が検出した前記電圧から前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出する電流検出部と、前記総電流及び前記各相デューティ比に基づいて、前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算する計算部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the objectives, the three-phase AC motor system disclosed herein comprises a three-phase AC motor that operates using three-phase AC; an inverter that supplies AC current to each of the three phases of the three-phase AC motor by switching semiconductor switching elements in accordance with the duty ratio of each phase; a resistor that detects a voltage corresponding to the total value of the AC current flowing through each of the inverter's phases; a current detection unit that detects a total current, which is the total value of the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, from the voltage detected by the resistor; and a calculation unit that calculates each phase current, which is the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, based on the total current and the phase duty ratio.

本開示によれば、三相交流モータの各相に流れる電流をシャント抵抗が一つでも適切に検出することができる計算プログラム、計算方法、及び三相交流モータシステムを提供することができる。 This disclosure provides a calculation program, calculation method, and three-phase AC motor system that can properly detect the current flowing through each phase of a three-phase AC motor even when there is only one shunt resistor.

図1は、本開示に係る三相交流モータシステムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example configuration of a three-phase AC motor system according to the present disclosure. 図2は、本開示に係る三相交流モータシステムの制御装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of a control device for a three-phase AC motor system according to the present disclosure. 図3は、三相交流モータの各相電流の時間変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the change over time of each phase current of a three-phase AC motor. 図4は、δY変換を模式的に示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the δY conversion. 図5は、三相交流モータ各相電流の計算方法のフローチャートを示す図である。FIG. 5 is a flowchart showing a method for calculating the phase current of a three-phase AC motor.

以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本開示が限定されるものではない。 Embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments described below.

〔第1実施形態〕
図1は、本開示に係る三相交流モータシステムの構成例を示す図である。図1に示すように、本開示に係る三相交流モータシステム100は、三相交流モータ110と、位置検出部120と、インバータ130と、電源部140と、抵抗部150と、電流検出部160と、駆動回路170と、制御装置180と、を備える。
First Embodiment
1 is a diagram showing an example of the configuration of a three-phase AC motor system according to the present disclosure. As shown in Fig. 1, the three-phase AC motor system 100 according to the present disclosure includes a three-phase AC motor 110, a position detection unit 120, an inverter 130, a power supply unit 140, a resistance unit 150, a current detection unit 160, a drive circuit 170, and a control device 180.

三相交流モータ110は、電気エネルギーを機械的仕事に変換する。三相交流モータ110は、例えばステータとロータを備える。ステータは、固定子すなわち、モータの固定部分である。ステータはコイルを備える。コイルの結線方法は、δ結線、Y結線のどちらでもよい。ロータは、回転子すなわち、モータの回転部分である。三相交流モータ110は、ステータが備えるコイルに交流電流を流すことで磁界を発生させて、ロータが備える永久磁石の磁力との相互作用により、ロータを回転させる。三相交流を用いることにより、回転磁界を容易に得ることができる。このようにして三相交流モータ110は電気エネルギーを機械的仕事に変換してよい。 The three-phase AC motor 110 converts electrical energy into mechanical work. The three-phase AC motor 110 includes, for example, a stator and a rotor. The stator is the fixed part of the motor. The stator includes coils. The coils may be connected using either a delta connection or a Y connection. The rotor is the rotating part of the motor. The three-phase AC motor 110 generates a magnetic field by passing an AC current through the coils in the stator, and rotates the rotor through interaction with the magnetic force of the permanent magnets in the rotor. A rotating magnetic field can be easily obtained by using three-phase AC. In this way, the three-phase AC motor 110 may convert electrical energy into mechanical work.

位置検出部120は、三相交流モータ110のロータ回転角θを検出する。位置検出部120は、例えば、ホールセンサであってよい。ホールセンサは、ホール素子とオペアンプを一つの素子として纏めた集積回路である。ホール素子は、半導体によって形成された磁気反応薄膜固体である。ホール素子に電流を流した状態で、電流に対して直角に磁束が近づくと、ローレンツ力の影響により電流と磁束との直角の方向にホール電圧が発生する。この為、ホールセンサはこの電圧を出力する。なお、ホール素子のホール電圧の出力は小さい為、オペアンプによって増幅する。位置検出部120は、ホール電圧からロータ回転角θを検出する。 The position detection unit 120 detects the rotor rotation angle θ of the three-phase AC motor 110. The position detection unit 120 may be, for example, a Hall sensor. A Hall sensor is an integrated circuit that combines a Hall element and an operational amplifier into a single element. The Hall element is a magnetically responsive thin-film solid formed from a semiconductor. When a current flows through the Hall element and a magnetic flux approaches perpendicular to the current, a Hall voltage is generated in the direction perpendicular to the current and magnetic flux due to the influence of the Lorentz force. As a result, the Hall sensor outputs this voltage. Note that the Hall voltage output from the Hall element is small, so it is amplified by an operational amplifier. The position detection unit 120 detects the rotor rotation angle θ from the Hall voltage.

位置検出部120は、三相交流モータ110のコイルに発生する誘起電圧を検出し、計算によってロータ回転角を算出してもよい。誘起電圧は、コイルと永久磁石との位置関係によって変化するため、誘起電圧を検出することによって、ロータ回転角を算出することができる。また、ロータ回転角は以上の方法に限られず任意の方法で取得されてよく、例えば任意の計算によりロータ回転角を算出してもよい。この場合、例えば位置検出部120などのセンサは不要であってよい。 The position detection unit 120 may detect the induced voltage generated in the coils of the three-phase AC motor 110 and calculate the rotor rotation angle by calculation. Since the induced voltage changes depending on the positional relationship between the coils and the permanent magnets, the rotor rotation angle can be calculated by detecting the induced voltage. Furthermore, the rotor rotation angle is not limited to the above method and may be obtained by any method; for example, the rotor rotation angle may be calculated by any calculation. In this case, a sensor such as the position detection unit 120 may not be required.

