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JP7813675B2 - Motor control device and electric vehicle system - Google Patents
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JP7813675B2 - Motor control device and electric vehicle system - Google Patents

Motor control device and electric vehicle system

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Description

本発明は、モータ制御装置およびそれを用いた電動車両システムに関する。 The present invention relates to a motor control device and an electric vehicle system using the same.

永久磁石同期モータは、界磁が永久磁石によって与えられ、高効率化に有利であることから、電動車両などの分野で幅広く適用されている。永久磁石同期モータにおいては、温度などにより永久磁石の磁束量が変動すると、トルク特性などのモータ特性が変動する。このため、適用分野によっては、永久磁石の磁束量を推定し、推定された磁束量に基づいて、永久磁石同期モータが制御される。 Permanent magnet synchronous motors are widely used in fields such as electric vehicles because the magnetic field is provided by permanent magnets, which is advantageous for achieving high efficiency. In permanent magnet synchronous motors, when the magnetic flux of the permanent magnet fluctuates due to factors such as temperature, motor characteristics such as torque characteristics fluctuate. For this reason, in some applications, the magnetic flux of the permanent magnet is estimated, and the permanent magnet synchronous motor is controlled based on the estimated magnetic flux.

永久磁石同期モータの磁束量を推定する従来技術として、特許文献1および特許文献2に記載された技術が知られている。 Technologies described in Patent Documents 1 and 2 are known as conventional techniques for estimating the magnetic flux amount of a permanent magnet synchronous motor.

特許文献1に記載された技術では、基準状態、例えば基準温度状態、からの磁束変化量推定値Δφestが、基準状態におけるd軸電圧Vd_stdおよびq軸電圧Vq_std、d軸補正後電圧指令値Vd**およびq軸補正後電圧指令値Vq**、並びに電気角速度ωによって推定される(Δφest=((Vq**/Vd**)×Vd_std-Vq_std)/ω)。Vd**およびVd**は、それぞれ、d軸電圧指令値Vdおよびq軸電圧指令値Vqの補正値である。VdおよびVqは、インバータにおけるスイッチング素子のデッドタイムTdeadおよびスイッチング素子の直流電圧降下に応じて補正される。VdおよびVqのTdeadに応じた補正量は、インバータの直流入力電圧Vdc、スイッチング周波数Fsw、Tdeadおよびd軸基準の電流位相βdに基づいて演算される(段落[0054]参照)。またVdおよびVqのスイッチング素子の直流電圧降下に応じた補正量は、電流を引数とする電圧降下補正マップにより算出される。 In the technology described in Patent Document 1, an estimated value Δφest of magnetic flux change from a reference state, for example, a reference temperature state, is estimated from a d-axis voltage Vd_std and a q-axis voltage Vq_std, a d-axis corrected voltage command value Vd ** and a q-axis corrected voltage command value Vq ** in the reference state, and an electrical angular velocity ω (Δφest = ((Vq ** /Vd ** ) × Vd_std - Vq_std)/ω). Vd ** and Vd ** are corrected values of the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * , respectively. Vd * and Vq * are corrected according to a dead time Tdead of a switching element in the inverter and a DC voltage drop of the switching element. The correction amounts of Vd * and Vq * according to Tdead are calculated based on the inverter's DC input voltage Vdc, switching frequency Fsw, Tdead, and current phase βd based on the d-axis (see paragraph [0054]). Also, the correction amounts of Vd * and Vq * according to the DC voltage drop of the switching elements are calculated using a voltage drop correction map that uses current as an argument.

特許文献2に記載された技術では、q軸電圧指令値、d軸電圧指令値、q軸電流、d軸電流および角速度ωに基づいて演算される磁束推定値が、永久磁石同期電動機の動作状態に関する複数のパラメータ、すなわち、角速度、トルク(または電流)、各部の温度(センサ温度、モータ温度、インバータ温度)、インバータの直流電圧の各々を引数とする複数のマップを用いて算出される誤差補正値によって補正される。 In the technology described in Patent Document 2, a magnetic flux estimation value calculated based on the q-axis voltage command value, d-axis voltage command value, q-axis current, d-axis current, and angular velocity ω is corrected by an error correction value calculated using multiple maps that use multiple parameters related to the operating state of the permanent magnet synchronous motor, namely, angular velocity, torque (or current), temperatures of various parts (sensor temperature, motor temperature, inverter temperature), and inverter DC voltage, as arguments.

特開2019-129572号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-129572 特開2019-129573号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-129573

特許文献1は、磁束変動量推定値Δφestの算出において、d軸補正後電圧指令値Vd**に対するq軸補正後電圧指令値Vq**の比(Vq**/Vd**)が用いられるので、Vd**が小さい場合には、磁束変動量推定値Δφest自体が増大する。このため、推定値の信頼性に問題がある。 In Patent Document 1, the ratio (Vq ** /Vd ** ) of the q-axis corrected voltage command value Vq ** to the d-axis corrected voltage command value Vd ** is used to calculate the magnetic flux fluctuation amount estimated value Δφest, so when Vd ** is small, the magnetic flux fluctuation amount estimated value Δφest itself increases, which poses a problem in the reliability of the estimated value.

特許文献2は、磁束推定値の演算に用いるq軸電圧指令値およびd軸電圧指令値は補正されない。このため、磁束推定値の精度の向上が制限される。 In Patent Document 2, the q-axis voltage command value and d-axis voltage command value used to calculate the magnetic flux estimation value are not corrected. This limits the improvement in the accuracy of the magnetic flux estimation value.

そこで、本発明は、磁束推定の精度および信頼性を向上できるモータ制御装置、並びにこのモータ制御装置を用いる電動車両システムを提供する。 The present invention therefore provides a motor control device that can improve the accuracy and reliability of magnetic flux estimation, as well as an electric vehicle system that uses this motor control device.

上記課題を解決するために、本発明によるモータ制御装置は、回転子が永久磁石を有するモータの速度指令またはトルク指令に応じて、モータへの電力変換装置の出力電圧を制御するための電圧指令を生成する電圧指令作成部と、電圧指令に対してデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部と、永久磁石の磁束を推定する磁束推定部と、を備えるものであって、磁束推定部は、電圧指令と、モータおよび電力変換装置、並びに、モータおよび電力変換装置間に生じる電圧降下と、に基づいて、永久磁石の磁束を推定し、電圧降下は、モータおよび電力変換装置、並びに、モータおよび電力変換装置間における抵抗成分による第1の電圧降下成分と、デッドタイム補償によって生じる第2の電圧降下成分と、電圧降下から、第1の電圧降下成分および第2の電圧降下成分を除いた第3の電圧降下成分と、を含む。 To solve the above problem, the motor control device of the present invention includes a voltage command creation unit that generates a voltage command for controlling the output voltage of a power conversion device to a motor in accordance with a speed command or torque command for the motor, whose rotor has a permanent magnet; a dead time compensation unit that performs dead time compensation on the voltage command; and a magnetic flux estimation unit that estimates the magnetic flux of the permanent magnet. The magnetic flux estimation unit estimates the magnetic flux of the permanent magnet based on the voltage command and voltage drops that occur between the motor and the power conversion device, and between the motor and the power conversion device. The voltage drops include a first voltage drop component due to resistance components between the motor and the power conversion device, and between the motor and the power conversion device, a second voltage drop component that occurs due to dead time compensation, and a third voltage drop component obtained by subtracting the first and second voltage drop components from the voltage drop.

上記課題を解決するために、本発明による電動車両システムは、車輪と、車輪を駆動するモータと、モータに電力を供給する電力変換装置と、電力変換装置を制御する制御装置と、を備えるものであって、制御装置が、上記本発明によるモータ制御装置である。 To solve the above problems, the electric vehicle system of the present invention includes wheels, a motor that drives the wheels, a power conversion device that supplies power to the motor, and a control device that controls the power conversion device, where the control device is the motor control device of the present invention.

本発明によれば、磁束推定の精度および信頼性を向上できる。 The present invention can improve the accuracy and reliability of magnetic flux estimation.

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Other issues, configurations, and advantages will become clear from the description of the following embodiments.

実施例1であるモータ駆動システムの概略構成を示す機能ブロック図である。1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a motor drive system according to a first embodiment; 永久磁石同期モータ10の構造を示す、回転軸に垂直な方向の断面図である。1 is a cross-sectional view showing the structure of a permanent magnet synchronous motor 10 in a direction perpendicular to the rotation axis. d-q軸と、永久磁石同期モータ10の固定子11における三相の巻線15との関係を示す図である。1 is a diagram showing the relationship between the dq axes and three-phase windings 15 in a stator 11 of a permanent magnet synchronous motor 10. 電力変換装置20(図1)の構成を示す回路図である。2 is a circuit diagram showing the configuration of a power conversion device 20 (FIG. 1). FIG. 駆動信号(GXP,GXN)(X:U,V,Wのいずれか)の一例を示す波形図である。10 is a waveform diagram showing an example of drive signals (G XP , G XN ) (X: any one of U, V, and W). FIG. 電圧指令作成部41の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of a voltage command generating unit 41. 実施例1における磁束推定部50(図1)の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of a magnetic flux estimation unit 50 (FIG. 1) in the first embodiment. -I平面に等値線図として表したq軸電圧降下Vdrop_q’の算出例である。10 is a calculation example of a q-axis voltage drop V drop — q ′ shown as a contour map on the I d -I q plane. 図8に示すIとVdrop_qの関係を、Iをパラメータとして表したグラフである。9 is a graph showing the relationship between Iq and V drop_q shown in FIG. 8, with Id as a parameter. -I平面に等値線図として表した第二のq軸電圧降下Vdrop_q’の算出例である。10 is a calculation example of a second q-axis voltage drop V drop — q ′ shown as a contour map on the I d -I q plane. 図10に示すIとVdrop_q’の関係を、Iをパラメータとして表したグラフである。11 is a graph showing the relationship between Iq and V drop — q ′ shown in FIG. 10 with Id as a parameter. -I平面に等値線図として表した第三のq軸電圧降下Vdrop_q’’の算出例である。10 is a calculation example of a third q-axis voltage drop V drop — q ″, which is shown as a contour map on the I d -I q plane. モータ制御装置40におけるq軸電圧降下Vdrop_q_estの演算部の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of a calculation unit for a q-axis voltage drop V drop_q_est in the motor control device 40. 実施例2であるモータ駆動システムの概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a motor drive system according to a second embodiment. 指令値補正部48(図14)の一構成例を示す機能ブロック図である。FIG. 15 is a functional block diagram showing an example of the configuration of a command value corrector 48 (FIG. 14). 実施例3であるモータ駆動システムにおけるモータ制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。FIG. 11 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a motor control device in a motor drive system according to a third embodiment. 実施例4である電動車両システム300の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram showing the configuration of an electric vehicle system 300 according to a fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態について、下記の実施例1~4により、図面を用いながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below using the following Examples 1 to 4 with reference to the drawings.