インバータ130は、電源部140から供給される直流電流を交流電流に変換して、三相交流モータ110に供給する。インバータ130は、三相交流モータ110の各相に交流電流を供給するインバータ回路を備える。インバータ回路は、各相のそれぞれに設けられる半導体スイッチング素子を備える。すなわち、インバータ130のインバータ回路は、電源部140と三相交流モータ110のU相とを接続して半導体スイッチング素子が設けられる配線と、電源部140と三相交流モータ110のV相とを接続して半導体スイッチング素子が設けられる配線と、電源部140と三相交流モータ110のW相とを接続して半導体スイッチング素子が設けられる配線とが、電源部140のプラス側に対して並列に接続されている。半導体スイッチング素子は、例えば、バイポーラトランジスタ(Bipolar Transitor)であってよい。また、半導体スイッチング素子は、ゲートターンオフサイリスタ(GTO:Gate Turn-Off thyristor)、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET:Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transitor)、炭化ケイ素金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(SiC-MOSFET)、窒化ガリウム電界効果トランジスタ(GaN-FET)、酸化ガリウム(Ga2O3)を用いたパワー半導体などであってよい。インバータ回路には、6つの半導体スイッチング素子が3つの相に分かれた回路の各相の上下にそれぞれ設けられる。インバータ130は、半導体スイッチング素子のゲートに後述して説明する駆動回路170からPWM(Pulse Width Modulation)信号が与えられることにより、半導体スイッチング素子を周期的にON/OFF動作、すなわちスイッチングさせることにより、三相交流モータ110の各相に交流電流を供給する。 The inverter 130 converts the DC current supplied from the power supply unit 140 into AC current and supplies it to the three-phase AC motor 110. The inverter 130 includes an inverter circuit that supplies AC current to each phase of the three-phase AC motor 110. The inverter circuit includes semiconductor switching elements provided for each phase. That is, the inverter circuit of the inverter 130 includes wiring that connects the power supply unit 140 to the U phase of the three-phase AC motor 110 and is equipped with semiconductor switching elements, wiring that connects the power supply unit 140 to the V phase of the three-phase AC motor 110 and is equipped with semiconductor switching elements, and wiring that connects the power supply unit 140 to the W phase of the three-phase AC motor 110 and is equipped with semiconductor switching elements, all connected in parallel to the positive side of the power supply unit 140. The semiconductor switching elements may be, for example, bipolar transistors. The semiconductor switching elements may be gate turn-off thyristors (GTOs), insulated gate bipolar transistors (IGBTs), metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (MOSFETs), silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistors (SiC-MOSFETs), gallium nitride field-effect transistors (GaN-FETs), or power semiconductors using gallium oxide (Ga2O3). The inverter circuit has six semiconductor switching elements provided above and below each phase of a circuit divided into three phases. The inverter 130 supplies AC current to each phase of the three-phase AC motor 110 by periodically turning the semiconductor switching elements on and off, i.e., switching them, when a PWM (Pulse Width Modulation) signal is provided to the gates of the semiconductor switching elements from the drive circuit 170, which will be described later.

電源部140は、インバータ130に直流電流を供給する電源である。電源部140は、直流電流をインバータ130に供給する。インバータ130は、電源部140から供給された直流電流を、交流電流に変換する。 The power supply unit 140 is a power supply that supplies DC current to the inverter 130. The power supply unit 140 supplies DC current to the inverter 130. The inverter 130 converts the DC current supplied from the power supply unit 140 into AC current.

抵抗部150は、インバータの各相のそれぞれに流れる交流電流の合計値に対応する電圧Vddを検出する。抵抗部150は、電源部140からインバータ130を介して三相交流モータ110の各相に接続されるそれぞれの配線が合流した箇所に、設けられる。すなわち、抵抗部150は、電源部140と三相交流モータ110のU相とを接続する配線と、電源部140と三相交流モータ110のV相とを接続する配線と、電源部140と三相交流モータ110のW相とを接続する配線とが合流された配線に設けられている。抵抗部150は、例えば、シャント抵抗であってよい。シャント抵抗は、回路に並列に入れる抵抗や、その為の安定化回路、電流検出用の抵抗器である。 The resistor unit 150 detects a voltage Vdd corresponding to the total value of the AC current flowing through each phase of the inverter. The resistor unit 150 is provided at the point where the wiring connected from the power supply unit 140 to each phase of the three-phase AC motor 110 via the inverter 130 converges. That is, the resistor unit 150 is provided at the convergence point of the wiring connecting the power supply unit 140 to the U phase of the three-phase AC motor 110, the wiring connecting the power supply unit 140 to the V phase of the three-phase AC motor 110, and the wiring connecting the power supply unit 140 to the W phase of the three-phase AC motor 110. The resistor unit 150 may be, for example, a shunt resistor. A shunt resistor is a resistor placed in parallel with a circuit, a stabilizing circuit for that purpose, or a resistor for current detection.

電流検出部160は、抵抗部150が検出した電圧Vddから、三相交流モータ110の各相のそれぞれに流れた電流が合流された総電流Iddを計算する。例えば、電流検出部160は、抵抗部150が検出した電圧Vddを差動増幅回路により増幅し、その出力をサンプルホールド回路に入力する。サンプルホールド回路は、入力されたアナログ信号を所定のタイミングによりサンプリングしてA/D変換回路に送る。A/D変換回路は入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。電流検出部160は、デジタル信号から抵抗部150の抵抗値Rを用いて総電流Iddを計算する。 The current detection unit 160 calculates the total current Idd, which is the sum of the currents flowing through each phase of the three-phase AC motor 110, from the voltage Vdd detected by the resistor unit 150. For example, the current detection unit 160 amplifies the voltage Vdd detected by the resistor unit 150 using a differential amplifier circuit and inputs the output to a sample-and-hold circuit. The sample-and-hold circuit samples the input analog signal at a predetermined timing and sends it to an A/D conversion circuit. The A/D conversion circuit converts the input analog signal into a digital signal. The current detection unit 160 calculates the total current Idd from the digital signal using the resistance value R of the resistor unit 150.

駆動回路170は、制御部181の指令部1813が生成したPWM信号に従って、インバータ回路が備える6つの半導体スイッチング素子(U+,V+,W+,U-,V-,W-)の各ゲートに、PWM信号を出力する。 The drive circuit 170 outputs a PWM signal to each gate of the six semiconductor switching elements (U+, V+, W+, U-, V-, W-) included in the inverter circuit in accordance with the PWM signal generated by the command unit 1813 of the control unit 181.

制御装置180は、三相交流モータを制御する制御信号を生成する。図2を用いて、制御装置180の構成について説明する。図2は、本開示に係る三相交流モータシステムの制御装置の構成例を示す図である。図2に示すように、制御装置180は、制御部181と、記憶部182と、を備える。 The control device 180 generates a control signal for controlling the three-phase AC motor. The configuration of the control device 180 will be described using Figure 2. Figure 2 is a diagram showing an example configuration of a control device for a three-phase AC motor system according to the present disclosure. As shown in Figure 2, the control device 180 includes a control unit 181 and a memory unit 182.

制御部181は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、記憶部182に記憶されている各種プログラムがRAM(Random Access Memory)を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部181は、例えば、ASIC(Application Specific Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路、オペアンプを用いたアナログ回路により実現されてもよい。 The control unit 181 is realized by a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit) executing various programs stored in the memory unit 182 using RAM (Random Access Memory) as a working area. The control unit 181 may also be realized by an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array), or an analog circuit using an operational amplifier.

図2に示すように、制御部181は、取得部1811と、計算部1812と、指令部1813と、を備える。 As shown in FIG. 2, the control unit 181 includes an acquisition unit 1811, a calculation unit 1812, and a command unit 1813.

取得部1811は、位置検出部120が検出したロータ回転角θを取得する。 The acquisition unit 1811 acquires the rotor rotation angle θ detected by the position detection unit 120.

計算部1812は、電流検出部160が検出した総電流Iddから各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算する。三相交流モータ110のステータのコイルの結線方法がY結線の場合の総電流Iddの計算方法について説明する。なお、結線方法がδ結線である場合も同じ計算方法にて計算可能である。図3は、三相交流モータの各相電流の時間変化を示す図である。まず、図3の左から二番目のハッチングで示した箇所であるIu≧0、Iv≦0、Iw≦0の場合について説明する。Y結線のコイルに対して、δY変換を実行すると、図4に示すように各相に電流が流れる。図4は、δY変換を模式的に示す模式図である。すなわち、三相交流モータ110に流れる総電流IddがU相に流れる各相電流Iuと等しくなる。ここで、U相、V相、W相のそれぞれにかかる各相電圧Vu,Vv,Vwは、各相デューティ比をdutyU,dutyV,dutyWとすると以下の式(1)、(2)、(3)に示すように表される。なお、デューティ比は、1周期に対する電圧が印加されている期間の比率である。 Calculation unit 1812 calculates the phase currents (Iu, Iv, Iw) from the total current Idd detected by current detection unit 160. A method for calculating the total current Idd when the stator coils of three-phase AC motor 110 are connected in a Y-connection will be described. The same calculation method can also be used when the connection method is a δ-connection. Figure 3 shows the time variation of each phase current of a three-phase AC motor. First, we will explain the case where Iu≧0, Iv≦0, and Iw≦0, which is the hatched area second from the left in Figure 3. When δY conversion is performed on a Y-connected coil, current flows in each phase as shown in Figure 4. Figure 4 is a schematic diagram showing δY conversion. In other words, the total current Idd flowing through three-phase AC motor 110 becomes equal to the phase current Iu flowing through the U-phase. Here, the phase voltages Vu, Vv, and Vw applied to the U, V, and W phases, respectively, are expressed as shown in the following equations (1), (2), and (3), where the phase duty ratios are dutyU, dutyV, and dutyW. The duty ratio is the ratio of the period during which voltage is applied to one cycle.

U相からV相に流れる電流Iuv、U相からW相に流れる電流Iuw、W相からV相に流れる電流Iwvはそれぞれ、以下の式(4)、(5)、(6)に示すように表される。 The current Iuv flowing from the U phase to the V phase, the current Iuw flowing from the U phase to the W phase, and the current Iwv flowing from the W phase to the V phase are expressed as shown in the following equations (4), (5), and (6), respectively.

Iuv+Iuw=Iu,Iuv+Iwv=Iv,Iuw-Iwv=Iwより、以下の式(7)、(8)、(9)が導出できる。 From Iuv + Iuw = Iu, Iuv + Iwv = Iv, and Iuw - Iwv = Iw, the following equations (7), (8), and (9) can be derived.

式(7)、(8)、(9)からVdd/Zを消すと、以下の式(10)、(11)が導出できる。 By eliminating Vdd/Z from equations (7), (8), and (9), the following equations (10) and (11) can be derived.

計算部1812は、式(10)、(11)を用いて総電流Iddと各相デューティ比(dutyU,dutyV,dutyW)から各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算する。計算部1812は、電圧Vdd(総電流Idd)と、デューティ比に基づく値とをインプット値として所定の演算を実行することで、各相電流(Iu,Iv,Iw)をアウトプット値として算出するといえる。デューティ比を用いて補正する演算を実行することで、三相の全てに正又は負の電流が流れているタイミングで電圧Vdd(総電流Idd)を検出した場合にも、電圧Vdd(総電流Idd)に基づいて各相電流を適切に算出できる。なお、以上では、Iu≧0、Iv≦0、Iw≦0の場合を例にしたが、図3に示す他の5つの条件でも、同様に総電流Iddと各相デューティ比から、符号を変えるだけで各相電流を算出可能である。 The calculation unit 1812 calculates the phase currents (Iu, Iv, Iw) from the total current Idd and the phase duty ratios (dutyU, dutyV, dutyW) using equations (10) and (11). The calculation unit 1812 performs a predetermined calculation using the voltage Vdd (total current Idd) and a value based on the duty ratio as input values, thereby calculating the phase currents (Iu, Iv, Iw) as output values. By performing a correction calculation using the duty ratio, the phase currents can be appropriately calculated based on the voltage Vdd (total current Idd), even when the voltage Vdd (total current Idd) is detected when positive or negative current is flowing through all three phases. While the above example illustrates the case where Iu≧0, Iv≦0, and Iw≦0, the phase currents can also be calculated for the other five conditions shown in Figure 3 by simply changing the sign from the total current Idd and the phase duty ratios.