各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。 In each figure, the same reference numbers indicate the same components or components with similar functions.

図1は、本発明の実施例1であるモータ駆動システムの概略構成を示す機能ブロック図である。 Figure 1 is a functional block diagram showing the general configuration of a motor drive system according to a first embodiment of the present invention.

モータ駆動システム100は、永久磁石同期モータ10と、電力変換装置20と、電流センサ30と、モータ制御装置40と、を備えている。永久磁石同期モータ10には、図示はしていないが、永久磁石同期モータ10の機械的出力を機械的あるいは磁気的に伝える伝達機構を介して、機械的負荷が接続される。 The motor drive system 100 includes a permanent magnet synchronous motor 10, a power conversion device 20, a current sensor 30, and a motor control device 40. Although not shown, a mechanical load is connected to the permanent magnet synchronous motor 10 via a transmission mechanism that mechanically or magnetically transmits the mechanical output of the permanent magnet synchronous motor 10.

モータ制御装置40は、電力変換装置20を制御することによって、永久磁石同期モータ10の回転数またはトルクを所望の値に制御をする。また、本実施例1において、モータ制御装置40は、後述するように、永久磁石同期モータ10が備える永久磁石の磁束や温度を推定する機能を有する。 The motor control device 40 controls the power conversion device 20 to control the rotation speed or torque of the permanent magnet synchronous motor 10 to a desired value. In addition, in this embodiment, the motor control device 40 has the function of estimating the magnetic flux and temperature of the permanent magnets provided in the permanent magnet synchronous motor 10, as described below.

以下、図1に示したモータ駆動システムの各構成要素について説明する。 The following describes each component of the motor drive system shown in Figure 1.

図2は、永久磁石同期モータ10の構造を示す、回転軸に垂直な方向の断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view perpendicular to the rotation axis showing the structure of the permanent magnet synchronous motor 10.

永久磁石同期モータ10は、エアギャップを介して対向する固定子11および回転子12から構成されている。固定子11は、磁性体からなる固定子コア16に巻線15が巻かれた固定子磁極18を複数有している。回転子12は、磁性体からなる回転子コア13と、回転子コア13内に位置する永久磁石17とを有している。 The permanent magnet synchronous motor 10 is composed of a stator 11 and a rotor 12 that face each other across an air gap. The stator 11 has multiple stator poles 18, each of which has windings 15 wound around a stator core 16 made of a magnetic material. The rotor 12 has a rotor core 13 made of a magnetic material and a permanent magnet 17 located within the rotor core 13.

本実施例では、図2に示すように、固定子磁極18の個数(=スロット数)が6個、回転子12の磁極数が2個である。なお、固定子11と回転子12の各磁極数は、図2に示す個数に限らず、所望のモータ特性に応じて任意に設定できる。また、複数ある巻線の接続は、並列接続および直列接続のいずれでもよい。本実施例では、固定子11において対向する2個の固定子磁極18の巻線15が直列接続されて、一相分の巻線が構成されている。したがって、固定子11は、三相分の巻線(U,V,W)を備えている。 In this embodiment, as shown in Figure 2, the number of stator poles 18 (= number of slots) is six, and the number of magnetic poles in the rotor 12 is two. Note that the number of magnetic poles in the stator 11 and rotor 12 is not limited to the number shown in Figure 2 and can be set arbitrarily depending on the desired motor characteristics. Furthermore, the multiple windings may be connected in either parallel or series. In this embodiment, the windings 15 of two opposing stator poles 18 in the stator 11 are connected in series to form one phase of winding. Therefore, the stator 11 has three phases of winding (U, V, W).

固定子磁極18は、巻線15に電流を流すことにより、N極およびS極のいずれかの極性の磁極を生じ、巻線15における電流の向きによって極性を変えられる。本実施例では、巻線15に正の直流電流を流すときに固定子磁極18がS極になるとし、このS極に回転子12における永久磁石17のN極が引きつけられるときの回転子12の回転角度をゼロ度とする。なお、以下、回転子12の回転角度を「回転子位置」と表記する。 When a current is passed through the windings 15, the stator magnetic poles 18 generate magnetic poles of either north or south polarity, and the polarity can be changed depending on the direction of the current in the windings 15. In this embodiment, when a positive DC current is passed through the windings 15, the stator magnetic poles 18 become south poles, and the rotation angle of the rotor 12 when the north pole of the permanent magnet 17 in the rotor 12 is attracted to this south pole is defined as zero degrees. Note that hereafter, the rotation angle of the rotor 12 will be referred to as the "rotor position."

巻線15が複数ある場合、いずれか一つの巻線の位置を基準位置とする。本実施例では、図2中右側に位置する巻線15(U相巻線)の位置を基準位置とする。また、回転子12の反時計回りの回転を正回転と称し、時計回りの回転を逆回転と称す。 When there are multiple windings 15, the position of any one of the windings is taken as the reference position. In this embodiment, the position of the winding 15 (U-phase winding) located on the right side in Figure 2 is taken as the reference position. Furthermore, counterclockwise rotation of the rotor 12 is referred to as forward rotation, and clockwise rotation is referred to as reverse rotation.

本実施例では、回転子位置は、レゾルバやエンコーダ等の回転検出器によって検出され、モータ制御装置40における制御処理に用いられる。なお、回転子位置は、いわゆる位置センサレス制御を適用して、回転検出器を用いることなく、永久磁石同期モータ10に流れるモータ電流もしくは永久磁石同期モータ10への印加電圧に基づいて推定してもよい。 In this embodiment, the rotor position is detected by a rotation detector such as a resolver or encoder, and is used for control processing in the motor control device 40. Note that the rotor position may also be estimated based on the motor current flowing through the permanent magnet synchronous motor 10 or the voltage applied to the permanent magnet synchronous motor 10, without using a rotation detector, by applying so-called position sensorless control.

本実施例では、図2に示すように、埋込磁石型の永久磁石同期モータ10が適用されているが、これに限らず、表面磁石型の永久磁石同期モータなど、回転子が、回転子の温度によって磁束が変化する永久磁石を備えているモータが適用されてもよい。 In this embodiment, as shown in Figure 2, an embedded magnet type permanent magnet synchronous motor 10 is used, but this is not limited to this. A motor with a rotor equipped with a permanent magnet whose magnetic flux changes depending on the rotor temperature, such as a surface magnet type permanent magnet synchronous motor, may also be used.

モータ制御装置40においては、いわゆるベクトル制御が適用されている。そこで、永久磁石同期モータ10と、ベクトル制御に用いられる回転座標軸(d-q軸)との関係について説明しておく。 The motor control device 40 uses so-called vector control. Therefore, we will explain the relationship between the permanent magnet synchronous motor 10 and the rotating coordinate axes (d-q axes) used in vector control.

図3は、d-q軸と、永久磁石同期モータ10の固定子11における三相(U,V,W)の巻線15との関係を示す図である。 Figure 3 shows the relationship between the d-q axes and the three-phase (U, V, W) windings 15 on the stator 11 of the permanent magnet synchronous motor 10.

図3に示すように、三相の巻線(U,V,W)は、電気角で120度の位相差をもって配置されている。回転子12における永久磁石17の主磁束方向をd軸とし、d軸から回転方向に電気角で90度進んだ方向をq軸とする。 As shown in Figure 3, the three-phase windings (U, V, W) are arranged with a phase difference of 120 electrical degrees. The direction of the main magnetic flux of the permanent magnet 17 in the rotor 12 is the d-axis, and the direction 90 electrical degrees ahead of the d-axis in the direction of rotation is the q-axis.

d-q軸は回転座標系における座標軸、すなわち回転子12に設定される座標軸であり、回転子12とともに回転する。したがって、d軸の回転角度は、回転子位置(θd)に等しい。前述のように、本実施例では、U相巻線の位置を基準位置としているので、図3に示すように、θdは、U相巻線の位置から、反時計回りの回転方向を正とする角度で表される。 The d-q axes are coordinate axes in a rotating coordinate system, i.e., coordinate axes set on the rotor 12, and rotate together with the rotor 12. Therefore, the rotation angle of the d-axis is equal to the rotor position (θd). As mentioned above, in this embodiment, the position of the U-phase winding is used as the reference position, so as shown in Figure 3, θd is expressed as an angle with the counterclockwise rotation direction from the position of the U-phase winding being positive.