指令部1813は、計算部1812が計算した各相電流に基づいてインバータ130の各相へのPWM信号を生成する。すなわち、指令部1813は、各相デューティ比を計算し、各相デューティ比に基づいてインバータ130の各相へのPWM信号を生成する。 The command unit 1813 generates a PWM signal for each phase of the inverter 130 based on the phase current calculated by the calculation unit 1812. That is, the command unit 1813 calculates the duty ratio for each phase and generates a PWM signal for each phase of the inverter 130 based on the duty ratio for each phase.

指令部1813は、例えば、ベクトル制御を行う場合であれば、回転速度指令Finが与えられると、計測した回転速度Foutとの差分に基づいてトルク電流指令Iqinを生成する。計算部1812が計算した各相電流(Iu,Iv,Iw)から3相2相変換を行った後に、位置検出部120が検出したロータ回転角θを用いて回転座標変換を行うことで、トルク電流Iqと励磁電流Idとを計算する。トルク電流指令Iqinとトルク電流Iqの差分に対してPI(Proportional-Integral)制御演算を行い、電圧指令Vqを生成する。励磁電流Idについても同様に処理して電圧指令Vdを生成する。生成された電圧指令Vd、Vqに対して、ロータ回転角θを用いて固定座標変換した後に、空間ベクトル変換を行うことで、各相電圧Vu、Vv、Vwに変換する。この各相電圧Vu、Vv、Vwから各相デューティ比(dutyU,dutyV,dutyW)を決定する。各相デューティ比(dutyU,dutyV,dutyW)と搬送波とのレベルを比較することで、PWM信号を生成する。PWM信号を反転させることで、下アーム側の信号を生成する。指令部1813はPWM信号を生成したら、PWM信号を駆動回路170に出力する。 For example, when vector control is performed, when the command unit 1813 is given a rotational speed command Fin, it generates a torque current command Iqin based on the difference with the measured rotational speed Fout. After performing a three-phase to two-phase transformation on the phase currents (Iu, Iv, Iw) calculated by the calculation unit 1812, it performs a rotational coordinate transformation using the rotor rotation angle θ detected by the position detection unit 120 to calculate the torque current Iq and excitation current Id. A PI (Proportional-Integral) control calculation is performed on the difference between the torque current command Iqin and the torque current Iq to generate a voltage command Vq. A similar process is performed on the excitation current Id to generate a voltage command Vd. The generated voltage commands Vd and Vq are then subjected to a fixed coordinate transformation using the rotor rotation angle θ, followed by a space vector transformation to convert them into phase voltages Vu, Vv, and Vw. The duty ratios of each phase (dutyU, dutyV, dutyW) are determined from the phase voltages Vu, Vv, and Vw. A PWM signal is generated by comparing the level of each phase duty ratio (dutyU, dutyV, dutyW) with the carrier wave. A signal for the lower arm is generated by inverting the PWM signal. Once the PWM signal has been generated, the command unit 1813 outputs the PWM signal to the drive circuit 170.

記憶部182は、例えば、RAM、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部182には、制御部181の機能を実現する為の各種のプログラムが記憶される。 The memory unit 182 is realized, for example, by a semiconductor memory element such as RAM or flash memory, or a storage device such as a hard disk, SSD (Solid State Drive), or optical disk. The memory unit 182 stores various programs for realizing the functions of the control unit 181.

〔三相交流モータ各相電流の計算方法のフロー〕
次に本開示に係る三相交流モータの各相電流の計算方法について、図5を用いて説明する。図5は、三相交流モータ各相電流の計算方法のフローチャートを示す図である。三相交流モータシステム100は、三相交流モータ110に流れる各相電流を検出する(ステップS101)。三相交流モータシステム100は、総電流と各相デューティ比に基づいて各相電流を計算する(ステップS102)。
[Flow of calculation method for each phase current of a three-phase AC motor]
Next, a method for calculating the phase current of a three-phase AC motor according to the present disclosure will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a flowchart showing the method for calculating the phase current of a three-phase AC motor. The three-phase AC motor system 100 detects the phase current flowing through the three-phase AC motor 110 (step S101). The three-phase AC motor system 100 calculates the phase current based on the total current and the duty ratio of each phase (step S102).

このように、第1実施形態に係る三相交流モータシステム100によれば、電流検出の為のシャント抵抗の数を1つにすることができることから、発熱量を減少させることができる。また、発熱量を減少させることによって、三相交流モータシステム100の小型化や長寿命化に寄与することができる。また、シャント抵抗の数を1つにすることで、電流測定の回数を1回で済ませることができる。 As such, with the three-phase AC motor system 100 according to the first embodiment, the number of shunt resistors for current detection can be reduced to one, thereby reducing the amount of heat generated. Furthermore, reducing the amount of heat generated can contribute to the miniaturization and longer life of the three-phase AC motor system 100. Furthermore, by reducing the number of shunt resistors to one, the number of current measurements required can be reduced to one.

〔第2実施形態〕
第2実施形態に係る三相交流モータシステム100は、第1実施形態に係る三相交流モータシステム100の構成に対して、計算部1812の処理が異なり、記憶部182に記憶内容が付加された以外は同じである。その為、第2実施形態に係る三相交流モータシステム100の構成のうち、第1実施形態に係る三相交流モータシステム100と共通する部分については説明を省略し、計算部1812と記憶部182について説明する。
Second Embodiment
The three-phase AC motor system 100 according to the second embodiment is the same as the three-phase AC motor system 100 according to the first embodiment except for the processing of the calculation unit 1812, and the addition of stored contents to the storage unit 182. Therefore, of the configuration of the three-phase AC motor system 100 according to the second embodiment, explanations of the parts common to the three-phase AC motor system 100 according to the first embodiment will be omitted, and only the calculation unit 1812 and the storage unit 182 will be explained.

計算部1812は、後述して説明する記憶部182に記憶されたロータ回転角と各相デューティ比との関係に基づいて、ロータ回転角が所定の角度進んだと想定した場合の各相デューティ比を計算する。すなわち、ロータ回転角を計測した時点の各相デューティ比を用いて、各相電流を計算すると、各相デューティ比の計算が完了した時点で、ロータ回転角が変わっているので、次の制御に必要な各相デューティ比は、ロータ回転角が所定の値だけ進んだ値を用いて、各相デューティ比を計算する。例えば、ロータ回転角からロータ回転速度を求めて、ロータ回転速度に計算時間を掛けることで、次の制御に必要な各相デューティ比に対応するロータ回転角を算出して良い。計算部1812は、ロータ回転角が所定の角度進んだと想定した場合の各相デューティ比が計算されたら、前述の式(10)、(11)に基づいて、各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算する。計算部1812は、電圧Vdd(総電流Idd)と、各相デューティ比とをインプット値として所定の演算を実行することで、各相電流(Iu,Iv,Iw)をアウトプット値として算出するといえる。 Based on the relationship between the rotor rotation angle and the phase duty ratios stored in the memory unit 182 (described below), the calculation unit 1812 calculates the phase duty ratios for each phase assuming that the rotor rotation angle has advanced by a predetermined angle. That is, if the phase currents are calculated using the phase duty ratios at the time the rotor rotation angle is measured, the rotor rotation angle will have changed by the time the calculation of the phase duty ratios is completed. Therefore, the phase duty ratios required for the next control are calculated using values obtained when the rotor rotation angle has advanced by a predetermined value. For example, the rotor rotation speed may be calculated from the rotor rotation angle, and the rotor rotation speed may be multiplied by the calculation time to calculate the rotor rotation angle corresponding to the phase duty ratios required for the next control. After calculating the phase duty ratios for each phase assuming that the rotor rotation angle has advanced by a predetermined angle, the calculation unit 1812 calculates the phase currents (Iu, Iv, Iw) based on the aforementioned equations (10) and (11). The calculation unit 1812 performs a predetermined calculation using the voltage Vdd (total current Idd) and the duty ratio of each phase as input values, thereby calculating the currents of each phase (Iu, Iv, Iw) as output values.

記憶部182は、ロータ回転角と各相デューティ比との関係を記憶する。すなわち、記憶部182には、三相交流モータ110のロータ回転角θに対応する各相デューティ比(dutyU,dutyV,dutyW)がテーブルとして記憶されている。 The memory unit 182 stores the relationship between the rotor rotation angle and the duty ratio of each phase. That is, the memory unit 182 stores a table of the phase duty ratios (dutyU, dutyV, dutyW) corresponding to the rotor rotation angle θ of the three-phase AC motor 110.

このように、第2実施形態に係る三相交流モータシステム100によれば、ロータ回転角と各相デューティ比との関係を用いて導出された各相デューティ比を用いて、各相電流を計算することから、各相電流の計算を簡略化することができる。すなわち、各相電流の計算速度を上げることができる。したがって、制御部181に性能が低いMPUを用いても、各相電流の計算が可能となることからコストを削減することができる。 In this way, with the three-phase AC motor system 100 according to the second embodiment, the calculation of each phase current can be simplified because the phase current is calculated using the phase duty ratio derived from the relationship between the rotor rotation angle and the phase duty ratio. In other words, the calculation speed of each phase current can be increased. Therefore, even if a low-performance MPU is used for the control unit 181, calculation of each phase current is possible, thereby reducing costs.

〔第3実施形態〕
第3実施形態に係る三相交流モータシステム100は、第1実施形態に係る三相交流モータシステム100の構成に対して、計算部1812の処理が異なり、記憶部182に記憶内容が付加された以外は同じである。その為、第3実施形態に係る三相交流モータシステム100の構成のうち、第1実施形態に係る三相交流モータシステム100と共通する部分については説明を省略し、計算部1812及び記憶部182について説明する。
Third Embodiment
The three-phase AC motor system 100 according to the third embodiment is the same as the three-phase AC motor system 100 according to the first embodiment except for the processing of the calculation unit 1812, and the addition of stored contents to the storage unit 182. Therefore, of the configuration of the three-phase AC motor system 100 according to the third embodiment, explanations of the parts common to the three-phase AC motor system 100 according to the first embodiment will be omitted, and only the calculation unit 1812 and the storage unit 182 will be explained.

計算部1812は、検出されたロータ回転角と力率とに基づいて次の制御に必要な各相デューティ比を算出し、算出された各相デューティ比に基づいて総電流から各相電流を計算する。前述の式(9)、(10)、(11)において、各相デューティ比は電圧の比率であるため、力率を考慮して電流値に変換する。ロータ回転角をθ、力率をφとすると、各相電流Iu、Iv、Iwはそれぞれ、以下の式(12)、(13)、(14)に示すように表される。 Calculation unit 1812 calculates the phase duty ratio required for the next control based on the detected rotor rotation angle and power factor, and calculates the phase current from the total current based on the calculated phase duty ratio. In the above equations (9), (10), and (11), the phase duty ratio is a voltage ratio, so it is converted to a current value taking the power factor into account. If the rotor rotation angle is θ and the power factor is φ, the phase currents Iu, Iv, and Iw are expressed as shown in the following equations (12), (13), and (14), respectively.