なお、d軸の方向は、回転子12を回転させるとき、基準位置の巻線15、本実施例ではU相巻線に鎖交する永久磁石17の磁束が最大となる場合に基準位置の巻線の位置に向かう方向でもある。したがって、図3においては、θd=0のときに、U相巻線に鎖交する永久磁石17の磁束が最大となる。 The direction of the d-axis is also the direction toward the position of the winding at the reference position when the magnetic flux of the permanent magnet 17 that links with the winding 15 at the reference position (in this embodiment, the U-phase winding) is at its maximum when the rotor 12 is rotated. Therefore, in Figure 3, when θd = 0, the magnetic flux of the permanent magnet 17 that links with the U-phase winding is at its maximum.

図4は、電力変換装置20(図1)の構成を示す回路図である。図4には、永久磁石同期モータ10および電流センサ30(図1)を併記する。 Figure 4 is a circuit diagram showing the configuration of the power conversion device 20 (Figure 1). Figure 4 also shows the permanent magnet synchronous motor 10 and current sensor 30 (Figure 1).

電力変換装置20は、図4に示すように、直流電圧源120と、半導体スイッチング素子22a~22fの三相フルブリッジ回路から構成される主回路131と、ゲート駆動回路123とを有している。直流電圧源120と主回路131の間には、シャント抵抗135が接続される。これにより、主回路131に過大な電流が流れることが防止される。 As shown in Figure 4, the power conversion device 20 has a DC voltage source 120, a main circuit 131 consisting of a three-phase full-bridge circuit of semiconductor switching elements 22a to 22f, and a gate drive circuit 123. A shunt resistor 135 is connected between the DC voltage source 120 and the main circuit 131. This prevents excessive current from flowing through the main circuit 131.

直流電圧源120としては、バッテリ、AC/DCコンバータ(整流装置を含む)、DC/DCコンバータなどが適用される。本実施例では、半導体スイッチング素子22a~22fとして、IGBTが適用されるが、これに限らずMOSFETなどを適用してもよい。また、本実施例では、主回路131は、インバータモジュールによって構成されている。 The DC voltage source 120 may be a battery, an AC/DC converter (including a rectifier), or a DC/DC converter. In this embodiment, IGBTs are used as the semiconductor switching elements 22a-22f, but this is not limiting and MOSFETs or other elements may also be used. Furthermore, in this embodiment, the main circuit 131 is composed of an inverter module.

主回路131においては、半導体スイッチング素子22a~22fの各々に環流ダイオードが並列接続され、各並列接続がアームを構成する。2個のアームが、直列に接続されることにより、一相分の上下アームが構成される。本実施例では、図4に示すように、スイッチング素子32a,32bによりU相、スイッチング素子32c,32dによりV相、スイッチング素子32e,32fによりW相の上下アームが構成されている。各相の上下アームの接続点は、永久磁石同期モータ10へ接続されている。 In the main circuit 131, a free-wheeling diode is connected in parallel to each of the semiconductor switching elements 22a to 22f, and each parallel connection forms an arm. Two arms are connected in series to form upper and lower arms for one phase. In this embodiment, as shown in Figure 4, the upper and lower arms for the U phase are formed by switching elements 32a and 32b, the V phase by switching elements 32c and 32d, and the W phase by switching elements 32e and 32f. The connection points of the upper and lower arms for each phase are connected to the permanent magnet synchronous motor 10.

ゲート駆動回路123は、PWM信号作成部43(図1)が出力するPWMパルス信号からなるオン・オフ制御信号SUP~SWNに基づいて、駆動信号GUP~GWNを生成して、それぞれ半導体スイッチング素子22a~22fの制御端子(本実施例では、ゲート端子)に出力する。半導体スイッチング素子22a~22fは、それぞれ、駆動信号GUP~GWNによってオン・オフ駆動される。 The gate drive circuit 123 generates drive signals G UP to G WN based on the on/off control signals S UP to S WN , which are PWM pulse signals output by the PWM signal generation unit 43 (FIG. 1), and outputs them to the control terminals (gate terminals in this embodiment) of the semiconductor switching elements 22 a to 22 f, respectively. The semiconductor switching elements 22 a to 22 f are driven to turn on and off by the drive signals G UP to G WN , respectively.

主回路131は、半導体スイッチング素子22a~22fがオン・オフ駆動されることにより、直流電圧源120の直流電圧Edcを三相交流電圧に変換し、この三相交流電圧を永久磁石同期モータ10の三相交流端子に出力する。 By driving the semiconductor switching elements 22a to 22f on and off, the main circuit 131 converts the DC voltage Edc from the DC voltage source 120 into a three-phase AC voltage and outputs this three-phase AC voltage to the three-phase AC terminals of the permanent magnet synchronous motor 10.

図5は、駆動信号(GXP,GXN)(X:U,V,Wのいずれか)の一例を示す波形図である。図5には、PWM信号作成部43(図1)が用いる三角波キャリア信号SとX相電圧指令V の一例が併記されている。 Fig. 5 is a waveform diagram showing an example of the drive signals (G XP , G XN ) (X: any one of U, V, and W). Fig. 5 also shows an example of the triangular wave carrier signal SC and the X-phase voltage command V X * used by the PWM signal generator 43 (Fig. 1).

PWM信号作成部43(図1)は、図5に示すように、三角波キャリア信号SとX相電圧指令V の大小関係から、図5では図示しない、PWMパルス信号からなるオン・オフ制御信号SXP,SXNを生成する。ゲート駆動回路123は、オフ制御信号SXP,SXNに応じて、オフ制御信号SXP,SXNと同じ波形で、かつ半導体スイッチング素子を駆動するために十分な電圧値を有する駆動信号GXP,GXNを生成する。 As shown in Fig. 5, the PWM signal generator 43 (Fig. 1) generates on/off control signals S XP and S XN made up of PWM pulse signals (not shown in Fig. 5) based on the magnitude relationship between the triangular wave carrier signal S C and the X-phase voltage command V X * . In response to the off control signals S XP and S XN , the gate drive circuit 123 generates drive signals G XP and G XN which have the same waveforms as the off control signals S XP and S XN and have voltage values sufficient to drive the semiconductor switching elements.

電力変換装置20においては、永久磁石同期モータ10に出力する交流電圧の周波数よりも充分に高い周波数で半導体スイッチング素子がスイッチングされる。すなわち、三角波キャリア信号Sの周波数がX相電圧指令V の周波数よりも十分に高くされる。このため、電力変換装置20における主回路131が出力する各相の電圧は、駆動信号GXP,GXNに応じてパルス幅変調された矩形波状の電圧であるが、時間的に平均すると、デューティファクタの変化に応じて電圧値が変化する正弦波状電圧になる。 In the power conversion device 20, the semiconductor switching elements are switched at a frequency sufficiently higher than the frequency of the AC voltage output to the permanent magnet synchronous motor 10. That is, the frequency of the triangular wave carrier signal SC is set sufficiently higher than the frequency of the X-phase voltage command VX * . Therefore, the voltages of each phase output from the main circuit 131 in the power conversion device 20 are rectangular wave voltages pulse-width modulated in accordance with the drive signals GXP and GXN , but when averaged over time, they become sinusoidal voltages whose voltage values change in accordance with changes in the duty factor.

デューティファクタの大きさや、大きさの変化の周期を変えることにより、すなわち、X相電圧指令V の大きさや周波数を変えることにより、電力変換装置20が出力する三相交流電圧の大きさ(振幅)および周波数を制御することができる。これにより、永久磁石同期モータ10の可変速駆動やトルク制御が可能になる。 By changing the magnitude of the duty factor and the period of change in magnitude, i.e., by changing the magnitude and frequency of the X-phase voltage command VX * , it is possible to control the magnitude (amplitude) and frequency of the three-phase AC voltage output from the power conversion device 20. This makes it possible to drive the permanent magnet synchronous motor 10 at a variable speed and control the torque.

電流センサ30は、電力変換装置20から永久磁石同期モータ10に流れる三相のモータ電流を検出する。本実施例において、電流センサ30は、U相モータ電流IおよびW相モータ電流Iを検出する。V相モータ電流(「I」とする)は、検出されたU相モータ電流IおよびW相モータ電流Iに基づいて、モータ制御装置40において算出される(I=-I-I)。なお、電流センサ30としては、例えば、電流トランス(CT)が適用される。 Current sensor 30 detects three-phase motor currents flowing from power conversion device 20 to permanent magnet synchronous motor 10. In this embodiment, current sensor 30 detects U-phase motor current IU and W-phase motor current IW . V-phase motor current (referred to as " IV ") is calculated in motor control device 40 based on the detected U-phase motor current IU and W-phase motor current IW ( IV = -IU -IW ). Note that a current transformer (CT), for example, is used as current sensor 30.

電流センサ30としては、ホールCTやシャント抵抗が適用されてもよい。シャント抵抗が適用される場合、いわゆる1シャント方式や3シャント方式が用いられる。1シャント方式では、主回路131(図4)への直流入力電流、すなわち直流母線電流を1個のシャント抵抗(例えば、図4におけるシャント抵抗135)で検出し、直流母線電流の検出値に基づいて、三相モータ電流が検出される。3シャント方式では、三相の下アームの各々にシャント抵抗を設け、これら3個のシャント抵抗によって検出される電流値に基づいて、三相モータ電流が検出される。 A Hall CT or a shunt resistor may be used as the current sensor 30. When a shunt resistor is used, the so-called one-shunt or three-shunt system is used. In the one-shunt system, the DC input current to the main circuit 131 (Figure 4), i.e., the DC bus current, is detected by a single shunt resistor (e.g., shunt resistor 135 in Figure 4), and the three-phase motor current is detected based on the detected value of the DC bus current. In the three-shunt system, a shunt resistor is provided in each of the three lower phase arms, and the three-phase motor current is detected based on the current values detected by these three shunt resistors.