すなわち、総電流Idd、ロータ回転角θ、力率φが分かれば、各相電流(Iu,Iv,Iw)を求めることができる。計算部1812は、後述する記憶部182から力率を取得し、総電流Idd、ロータ回転角θ、力率φから、式(12)、(13)、(14)に基づいて、各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算する。すなわち、計算部1812は、ロータ回転角θと力率φとに基づいて次の制御に必要な各相デューティ比を算出し、算出された各相デューティ比に基づいて、総電流から各相電流を計算する。計算部1812は、電圧Vdd(総電流Idd)と、ロータ回転角θ及び力率φとをインプット値として所定の演算を実行することで、各相電流(Iu,Iv,Iw)をアウトプット値として算出するといえる。なお、式(12)、(13)、(14)は、各相デューティ比をロータ回転角θと力率φを用いて表したものである。従って、第3実施形態のようにロータ回転角θと力率φとに基づいて各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算する場合でも、各相デューティ比に基づいて各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算しているということができる。 That is, if the total current Idd, rotor rotation angle θ, and power factor φ are known, the phase currents (Iu, Iv, Iw) can be calculated. The calculation unit 1812 obtains the power factor from the memory unit 182 (described later) and calculates the phase currents (Iu, Iv, Iw) from the total current Idd, rotor rotation angle θ, and power factor φ based on equations (12), (13), and (14). That is, the calculation unit 1812 calculates the phase duty ratios required for the next control based on the rotor rotation angle θ and power factor φ, and calculates the phase currents from the total current based on the calculated phase duty ratios. The calculation unit 1812 performs a predetermined calculation using the voltage Vdd (total current Idd), rotor rotation angle θ, and power factor φ as input values, thereby calculating the phase currents (Iu, Iv, Iw) as output values. Note that equations (12), (13), and (14) express the duty ratio of each phase using the rotor rotation angle θ and the power factor φ. Therefore, even when calculating the phase currents (Iu, Iv, Iw) based on the rotor rotation angle θ and the power factor φ as in the third embodiment, it can be said that the phase currents (Iu, Iv, Iw) are calculated based on the phase duty ratio.

記憶部182は、三相交流モータ110の力率を記憶する。力率は、出荷試験の際に計測した値を記憶部182に記憶してよい。加工誤差やクリアランスのばらつきによって力率が変化することから、出荷試験の際に計測した値を記憶しておくことによって、三相交流モータ110に流れる各相電流(Iu,Iv,Iw)を精度よく計算することができる。なお、力率の計測は出荷試験の際に行われることに限られない。例えば、三相交流モータシステム100に専用の測定器を設けて、ロータ回転角と電流位相と電圧位相から求めてもよい。 The memory unit 182 stores the power factor of the three-phase AC motor 110. The power factor may be a value measured during a shipping test and stored in the memory unit 182. Because the power factor varies due to processing errors and clearance variations, storing the value measured during the shipping test allows for accurate calculation of the phase currents (Iu, Iv, Iw) flowing through the three-phase AC motor 110. Note that the power factor does not necessarily have to be measured during the shipping test. For example, the power factor may be determined from the rotor rotation angle, current phase, and voltage phase by providing a dedicated measuring device in the three-phase AC motor system 100.

このように、第3実施形態に係る三相交流モータシステム100によれば、ロータ回転角θと出荷試験の際に計測した力率φとに基づいて、総電流Iddから各相電流を計算することができる。力率は出荷試験の際に計測した値を用いるため、各相電流(Iu,Iv,Iw)を精度よく計算することができる。すなわち、加工誤差やクリアランスのばらつきがあった場合であっても、出荷試験の際に計測した力率の値を用いて各相電流(Iu,Iv,Iw)を計算することから、各相電流(Iu,Iv,Iw)を精度よく計算することができる。 In this way, with the three-phase AC motor system 100 according to the third embodiment, the current for each phase can be calculated from the total current Idd based on the rotor rotation angle θ and the power factor φ measured during shipping testing. Because the power factor value measured during shipping testing is used for the power factor, the currents for each phase (Iu, Iv, Iw) can be calculated with high accuracy. In other words, even if there are processing errors or variations in clearance, the currents for each phase (Iu, Iv, Iw) can be calculated with high accuracy because the currents for each phase (Iu, Iv, Iw) are calculated using the power factor value measured during shipping testing.

〔構成と効果〕
本開示に係る計算プログラムは、三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出するステップと、総電流及び各相デューティ比に基づいて、三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算するステップと、をコンピュータに実行させる。
[Composition and Effects]
The calculation program according to the present disclosure causes a computer to execute the steps of detecting a total current, which is the sum of the AC currents flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor 110, and calculating each phase current, which is the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor 110, based on the total current and the duty ratio of each phase.

この構成の計算プログラムによれば、三相交流モータ110の各相に流れる電流を適切に検出することができる。また、三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流から各相電流を計算するので、シャント抵抗の数を1つにすることができることから、発熱量を減少させることができる。また、発熱量を減少させることによって、三相交流モータシステム100の小型化や長寿命化に寄与することができる。また、シャント抵抗の数を1つにすることで、電流測定の回数を1回で済ませることができる。 This calculation program allows the current flowing through each phase of the three-phase AC motor 110 to be properly detected. Furthermore, because the current for each phase is calculated from the total current, which is the sum of the AC currents flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor 110, the number of shunt resistors can be reduced to one, thereby reducing the amount of heat generated. Furthermore, reducing the amount of heat generated can contribute to the miniaturization and longer life of the three-phase AC motor system 100. Furthermore, by reducing the number of shunt resistors to one, the number of current measurements required can be reduced to one.

本開示に係る計算プログラムは、三相交流モータ110のロータ回転角を検出するステップをさらに含み、計算するステップは、ロータ回転角と各相デューティ比との関係を記憶部182から読み出すステップと、検出されたロータ回転角から、関係に基づいてロータ回転角が所定の角度進んだと想定した場合の各相デューティ比を算出するステップと、算出された各相デューティ比に基づいて、総電流から各相電流を計算するステップと、を含む。 The calculation program according to the present disclosure further includes a step of detecting the rotor rotation angle of the three-phase AC motor 110, and the calculation step includes a step of reading the relationship between the rotor rotation angle and the duty ratio of each phase from the memory unit 182, a step of calculating the duty ratio of each phase from the detected rotor rotation angle based on the relationship when it is assumed that the rotor rotation angle has advanced by a predetermined angle, and a step of calculating the current of each phase from the total current based on the calculated duty ratio of each phase.

この構成の計算プログラムによれば、各相電流の計算を簡略化することができる。すなわち、各相電流の計算速度を上げることができる。したがって、制御部181に性能が低いMPUを用いても、各相電流の計算が可能となることからコストを削減することができる。 This calculation program can simplify the calculation of each phase current. In other words, it can increase the calculation speed of each phase current. Therefore, even if a low-performance MPU is used for the control unit 181, it is possible to calculate each phase current, thereby reducing costs.

本開示に係る計算プログラムは、三相交流モータ110のロータ回転角を検出するステップをさらに含み、計算するステップは、三相交流モータ110の力率を記憶部182から読み出すステップと、検出されたロータ回転角と読み出された力率とに基づいて、デューティ比と総電流から各相電流を計算するステップと、を含む。 The calculation program according to the present disclosure further includes a step of detecting the rotor rotation angle of the three-phase AC motor 110, and the calculation step includes a step of reading the power factor of the three-phase AC motor 110 from the memory unit 182, and a step of calculating the current of each phase from the duty ratio and total current based on the detected rotor rotation angle and the read power factor.

この構成の計算プログラムによれば、三相交流モータ110の各相に流れる電流を精度良く検出することができる。力率は、出荷試験の際に計測した値を用いる為、加工誤差やクリアランスのばらつきがあった場合であっても、その影響が反映された力率を用いて各相電流を計算することから精度よく計算することができる。 This calculation program allows for accurate detection of the current flowing through each phase of the three-phase AC motor 110. Because the power factor uses values measured during shipping testing, even if there are manufacturing errors or clearance variations, the power factor reflects these effects when calculating the current for each phase, allowing for accurate calculations.

本開示に係る計算方法は、三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出するステップと、総電流及び各相デューティ比に基づいて、三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算するステップと、を含む。 The calculation method according to the present disclosure includes the steps of detecting a total current, which is the sum of the AC currents flowing through the three phases of the three-phase AC motor 110, and calculating each phase current, which is the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor 110, based on the total current and the duty ratio of each phase.

この構成の計算方法によれば、三相交流モータ110の各相に流れる電流を適切に検出することができる。 This calculation method allows for the appropriate detection of the current flowing through each phase of the three-phase AC motor 110.

本開示に係る三相交流モータシステム100は、三相交流によって動作する三相交流モータ110と、半導体スイッチング素子をデューティ比に応じてスイッチング動作させることにより三相交流モータ110の三相のそれぞれに交流電流を供給するインバータ130と、インバータ130の各相のそれぞれに流れる交流電流の合計値に対応する電圧を検出する一つの抵抗部150と、抵抗部150が検出した電圧から三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出する電流検出部160と、総電流及び各相デューティ比に基づいて、三相交流モータ110の三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算する計算部1812と、を備える。 The three-phase AC motor system 100 according to the present disclosure comprises a three-phase AC motor 110 that operates on three-phase AC, an inverter 130 that supplies AC current to each of the three phases of the three-phase AC motor 110 by switching semiconductor switching elements according to a duty ratio, a resistor unit 150 that detects a voltage corresponding to the total value of the AC current flowing through each of the phases of the inverter 130, a current detection unit 160 that detects a total current, which is the total value of the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor 110, from the voltage detected by the resistor unit 150, and a calculation unit 1812 that calculates each phase current, which is the AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor 110, based on the total current and the duty ratio of each phase.

三相交流モータシステム100によれば、シャント抵抗の数を1つにすることができることから、発熱量を減少させることができる。また、発熱量を減少させることによって、三相交流モータシステム100の小型化や長寿命化に寄与することができる。また、シャント抵抗の数を1つにすることで、電流測定の回数を1回で済ませることができる。 With the three-phase AC motor system 100, the number of shunt resistors can be reduced to one, thereby reducing the amount of heat generated. Furthermore, reducing the amount of heat generated can contribute to the miniaturization and longer life of the three-phase AC motor system 100. Furthermore, by reducing the number of shunt resistors to one, the number of current measurements required can be reduced to one.

以上、本開示の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the embodiments are not limited to the content of these embodiments. Furthermore, the aforementioned components include those that would be easily conceivable to a person skilled in the art, those that are substantially identical, and those that are within the scope of what is known as equivalents. Furthermore, the aforementioned components can be combined as appropriate. Furthermore, various omissions, substitutions, or modifications of the components can be made without departing from the spirit of the aforementioned embodiments.

100 三相交流モータシステム
110 三相交流モータ
120 位置検出部
130 インバータ
140 電源部
150 抵抗部
160 電流検出部
170 駆動回路
180 制御装置
181 制御部
1811 取得部
1812 計算部
1813 指令部
182 記憶部
REFERENCE SIGNS LIST 100 Three-phase AC motor system 110 Three-phase AC motor 120 Position detection unit 130 Inverter 140 Power supply unit 150 Resistor unit 160 Current detection unit 170 Drive circuit 180 Control device 181 Control unit 1811 Acquisition unit 1812 Calculation unit 1813 Command unit 182 Storage unit

Claims (8)