次に、モータ制御装置40(図1)について説明する。 Next, we will explain the motor control device 40 (Figure 1).

モータ制御装置40は、電力変換装置20のスイッチング動作を制御することにより、永久磁石同期モータ10の速度およびトルクの少なくとも一方を制御する。その際、モータ制御装置40は、速度指令ω またはトルク指令Trqと、電流センサ30によって検出されるモータ電流とに基づいて、三相電圧指令V ,V ,V を作成する。なお、速度指令ω またはトルク指令Trqは、モータ制御装置40に設定されていてもよいし、図1には図示されない上位制御系などの他の制御系からモータ制御装置40に与えられてもよい。 Motor control device 40 controls at least one of the speed and torque of permanent magnet synchronous motor 10 by controlling the switching operation of power conversion device 20. In doing so, motor control device 40 generates three-phase voltage commands VU * , VV * , VW * based on speed command ωr * or torque command Trq * and the motor current detected by current sensor 30. Note that speed command ωr * or torque command Trq * may be set in motor control device 40, or may be provided to motor control device 40 from another control system such as a higher-level control system not shown in FIG. 1 .

さらに、モータ制御装置40は、PWM信号作成部43によって、三相電圧指令V ,V ,V に応じたPWMパルスからなるオン・オフ制御信号SUP~SWNを生成する。モータ制御装置40は、このオン・オフ制御信号SUP~SWNによって、電力変換装置20のスイッチング動作を制御する。 Furthermore, motor control device 40 generates on/off control signals S UP to S WN consisting of PWM pulses according to the three-phase voltage commands V U * , V V * , and V W * using PWM signal creation unit 43. Motor control device 40 controls the switching operation of power conversion device 20 using these on/off control signals S UP to S WN .

前述のように、モータ制御装置40においては、いわゆるベクトル制御が適用されている。このため、電圧指令作成部41(図1)は、回転座標系における演算処理により、電圧指令値を生成する。 As mentioned above, the motor control device 40 uses so-called vector control. Therefore, the voltage command creation unit 41 (Figure 1) generates voltage command values through calculations in a rotating coordinate system.

図6は、電圧指令作成部41の構成を示す機能ブロック図である。 Figure 6 is a functional block diagram showing the configuration of the voltage command creation unit 41.

電圧指令作成部41は、速度指令またはトルク指令(図1におけるω ,Trq)に基づいて算出される第1のd軸電流指令I および第1のq軸電流指令I と、d軸検出電流Idcおよびq軸検出電流Iqcと、インバータ周波数指令ω(ωに代えてωrでもよい)とを入力して、式(1)および式(2)を用いて、d軸電圧指令V およびq軸電圧指令V を生成する。なお、IdcおよびIqcは、電流センサ30によって検出される三相モータ電流を、静止座標から回転座標へ座標変換することにより算出される。 The voltage command generator 41 receives the first d-axis current command Id * and the first q-axis current command Iq * calculated based on the speed command or the torque command ( ωr * , Trq * in FIG. 1), the d-axis detected current Idc and the q-axis detected current Iqc , and the inverter frequency command ω1 (ωr * may be used instead of ω1 ), and generates the d-axis voltage command Vd * and the q-axis voltage command Vq * using equations (1) and (2). Note that Idc and Iqc are calculated by converting the three-phase motor currents detected by the current sensor 30 from stationary coordinates to rotating coordinates.

式(1)および式(2)において、Rは永久磁石同期モータ10の1相あたりの巻線抵抗、Lはd軸インダクタンス、Lはq軸インダクタンス、Keは誘起電圧定数である。 In equations (1) and (2), R is the winding resistance per phase of permanent magnet synchronous motor 10, Ld is the d-axis inductance, Lq is the q-axis inductance, and Ke is the induced voltage constant.

**およびI **は、モータ電流がI およびI に追従して流れるようにするためにPI制御からなる電流制御器によって生成される、それぞれ第2のd軸電流指令および第2のq軸電流指令である。 Id ** and Iq ** are the second d-axis current command and the second q-axis current command, respectively, generated by a current controller consisting of PI control so that the motor current flows following Id * and Iq * .

**を生成するd軸電流制御器114aにおいては、加減算器91dによって、第1のd軸電流指令I とd軸検出電流Idcとの差分(I -Idc)が演算され、比例器92cによって、差分演算値に、比例ゲイン(Kp_d)が乗算される。また、差分演算値は、比例器92dによって積分ゲイン(Ki_d)が乗算され、積分器94cによって積分される。比例ゲインKp_dが乗算された差分演算値と、積分ゲインKi_dが乗算された積分値とが、加算器90bによって加算され、I **が演算される。 In the d-axis current controller 114a that generates Id ** , an adder/subtractor 91d calculates the difference ( Id * -Idc ) between the first d-axis current command Id * and the d-axis detected current Idc , and a proportional unit 92c multiplies the calculated difference by a proportional gain ( Kp_d ). The calculated difference is also multiplied by an integral gain ( Ki_d ) in the proportional unit 92d and integrated in the integrator 94c. The calculated difference multiplied by the proportional gain Kp_d and the integral multiplied by the integral gain Ki_d are added by an adder 90b to calculate Id ** .

**を生成するq軸電流制御器114bにおいては、加減算器91eによって、第1のq軸電流指令I とq軸検出電流Iqcとの差分(I -Iqc)が演算され、比例器92eによって、差分演算値に、比例ゲイン(Kp_q)が乗算される。また、差分演算値は、比例器92fによって積分ゲイン(Ki_q)が乗算され、積分器94dによって積分される。比例ゲインKp_qが乗算された差分演算値と、積分ゲインKi_qが乗算された積分値とが、加算器90cによって加算され、I **が演算される。 In the q-axis current controller 114b that generates Iq ** , an adder/subtractor 91e calculates the difference ( Iq * -Iqc ) between the first q-axis current command Iq * and the q-axis detected current Iqc , and a proportional unit 92e multiplies the calculated difference by a proportional gain ( Kp_q ). The calculated difference is also multiplied by an integral gain ( Ki_q ) by a proportional unit 92f and integrated by an integrator 94d. An adder 90c adds the calculated difference multiplied by the proportional gain Kp_q to the integral value multiplied by the integral gain Ki_q to calculate Iq ** .

Id**には乗算器92gによってRが乗算されて、式(1)の右辺における「R×I **」が演算される。Iq**には乗算器92iによってRが乗算されて、式(2)の右辺における「R×I **」が演算される。 Id ** is multiplied by R by a multiplier 92g to calculate "R× Id ** " on the right side of equation (1). Iq ** is multiplied by R by a multiplier 92i to calculate "R× Iq ** " on the right side of equation (2).

**がローパスフィルタ98aによってフィルタリングされて、式(1)の右辺に示すI ** _filが得られる。さらに、I ** _filには乗算器92hによってLおよびωが乗算されて、式(1)の右辺における「ω×L×I ** _fil」が演算される。加減算器91fによって、乗算器92gによって演算された「R×I **」から、乗算器92hによって演算された「ω×L×I ** _fil」が減算される。これにより、V が生成される。 Iq ** is filtered by a low-pass filter 98a to obtain Iq ** _fil shown on the right-hand side of equation (1). Furthermore, Iq ** _fil is multiplied by Lq and ω1 by a multiplier 92h to calculate " ω1 × Lq × Iq ** _fil " on the right-hand side of equation (1). An adder-subtractor 91f subtracts " ω1 × Lq × Iq ** _fil " calculated by the multiplier 92h from "R× Id ** " calculated by the multiplier 92g. This generates Vd * .

**がローパスフィルタ98bによってフィルタリングされて、式(2)の右辺に示すI ** _filが得られる。さらに、I ** _filには乗算器92jによってLおよびωが乗算されて、式(2)の右辺における「ω×L×I ** _fil」が演算される。ωには乗算器92kによってKeが乗算されて、式(2)における「ω×Ke」が演算される。加算器90dによって、乗算器92iによって演算された「R×I **」と、乗算器92jによって演算された「ω×L×I ** _fil」と、乗算器92kによって演算された「ω×Ke」とが加算される。これにより、V が生成される。 Id ** is filtered by a low-pass filter 98b to obtain Id ** _fil shown on the right-hand side of equation (2). Furthermore, Id ** _fil is multiplied by Ld and ω1 by a multiplier 92j to calculate " ω1 × Ld × Id ** _fil " on the right-hand side of equation (2). ω1 is multiplied by Ke by a multiplier 92k to calculate " ω1 ×Ke" in equation (2). An adder 90d adds "R× Iq ** " calculated by the multiplier 92i, " ω1 × Ld × Id ** _fil " calculated by the multiplier 92j, and " ω1 ×Ke" calculated by the multiplier 92k. This generates Vq * .

上述のように、電圧指令作成部41では、d軸電流制御器114aおよびq軸電流制御器114bが、式(1)および(2)に基づく電圧演算部にカスケードに接続される。また、電圧演算部には、永久磁石同期モータ10のモータ定数に応じた時定数(T(=L/R),T(=L/R))を有する一次遅れからなるローパスフィルタ98a,98bが適用されている。これらにより、演算周期に制約がある場合などにおいても、安定したベクトル制御を実現できる。 As described above, in voltage command creation unit 41, d-axis current controller 114a and q-axis current controller 114b are cascade-connected to a voltage calculation unit based on equations (1) and (2). In addition, low-pass filters 98a and 98b, which are first-order lag filters having time constants ( Tq (= Lq /R), Td (= Ld /R)) corresponding to the motor constants of permanent magnet synchronous motor 10, are used in the voltage calculation unit. This makes it possible to achieve stable vector control even when there are restrictions on the calculation period.