三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出するステップと、
前記総電流及び各相デューティ比に基づいて、前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算するステップと、を含み、
前記各相電流を計算するステップにおいては、
前記総電流がU相に流れる電流と等しくなることを前提に設定された計算式を用いて、三相の全てに正又は負の電流が流れているタイミングで検出された前記総電流と、前記各相デューティ比とに基づいて、前記各相電流を算出すること
をコンピュータに実行させる計算プログラム。
detecting a total current, which is a sum of AC currents flowing through three phases of the three-phase AC motor;
and calculating each phase current, which is an AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, based on the total current and each phase duty ratio ;
In the step of calculating each phase current,
Using a calculation formula set on the assumption that the total current is equal to the current flowing in the U phase, the current of each phase is calculated based on the total current detected when a positive or negative current flows in all three phases and the duty ratio of each phase.
A calculation program that causes a computer to execute the following.
前記三相交流モータのロータ回転角を検出するステップをさらに含み、
前記計算するステップは、
前記ロータ回転角と各相デューティ比との関係を記憶部から読み出すステップと、
検出された前記ロータ回転角から、前記関係に基づいて前記ロータ回転角が所定の角度進んだと想定した場合の各相デューティ比を算出するステップと、
算出された前記各相デューティ比に基づいて、前記総電流から各相電流を計算するステップと、を含む、
請求項1に記載の計算プログラム。
detecting a rotor rotation angle of the three-phase AC motor;
The calculating step
reading out the relationship between the rotor rotation angle and each phase duty ratio from a storage unit;
calculating, from the detected rotor rotation angle, a duty ratio for each phase when it is assumed that the rotor rotation angle has advanced by a predetermined angle based on the relationship;
and calculating a current of each phase from the total current based on the calculated duty ratio of each phase.
The calculation program according to claim 1.
前記三相交流モータのロータ回転角を検出するステップをさらに含み、
前記計算するステップは、
三相交流モータの力率を記憶部から読み出すステップと、
検出された前記ロータ回転角と読み出された力率とに基づいて、前記各相デューティ比と前記総電流から各相電流を計算するステップと、を含む、
請求項1に記載の計算プログラム。
detecting a rotor rotation angle of the three-phase AC motor;
The calculating step
reading out the power factor of the three-phase AC motor from a storage unit;
and calculating each phase current from the phase duty ratio and the total current based on the detected rotor rotation angle and the read power factor.
The calculation program according to claim 1.
三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出するステップと、
前記総電流及び各相デューティ比に基づいて、前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算するステップと、を含み、
前記各相電流を計算するステップにおいては、
前記総電流がU相に流れる電流と等しくなることを前提に設定された計算式を用いて、三相の全てに正又は負の電流が流れているタイミングで検出された前記総電流と、前記各相デューティ比とに基づいて、前記各相電流を算出する、
算方法。
detecting a total current, which is a sum of AC currents flowing through three phases of the three-phase AC motor;
and calculating each phase current, which is an AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, based on the total current and each phase duty ratio ;
In the step of calculating each phase current,
calculating the current of each phase based on the total current detected when a positive or negative current flows in all three phases and the duty ratio of each phase, using a calculation formula set on the assumption that the total current is equal to the current flowing in the U phase;
Calculation method.
三相交流によって動作する三相交流モータと、
半導体スイッチング素子を各相デューティ比に応じてスイッチング動作させることにより前記三相交流モータの三相のそれぞれに交流電流を供給するインバータと、
前記インバータの各相のそれぞれに流れる交流電流の合計値に対応する電圧を検出する一つの抵抗部と、
前記抵抗部が検出した前記電圧から前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流の合計値である総電流を検出する電流検出部と、
前記総電流及び前記各相デューティ比に基づいて、前記三相交流モータの三相のそれぞれに流れる交流電流である各相電流を計算する計算部と、を備え、
前記計算部は、前記総電流がU相に流れる電流と等しくなることを前提に設定された計算式を用いて、三相の全てに正又は負の電流が流れているタイミングで検出された前記総電流と、前記各相デューティ比とに基づいて、前記各相電流を算出する
相交流モータシステム。
a three-phase AC motor operated by three-phase AC;
an inverter that supplies AC current to each of the three phases of the three-phase AC motor by switching semiconductor switching elements in accordance with the duty ratio of each phase;
a resistor unit for detecting a voltage corresponding to a total value of AC currents flowing through each phase of the inverter;
a current detection unit that detects a total current, which is a sum of AC currents flowing through the three phases of the three-phase AC motor, from the voltage detected by the resistance unit;
a calculation unit that calculates each phase current, which is an AC current flowing through each of the three phases of the three-phase AC motor, based on the total current and the phase duty ratio ;
The calculation unit calculates the current of each phase based on the total current detected at a timing when a positive or negative current flows in all three phases and the duty ratio of each phase, using a calculation formula set on the assumption that the total current is equal to the current flowing in the U phase.
Three- phase AC motor system.
前記各相電流を計算するステップにおいては、U相、V相、W相のそれぞれの各相電流をIu,Iv,Iw、各相デューティ比をdutyU,dutyV,dutyWとすると、In the step of calculating the phase currents, when the phase currents of the U phase, V phase, and W phase are Iu, Iv, and Iw, and the phase duty ratios are dutyU, dutyV, and dutyW, respectively, the following equations are obtained:
Iu≧0、Iv≦0、Iw≦0の場合、以下の式(10)、及び(11)に基づいて、各相電流Iv,Iwを計算する、When Iu≧0, Iv≦0, and Iw≦0, the phase currents Iv and Iw are calculated based on the following equations (10) and (11):
請求項1に記載の計算プログラム。The calculation program according to claim 1.
前記各相電流を計算するステップにおいては、U相、V相、W相のそれぞれの各相電流をIu,Iv,Iw、各相デューティ比をdutyU,dutyV,dutyWとすると、In the step of calculating the phase currents, when the phase currents of the U phase, V phase, and W phase are Iu, Iv, and Iw, and the phase duty ratios are dutyU, dutyV, and dutyW, respectively, the following equations are obtained:
Iu≧0、Iv≦0、Iw≦0の場合、以下の式(10)、及び(11)に基づいて、各相電流Iv,Iwを計算する、When Iu≧0, Iv≦0, and Iw≦0, the phase currents Iv and Iw are calculated based on the following equations (10) and (11):
請求項4に記載の計算方法。5. The calculation method according to claim 4.
前記計算部は、U相、V相、W相のそれぞれの各相電流をIu,Iv,Iw、各相デューティ比をdutyU,dutyV,dutyWとすると、The calculation unit calculates the following equation, where the phase currents of the U phase, V phase, and W phase are Iu, Iv, and Iw, and the phase duty ratios are dutyU, dutyV, and dutyW, respectively:
Iu≧0、Iv≦0、Iw≦0の場合、以下の式(10)、及び(11)に基づいて、各相電流Iv,Iwを計算する、When Iu≧0, Iv≦0, and Iw≦0, the phase currents Iv and Iw are calculated based on the following equations (10) and (11):
請求項5に記載の三相交流モータシステム。6. The three-phase AC motor system according to claim 5.
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