以下、本実施例1におけるモータ制御装置40が備える磁束推定機能について説明する。 The magnetic flux estimation function provided by the motor control device 40 in this embodiment 1 is described below.

図7は、本実施例1における磁束推定部50(図1)の構成を示す機能ブロック図である。 Figure 7 is a functional block diagram showing the configuration of the magnetic flux estimation unit 50 (Figure 1) in this embodiment 1.

なお、図7には、磁束推定部50とともに磁束推定に関わる、磁束テーブル51、漂游電圧テーブル52、デッドタイム補償誤差演算部53、巻線抵抗推定部54も併記されている。 In addition to the magnetic flux estimation unit 50, Figure 7 also shows the magnetic flux table 51, stray voltage table 52, dead time compensation error calculation unit 53, and winding resistance estimation unit 54, which are related to magnetic flux estimation.

本実施例においては、電力変換装置20から永久磁石同期モータ10に三相交流電圧が出力されているとき、q軸電圧指令Vq、永久磁石同期モータ10の回転角速度ω(電気角)、d軸電流Iおよびq軸電流I、直流電圧源120(図2)の直流電圧Edc、巻線温度Temp_wに基づいて、磁石磁束を表すd軸鎖交磁束Ψ並びに磁石温度Temp_mが推定される。 In this embodiment, when a three-phase AC voltage is output from the power conversion device 20 to the permanent magnet synchronous motor 10, the d-axis interlinkage magnetic flux Ψd representing the magnet magnetic flux and the magnet temperature Temp_m are estimated based on the q-axis voltage command Vq * , the rotational angular velocity ωe (electrical angle) of the permanent magnet synchronous motor 10, the d-axis current Id and the q-axis current Iq, the DC voltage Edc of the DC voltage source 120 ( FIG. 2 ), and the winding temperature Temp_w.

永久磁石同期モータ10の定常状態におけるq軸電圧方程式は、微分項(sL **)を無視すると、式(3)および(4)で表せる。なお、式(4)におけるΨd0は、永久磁石のみによるd軸鎖交磁束成分である。 The q-axis voltage equation in the steady state of the permanent magnet synchronous motor 10 can be expressed by equations (3) and (4) if the differential term (sL q I q ** ) is ignored. Note that Ψ d0 in equation (4) is the d-axis flux linkage component due to only the permanent magnets.

式(3)におけるq軸電圧降下Vdrop_qは、速度起電力(誘起電圧:ω×Ψ)とq軸電圧指令値V との差分(V -ω×Ψ)であり、巻線抵抗Rによる電圧降下、スイッチング素子(図4:22a~22f)での電圧降下、デッドタイムに起因する誤差電圧、PWM方式に起因する誤差電圧などを含むq軸における総電圧降下である。式(3)に基づけば、Vdrop_qを構成するこれら複数の電圧成分を考慮してVdrop_qを算出することにより、Ψを推定することができる。 The q-axis voltage drop V drop_q in equation (3) is the difference (V q * - ω e × Ψ d ) between the speed electromotive force (induced voltage: ω e × Ψ d ) and the q-axis voltage command value V q * , and is the total voltage drop on the q axis including the voltage drop due to the winding resistance R, the voltage drop in the switching elements (22a to 22f in FIG. 4), the error voltage due to dead time, the error voltage due to the PWM method, etc. Based on equation (3), Ψ d can be estimated by calculating V drop_q in consideration of these multiple voltage components that make up V drop_q .

まず、予め、永久磁石同期モータ10の異なる二通りの回転数のもとで、d軸電流Iおよびq軸電流Iを格子点状((I,I))に振り、(I,I)に対するd軸電圧およびq軸電圧(V,V)を測定する。この時、磁石温度Temp_mは一定値(Temp_m_calib)、例えば、予め設定される標準温度となるようにする。 First, the d-axis current Id and the q-axis current Iq are distributed in a grid pattern (( Id , Iq )) at two different rotation speeds of the permanent magnet synchronous motor 10, and the d-axis voltage and the q-axis voltage ( Vd , Vq ) relative to ( Id , Iq ) are measured. At this time, the magnet temperature Temp_m is set to a constant value ( Temp_m_calib ), for example, a preset standard temperature.

永久磁石同期モータ10の回転角速度(電気角)がωe1およびωe2である時のq軸電圧指令値をそれぞれVq1 およびVq2 とすると、Vq1 およびVq2 は、式(3)に基づいて、それぞれの式(5)および式(6)で表せる。なお、ωe2>ωe1とする。 If the q-axis voltage command values when the rotational angular velocities (electrical angles) of permanent magnet synchronous motor 10 are ωe1 and ωe2 are Vq1 * and Vq2 * , respectively, Vq1 * and Vq2 * can be expressed by equations (5) and (6), respectively, based on equation (3), where ωe2 > ωe1 .

ここで、d軸鎖交磁束Ψとq軸電圧降下Vdrop_qは回転数に依存しないとしている。 Here, it is assumed that the d-axis interlinkage magnetic flux Ψ d and the q-axis voltage drop V drop_q do not depend on the rotation speed.

式(5)および式(6)より、d軸鎖交磁束Ψおよびq軸電圧降下Vdrop_qは、それぞれ式(7)および式(8)で表される。 From equations (5) and (6), the d-axis interlinkage magnetic flux Ψ d and the q-axis voltage drop V drop_q are expressed by equations (7) and (8), respectively.

上述の測定データ((I,I)に対する(V,V))を用いて、式(7)および式(8)より、(I,I)を引数とするΨおよびVdrop_qの各テーブルデータが算出される。ΨおよびVdrop_qのテーブルデータは、それぞれ、磁束テーブル51(Ψd_calib_table)およびq軸電圧降下適合テーブル(Vdrop_q_calib_table)として、モータ制御装置40に保存される。 Using the above-mentioned measurement data ((V d , V q ) for (I d , I q )), the table data for Ψ d and V drop_q are calculated using equations (7) and (8) with (I d , I q ) as arguments. The table data for Ψ d and V drop_q are stored in the motor control device 40 as the magnetic flux table 51 (Ψ d_calib_table ) and the q-axis voltage drop adaptation table (V drop_q_calib_table ), respectively.

q軸電圧降下Vdrop_qは、複数の要因によって生じる電圧降下成分が含まれている。本発明者の検討により、本実施例では、高精度に磁束推定を行うために、次の三要因に関してq軸電圧降下成分を補正する。三要因とは、デッドタイム誤差時間、巻線抵抗を含む抵抗成分、並びに、q軸電圧降下適合テーブルから得られるVdrop_qからデッドタイム誤差時間および抵抗成分を要因とする電圧降下成分を除いた残りの電圧降下成分(漂游電圧)、である。 The q-axis voltage drop V drop_q includes a voltage drop component caused by multiple factors. Based on the inventor's research, in this embodiment, in order to estimate the magnetic flux with high accuracy, the q-axis voltage drop component is corrected for the following three factors. The three factors are the dead time error time, the resistance component including the winding resistance, and the voltage drop component (stray voltage) remaining after subtracting the voltage drop component caused by the dead time error time and the resistance component from V drop_q obtained from the q-axis voltage drop compatibility table.

上記三要因を考慮すると、Vdrop_qは式(9)で表される。 Considering the above three factors, V drop_q is expressed by equation (9).

式(9)の右辺第一項(RI)は、抵抗成分Rによる電圧降下成分であり、d軸電流Iに比例する。式(9)におけるRは、永久磁石同期モータ10の巻線抵抗と、半導体スイッチング素子(22a~22:図4)の抵抗成分と、配線ケーブルなど、電力変換装置20から永久磁石同期モータ10までの抵抗成分の和である(以下、「総抵抗値」と称する)。式(9)の右辺第二項(Vdead_q)は、デッドタイム補償に伴って生じる電圧降下成分である。式(9)の右辺第三項(Verr_q)は、漂游誤差電圧と称し、半導体スイッチング素子の電圧降下の非線形成分、半導体スイッチング素子のスイッチングに起因する非線形成分、永久磁石同期モータ10の漏れ磁束や構造に起因する成分などを含み、電力変換装置20と永久磁石同期モータ10の組合せによる固有の値になる。 The first term (RI q ) on the right side of equation (9) is a voltage drop component due to resistance component R and is proportional to the d-axis current I d . R in equation (9) is the sum of the winding resistance of the permanent magnet synchronous motor 10, the resistance components of the semiconductor switching elements (22 a to 22: FIG. 4), and the resistance components from the power conversion device 20 to the permanent magnet synchronous motor 10, such as the wiring cables (hereinafter referred to as the "total resistance value"). The second term (V dead_q ) on the right side of equation (9) is a voltage drop component resulting from dead time compensation. The third term (V err_q ) on the right side of equation (9) is called a stray error voltage, and includes a nonlinear component of the voltage drop of the semiconductor switching elements, a nonlinear component due to the switching of the semiconductor switching elements, and a component due to the leakage flux and structure of the permanent magnet synchronous motor 10. This value is specific to the combination of the power conversion device 20 and the permanent magnet synchronous motor 10.

以下、Vdead_qについて説明するが、まず、デッドタイムについて簡単に説明しておく。 V dead_q will be explained below, but first, dead time will be briefly explained.

前述の図5においては、図示および説明を省略したが、X相上アームの半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号GXPと、X相下アームの半導体スイッチング素子を駆動する駆動信号GXNには、上下アームの短絡を防止するために、両アームの半導体スイッチング素子が共にオフとなる期間、すなわち、いわゆるデッドタイムが設定される。 Although not shown or described in FIG. 5 , a period during which the semiconductor switching elements of both arms are turned off, i.e., a so-called dead time, is set in drive signal G XP that drives the semiconductor switching element of the X-phase upper arm and drive signal G XN that drives the semiconductor switching element of the X-phase lower arm, in order to prevent a short circuit between the upper and lower arms.

なお、本実施例では、PWM信号作成部43(図1)によって、オン・オフ制御信号SUP~SWNにデッドタイムが設定される。 In this embodiment, the PWM signal generator 43 (FIG. 1) sets dead times in the on/off control signals S UP to S WN .

デッドタイムが設定されていると、永久磁石同期モータ10に印加したい電圧(電圧指令)と、実際に永久磁石同期モータ10に印加される電圧との間に誤差(デッドタイム誤差電圧)が生じる。このため、モータ電流の波形歪が発生する。そこで、本実施例では、デッドタイム補償部42(図1)が、V およびV を三相交流電圧指令V ,V ,V に変換し、さらに、デッドタイムに伴うモータ電流の波形歪を低減するために、V ,V ,V に対してデッドタイム誤差電圧を補償する。 When a dead time is set, an error (dead time error voltage) occurs between the voltage (voltage command) to be applied to permanent magnet synchronous motor 10 and the voltage actually applied to permanent magnet synchronous motor 10. This causes waveform distortion of the motor current. Therefore, in this embodiment, dead time compensator 42 (FIG. 1) converts Vd * and Vq * into three-phase AC voltage commands VU * , VV * , VW * , and further compensates VU * , VV * , VW * for the dead time error voltage in order to reduce waveform distortion of the motor current due to the dead time.

なお、デッドタイム誤差電圧を補償するデッドタイム補償に関しては様々な技術が知られている。例えば、dq軸における電流指令から三相電流の極性を求め、この三相電流極性により三相交流電圧指令を補正する。 Various techniques are known for dead time compensation, which compensates for dead time error voltages. For example, the polarity of the three-phase current is determined from the current commands on the d and q axes, and the three-phase AC voltage commands are corrected based on this three-phase current polarity.

本実施例のデッドタイム補償部42では、電力変換装置20の直流電源電圧、スイッチング周波数、デッドタイムおよび電流位相に基づき、所定の数式を用いて、デッドタイム誤差電圧を演算する。 In this embodiment, the dead time compensation unit 42 calculates the dead time error voltage using a predetermined formula based on the DC power supply voltage, switching frequency, dead time, and current phase of the power conversion device 20.

本実施例におけるデッドタイム補償誤差演算部53(図1)は、デッドタイム補償に伴って発生する電圧降下成分(以下、デッドタイム補償誤差電圧と称す)を演算する。 In this embodiment, the dead time compensation error calculation unit 53 (Figure 1) calculates the voltage drop component that occurs due to dead time compensation (hereinafter referred to as the dead time compensation error voltage).

デッドタイム補償誤差演算部53は、q軸に現れるデッドタイム補償誤差電圧Vdead_qを、式(10)および式(11)によって演算する。 The dead time compensation error calculation unit 53 calculates the dead time compensation error voltage V dead_q appearing on the q axis using equations (10) and (11).

式(10)および式(11)において、Edcは直流電圧源120(図2)の直流電圧、Tswはスイッチング周期、βはd軸を基準とする電流位相角、Tdead_realは実際のデッドタイム、Tdead_cmpはデッドタイム補償時間(デッドタイム(設定値)に相当)である。 In equations (10) and (11), Edc is the DC voltage of DC voltage source 120 (FIG. 2), Tsw is the switching period, β is the current phase angle based on the d-axis, Tdead_real is the actual dead time, and Tdead_cmp is the dead time compensation time (equivalent to the dead time (set value)).

実際のデッドタイムTdead_realと、デッドタイム補償時間Tdead_cmpは、同じ値にすることが多い。しかし、異なる値にすることもある。例えば、モータのインダクタンスが小さい時などは、モータ電流の歪を抑制したい場合がある。その場合、デッドタイム補償時間は、モータ電流の歪を最小化する値に設定する。電流ゼロクロス付近の電流歪は、デッドタイム補償量を大きくすると増大しやすいため、デッドタイム補償時間は実際のデッドタイム時間とは異なり、小さい値に設定されることがある。このような場合、式(10)および式(11)に示すデッドタイム補償誤差電圧Vdead_qが発生する。デッドタイム補償誤差電圧Vdead_qは、デッドタイム補償を行った際の過補償あるいは補償不足による誤差電圧を意味する。 The actual dead time T dead_real and the dead time compensation time T dead_cmp are often set to the same value. However, they may also be set to different values. For example, when the motor inductance is small, it may be desirable to suppress distortion of the motor current. In such cases, the dead time compensation time is set to a value that minimizes distortion of the motor current. Because current distortion near the current zero crossing tends to increase when the dead time compensation amount is increased, the dead time compensation time may be set to a small value different from the actual dead time. In such cases, a dead time compensation error voltage V dead_q is generated as shown in equations (10) and (11). The dead time compensation error voltage V dead_q represents the error voltage resulting from overcompensation or undercompensation when dead time compensation is performed.

本実施例においては、PWM信号作成部43やゲート駆動回路123で設定される実際のデッドタイムと、デッドタイム補償部42で補償するデッドタイム補償時間が異なる場合においても高精度に磁束推定ができる。 In this embodiment, magnetic flux estimation can be performed with high accuracy even when the actual dead time set by the PWM signal creation unit 43 and gate drive circuit 123 differs from the dead time compensation time compensated for by the dead time compensation unit 42.

ここで、q軸電圧降下Vdrop_qの算出例について、図8および図9を用いて説明する。 Here, an example of calculating the q-axis voltage drop V drop_q will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG.

図8は、I-I平面に等値線図として表したq軸電圧降下Vdrop_qの算出例である。また、図9は、図8に示すIとVdrop_qの関係を、Iをパラメータとして表したグラフである。 Fig. 8 is a calculation example of the q-axis voltage drop V drop_q shown as a contour map on the I d -I q plane. Fig. 9 is a graph showing the relationship between I q and V drop_q shown in Fig. 8 using I d as a parameter.

図8により、あるIに対してIが負方向に大きくなるにつ入れて、Vdrop_qの絶対値が減少する傾向にあるのが分かる。つまり、Iが負方向に大きくなると、Iが正ではVdrop_qが減少、Iが負ではVdrop_qが増加する傾向がある。また、図9からも、Iの値に応じて、Iに対するVdrop_qの変化が異なっているのが分かる。 8 shows that the absolute value of V drop_q tends to decrease as Id increases in the negative direction for a given Iq . In other words, as Id increases in the negative direction, V drop_q tends to decrease when Iq is positive and increase when Iq is negative. Also, FIG. 9 shows that the change in V drop_q relative to Iq differs depending on the value of Id .

式(10)および式(11)に基づけば、Iに対するVdrop_qの変化が異なっているのは、電流位相角βの関数であるデッドタイム補償誤差電圧Vdead_qが存在するためである。一方、実際のデッドタイムとデッドタイム補償時間が同じである場合、q軸電圧降下Vdrop_qは、式(9)の右辺第一項の抵抗成分Rによる電圧降下成分が支配的な成分となる。この場合、Iに依存することなくIによってVdrop_qの値が決まる。 Based on equations (10) and (11), the difference in the change in V drop_q relative to Iq is due to the existence of the dead-time compensation error voltage V dead_q , which is a function of the current phase angle β. On the other hand, when the actual dead time and the dead-time compensation time are the same, the q-axis voltage drop V drop_q is dominated by the voltage drop component due to the resistance component R in the first term on the right-hand side of equation (9). In this case, the value of V drop_q is determined by Iq , regardless of Id .

上述のように予め算出されてテーブルデータとして保存されているq軸電圧降下Vdrop_qから、デッドタイム誤差時間の算出のため、式(12)に示すように、q軸電圧降下Vdrop_qからデッドタイム補償誤差電圧Vdead_qを減じた第二のq軸電圧降下Vdrop_q’を定義する。 In order to calculate the dead time error time from the q-axis voltage drop V drop_q that has been calculated in advance and stored as table data as described above, a second q-axis voltage drop V drop_q ′ is defined by subtracting the dead time compensation error voltage V dead_q from the q-axis voltage drop V drop_q as shown in equation (12).

drop_qのテーブルデータ算出時におけるデッドタイム誤差時間を算出するために、デッドタイム補償誤差時間Tdead_calibを変化させていき、第二のq軸電圧降下Vdrop_q’のI依存性が最も小さくなるデッドタイム補償誤差時間Tdead_calibを求める。これは、言いかえると、図9に示すIをパラメータとする複数のグラフが最も重なる状態となるTdead_calibを求めることになる。このとき、公知の種々の最適化計算を用いることも可能であるが、本実施例では分散の総和が最小になるように、デッドタイム補償誤差時間Tdead_calibを求める。次の式(13)および式(14)のように、Vdrop_qのテーブルデータ算出時におけるq軸電圧降下Vdrop_qの母平均μおよび分散Vを求める。 To calculate the dead time error time when calculating the table data for V drop_q , the dead time compensation error time T dead_calib is changed to find the dead time compensation error time T dead_calib that minimizes the Id dependency of the second q-axis voltage drop V drop_q '. In other words, the T dead_calib is found so that the multiple graphs shown in FIG. 9 , using Id as a parameter, overlap the most. While various known optimization calculations can be used, in this embodiment, the dead time compensation error time T dead_calib is found so that the total sum of variances is minimized. The population mean μ and variance V of the q-axis voltage drop V drop_q when calculating the table data for V drop_q are found using the following equations (13) and (14):

式(13)および式(14)におけるNIdは、あるIデータにおけるI方向のデータ群である。分散は、図9に示すI-Vdrop_q平面におけるVdrop_qのバラつきに相当する。 In equations (13) and (14), N Id is a data group in the Id direction for certain Iq data. The dispersion corresponds to the variation in V drop — q on the I q -V drop — q plane shown in FIG.

さらに、各Iデータ点における第二のq軸電圧降下Vdrop_q’の分散の総和Sを式(15)により求める。 Furthermore, the sum S of the variances of the second q-axis voltage drops V drop — q ′ at each I q data point is calculated using equation (15).

式(15)で表される総和Sが最小になる時、第二のq軸電圧降下Vdrop_q’のIに対する依存性(バラつき)が小さくなるとして、デッドタイム補償誤差時間Tdead_calibを求める。 When the sum S expressed by the equation (15) is minimized, the dependency (variation) of the second q-axis voltage drop V drop — q ′ on Id is assumed to be small, and the dead time compensation error time T dead — calib is calculated.

図8および図9に示したq軸電圧降下Vdrop_qの測定例において、デッドタイム補償誤差時間Tdead_calibを変化させ(例えば、0.1μs毎など)、総和Sが最小になるデッドタイム補償誤差時間Tdead_calibを求めた際の第二のq軸電圧降下Vdrop_q’を図10および図11に示す。 In the measurement example of the q-axis voltage drop V drop_q shown in Figures 8 and 9, the dead time compensation error time T dead_calib is changed (for example, in increments of 0.1 μs) to determine the dead time compensation error time T dead_calib that minimizes the sum S. The second q-axis voltage drop V drop_q ' is shown in Figures 10 and 11.

図10は、I-I平面に等値線図として表した第二のq軸電圧降下Vdrop_q’の算出例である。また、図11は、図10に示すIとVdrop_q’の関係を、Iをパラメータとして表したグラフである。 Fig. 10 is a calculation example of the second q-axis voltage drop V drop_q ', which is shown as a contour map on the I d -I q plane. Fig. 11 is a graph showing the relationship between I q and V drop_q ' shown in Fig. 10, with I d as a parameter.

図10と図8を比較すると、第二のq軸電圧降下Vdrop_q’の等値線がd軸に対し平行になっている。つまり、あるIに対し、第二のq軸電圧降下Vdrop_q’はIにほとんど依存せず、一定となっている。また、図11と図9を比較すると、Iをパラメータとする、Iに対するVdrop_q’の変化を示す複数のグラフが重なっている。このようにして、Vdrop_qのテーブルデータ算出時におけるデッドタイム誤差時間Tdead_calibを算出することができる。 Comparing FIG. 10 with FIG. 8, the contour lines of the second q-axis voltage drop Vdrop_q ' are parallel to the d-axis. In other words, for a given Iq , the second q-axis voltage drop Vdrop_q ' is constant and hardly depends on Id . Comparing FIG. 11 with FIG. 9, multiple graphs showing the change in Vdrop_q ' relative to Iq , with Id as a parameter, are overlapped. In this way, the dead time error time Tdead_calib can be calculated when calculating the table data for Vdrop_q .

次に、抵抗成分による電圧降下成分について説明する。 Next, we will explain the voltage drop component due to the resistance component.

本実施例では、前述の図11のグラフの傾きから、前述の式(9)における抵抗成分Rが算出される。本実施例では、Iデータ点毎にVdrop_q’の平均値を算出し、平均値に対して最小二乗法による線形近似を行って傾きを求め、Vdrop_qのテーブルデータ算出時における総抵抗Rcalibとする。 In this embodiment, the resistance component R in the above-mentioned equation (9) is calculated from the slope of the graph in Fig. 11. In this embodiment, the average value of V drop_q ' is calculated for each Iq data point, and the average value is linearly approximated by the least squares method to find the slope, which is used as the total resistance R calib when calculating the table data for V drop_q .

なお、公知の種々の最適化計算を用いて、総抵抗Rcalibを算出してもよい。 The total resistance R calib may be calculated using various known optimization calculations.

calibには、巻線温度Temp_wによって抵抗値が変化する巻線抵抗Rと、スイッチング素子の抵抗成分と、配線ケーブルなど電力変換装置20から永久磁石同期モータ10までの抵抗成分とが含まれる。そこで、巻線抵抗推定部54(図1)は、Vdrop_qのテーブルデータ算出時における巻線温度をTemp_w_calibとし、巻線抵抗Rの巻線温度に対するテーブルデータ(巻線抵抗テーブルR_table)を用いて、Vdrop_qのテーブルデータ算出時における巻線温度Temp_w_calibに依存しない定抵抗成分Rcalib_constを式(16)で算出する。 R calib includes winding resistance Rw , whose resistance value changes depending on winding temperature Temp_w, resistance components of the switching elements, and resistance components from power conversion device 20 to permanent magnet synchronous motor 10, such as distribution cables. Therefore, winding resistance estimation unit 54 ( FIG. 1 ) sets the winding temperature when the table data for V drop_q is calculated as Temp_w _calib , and uses table data for winding resistance Rw relative to the winding temperature (winding resistance table R w _table) to calculate a constant resistance component R calib_const that is independent of winding temperature Temp_w _calib when the table data for V drop_q is calculated, using equation (16).

なお、巻線抵抗Rは、公知の計算式で算出されてもよい。 The winding resistance Rw may be calculated using a known formula.

次に、デッドタイム誤差電圧および抵抗成分による電圧降下以外の電圧降下成分、すなわち漂游電圧と称する電圧降下成分について説明する。 Next, we will explain voltage drop components other than the dead-time error voltage and voltage drop due to resistance components, i.e., voltage drop components called stray voltages.

drop_qのテーブルデータ算出時におけるq軸電圧降下Vdrop_qから、デッドタイム補償誤差電圧Vdead_qと総抵抗Rcalibによる電圧降下成分を除いた残りの電圧降下成分を、第三のq軸電圧降下Vdrop_q’’として、式(17)で定義する。なお、式(17)の右辺第一項のVdrop_q’は、前述の第二のq軸電圧降下(式(12))である。 The voltage drop component remaining after subtracting the voltage drop component due to the dead-time compensation error voltage V dead_q and the total resistance R calib from the q-axis voltage drop V drop_q when calculating the table data for V drop_q is defined as a third q-axis voltage drop V drop_q '' by equation (17). Note that V drop_q ' in the first term on the right-hand side of equation (17) is the above-mentioned second q-axis voltage drop (equation (12)).

図12は、I-I平面に等値線図として表した第三のq軸電圧降下Vdrop_q’’の算出例である。 FIG. 12 is a calculation example of the third q-axis voltage drop V drop — q ″, which is shown as a contour map on the I d -I q plane.

drop_q’’の算出においては、前述(図8)に示したVdrop_qの算出例が用いられている。したがって、(I,I)を引数とするVdrop_q’’のテーブルデータ(Verr_q_calib_table)が算出される。Vdrop_q’’のテーブルデータは、漂游電圧テーブル52(図1,7)として、モータ制御装置40に保存される。 In calculating V drop_q '', the calculation example of V drop_q shown above (FIG. 8) is used. Therefore, table data (V err_q_calib_table ) of V drop_q '' is calculated using (I d , I q ) as arguments. The table data of V drop_q '' is stored in the motor control device 40 as the stray voltage table 52 (FIGS. 1 and 7).

図12から分かるように、Vdrop_q’’は、q軸電圧降下Vdrop_qから、デッドタイム補償誤差電圧Vdead_qと総抵抗Rcalibによる電圧降下成分(Rcalib)を除いた残りの電圧降下成分であるため、非常に小さい値となっている。 As can be seen from FIG. 12, V drop — q ″ is the remaining voltage drop component after subtracting the dead-time compensation error voltage V dead — q and the voltage drop component (R calib I d ) due to the total resistance R calib from the q-axis voltage drop V drop — q, and therefore has a very small value.

本発明者の検討によれば、Vdrop_q’’は、具体的要因を特定して計算式で表すことが難しい。そこで、本実施例では、Vdrop_q’’を漂游電圧と称している。 According to the study of the present inventors, it is difficult to identify specific factors and express V drop — q ″ in a calculation formula. Therefore, in this embodiment, V drop — q ″ is referred to as a stray voltage.

本発明者の検討によれば、漂游電圧は、永久磁石同期モータ10の漏れ磁束や構造が関わっており、電力変換装置20と永久磁石同期モータ10の組合せによる固有の値になる。したがって、漂游電圧テーブルにより、精度よく漂游電圧を算出することができる。 According to the inventors' research, stray voltage is related to the leakage flux and structure of the permanent magnet synchronous motor 10, and is a value specific to the combination of the power conversion device 20 and the permanent magnet synchronous motor 10. Therefore, the stray voltage can be calculated with high accuracy using a stray voltage table.

なお、漂游電圧テーブルは、モータ制御装置毎に作成することが好ましいが、代表的な電力変換装置20と永久磁石同期モータ10の組合せについて漂游電圧テーブルを作成し、各モータ制御装置において共用してもよい。 It is preferable to create a stray voltage table for each motor control device, but it is also possible to create a stray voltage table for a representative combination of power conversion device 20 and permanent magnet synchronous motor 10 and share it among each motor control device.

次に、予め所定の動作条件で算出されて保存されているVdrop_qを、永久磁石同期モータ10の駆動時の動作条件(直流電圧Edc、巻線温度、スイッチング周波数など)に応じて補正して、q軸電圧降下Vdrop_q_estを算出する手段について説明する。 Next, a method for calculating the q-axis voltage drop V drop_q_est by correcting V drop_q , which has been calculated and stored in advance under predetermined operating conditions, in accordance with the operating conditions (DC voltage Edc, winding temperature, switching frequency , etc.) when permanent magnet synchronous motor 10 is driven will be described.

図13は、モータ制御装置40におけるq軸電圧降下Vdrop_q_estの演算部の構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 13 is a functional block diagram showing the configuration of a calculation unit for the q-axis voltage drop V drop_q_est in the motor control device 40.

永久磁石同期モータ10の駆動時における総抵抗Restは、式(18)により算出される。 The total resistance R est when the permanent magnet synchronous motor 10 is driven is calculated by the formula (18).

式(18)において、Tw_estはモータ駆動時(磁束推定時)の巻線温度(図13中ではTemp_w)であり、Rcalib_constは前述(式(16))の定抵抗成分である。Rw_table(Tw_est)は、前述した、巻線抵抗Rの巻線温度に対するテーブルデータであり、巻線温度テーブル541(図13)に格納されている。 In equation (18), T w_est is the winding temperature (Temp_w in FIG. 13) when the motor is driven (when magnetic flux is estimated), and R calib_const is the constant resistance component described above (equation (16)). R w_table (T w_est ) is the table data for the winding temperature of the winding resistance R w described above, and is stored in winding temperature table 541 ( FIG. 13 ).

推定総抵抗Restにより、巻線温度の依存性が抵抗成分による電圧降下の値に反映される。 The estimated total resistance R est reflects the dependence of the winding temperature on the value of the voltage drop due to the resistance component.

次に、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)における、スイッチング周期Tsw_est、直流電圧Edc_estおよび電流位相角βestを用いて、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)におけるデッドタイム補償誤差電圧Vdead_q_calibを式(19)により算出する。電流位相角βestは、電流位相演算器531(図13)によって、I,Iに基づいて演算される。式(19)による演算は、演算部532の動作に相当する。 Next, the dead time compensation error voltage V dead_q_calib when permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when magnetic flux is estimated ) is calculated by equation (19) using switching period T sw_est , DC voltage E dc_est , and current phase angle β est when permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when magnetic flux is estimated). Current phase angle β est is calculated by current phase calculator 531 ( FIG. 13 ) based on I d and I q . The calculation using equation (19) corresponds to the operation of calculator 532.

なお、式(19)は、前述の式(10)の右辺において、Tsw、Edcおよびβestを、それぞれ、Tsw_est、Edc_estおよびβestに置き換えたものに相当する。 Note that equation (19) corresponds to equation (10) above, where T sw , E dc and β est on the right side are replaced with T sw — est , E dc — est and β est , respectively.

dead_q_calibにより、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)における動作条件の違いを、動的にデッドタイム誤差電圧の値に反映される。 By Vdead_q_calib , differences in operating conditions when permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when magnetic flux is estimated) are dynamically reflected in the value of the dead time error voltage.

さらに、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)における、d軸電流Id_estおよびq軸電流Iq_estを用いて、漂游電圧テーブル52(Verr_q_calib_table(I,I))を参照することで、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)における漂游誤差電圧Verr_q_estを式(20)により算出する。 Furthermore, by using the d-axis current I d_est and the q-axis current I q_est when the permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when the magnetic flux is estimated), and referring to the stray voltage table 52 (V err_q_calib_table (I d , I q )), the stray error voltage V err_q_est when the permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when the magnetic flux is estimated) is calculated using equation (20).

上述のRest,Vdead_q_calib,Verr_q_estを用いて、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)におけるq軸電圧降下Vdrop_q_estが式(21)により算出される。 Using the above-described R est , V dead_q_calib , and V err_q_est , the q-axis voltage drop V drop_q_est when permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when magnetic flux is estimated) is calculated by equation (21).

式(21)による演算は、演算部501(図13)の動作に相当する。 The calculation using equation (21) corresponds to the operation of the calculation unit 501 (Figure 13).

上述のように要因別に算出された複数の電圧降下成分からなるq軸電圧降下に基づいて、磁束推定部50(図7)は、式(22)により磁束推定を行う。 Based on the q-axis voltage drop consisting of multiple voltage drop components calculated for each factor as described above, the magnetic flux estimation unit 50 (Figure 7) performs magnetic flux estimation using equation (22).

式(22)において、Vq_est は永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)におけるq軸電圧指令であり、ωe_estは、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)における回転角速度ω(電気角)である。 In equation (22), V q — est * is the q-axis voltage command when permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when magnetic flux is estimated), and ω e — est is the rotational angular velocity ω e (electrical angle) when permanent magnet synchronous motor 10 is driven (when magnetic flux is estimated).

なお、式(22)による演算は、磁束推定部50(図7)における演算部55の動作に相当する。 Note that the calculation using equation (22) corresponds to the operation of the calculation unit 55 in the magnetic flux estimation unit 50 (Figure 7).

さらに、磁束推定部50は、Id_est,Iq_estを用いて、同一電流条件(I=Id_est,I=Iq_est)における、Vdrop_qのテーブルデータ算出時における磁束Ψd_calibを、式(23)により算出する。式(23)の右辺は、予め保存されている磁束テーブル51(図1)におけるテーブルデータΨd_calib_table(I,I)において、引数(I,I)が(Id_est,Iq_est)である場合のデータを表している。 Furthermore, the magnetic flux estimation unit 50 uses Id_est and Iq_est to calculate the magnetic flux Ψd_calib when calculating the table data for Vdrop_q under the same current conditions ( Id = Id_est , Iq = Iq_est ) according to equation (23). The right side of equation (23) represents data when the arguments ( Id , Iq ) are ( Id_est , Iq_est ) in the table data Ψd_calib_table ( Id , Iq ) in the pre-stored magnetic flux table 51 (FIG. 1).

さらに、磁束推定部50は、永久磁石同期モータ10の駆動時(磁束推定時)におけるVdrop_qのテーブルデータ算出時からのd軸磁束変化量ΔΨを、式(24)により算出する。なお、算出に用いるdq軸電流は、検出電流でも電流指令値でも構わない。 Furthermore, the magnetic flux estimator 50 calculates the d-axis magnetic flux change ΔΨd from the time when the table data of V drop_q was calculated during driving (flux estimation) of the permanent magnet synchronous motor 10, using equation (24). Note that the d-axis and q-axis currents used in the calculation may be detected currents or current command values.

d軸磁束変化量ΔΨは、磁石温度の変動に伴う磁石磁束の変化を示している。d軸インダクタンス(L)は磁石温度に寄らずほぼ一定であるため無視すると、式(25)のように、通常のd軸電流Idをゼロになるように制御する場合における、Ψd_calibに対するΨd_estの比率、すなわちd軸磁束変化率を算出する。なお、式(24)と同様に、磁束テーブル51(図1,7)が参照されている。 The d-axis magnetic flux change amount ΔΨ d indicates the change in the magnet magnetic flux due to fluctuations in magnet temperature. If the d-axis inductance (L d ) is ignored because it is almost constant regardless of magnet temperature, the ratio of Ψ d_est to Ψ d_calib , i.e., the d-axis magnetic flux change rate, is calculated as in equation (25) when the normal d-axis current Id is controlled to be zero. Note that, as with equation (24), the magnetic flux table 51 (FIGS. 1 and 7) is referenced.

なお、式(25)の右辺における分数部分の分母は、式(24)により算出されたd軸磁束変化量ΔΨに相当する。 The denominator of the fraction on the right side of equation (25) corresponds to the d-axis magnetic flux change amount ΔΨ d calculated by equation (24).

算出したd軸磁束変化率は、磁石温度推定部56(図7)に入力され、予め保存されている、温度-無負荷誘起電圧テーブルと比較される。なお、本実施例では、温度-無負荷誘起電圧テーブルは、Vdrop_qのテーブルデータ算出時における標準温度における無負荷誘起電圧に対する、磁石温度Temp_mの時の無負荷誘起電圧の比率、すなわち無負荷誘起電圧変化率と、磁石温度Temp_mとの関係を示す。 The calculated d-axis magnetic flux change rate is input to magnet temperature estimation unit 56 (FIG. 7) and compared with a pre-stored temperature-no-load induced voltage table. In this embodiment, the temperature-no-load induced voltage table indicates the ratio of the no-load induced voltage at magnet temperature Temp_m to the no-load induced voltage at the standard temperature when the table data for V drop_q was calculated, i.e., the relationship between the no-load induced voltage change rate and magnet temperature Temp_m.

磁石温度推定部56は、比較の結果、式(25)により算出されたd軸磁束変化率と一致する無負荷誘起電圧変化率を示す温度を推定磁石温度Temp_mとして出力する。 The magnet temperature estimation unit 56 outputs, as the result of the comparison, the temperature that indicates the no-load induced voltage change rate that matches the d-axis magnetic flux change rate calculated using equation (25), as the estimated magnet temperature Temp_m.

上述した実施例1によれば、永久磁石同期モータ10および電力変換装置間の配線や半導体スイッチング素子の抵抗を含む総抵抗成分による電圧降下成分、デッドタイム補償による電圧降下成分、漂游電圧による電圧降下成分という、発生要因別に電圧降下成分を算出し、これらの電圧降下成分に基づいて、すなわち電圧指令値と、これら電圧降下成分の総和との差に基づいて、永久磁石の磁束を推定する。これにより、磁束推定の精度が向上する。 According to the first embodiment described above, voltage drop components are calculated for each cause: voltage drop components due to total resistance components including the resistance of wiring between the permanent magnet synchronous motor 10 and the power conversion device and semiconductor switching elements; voltage drop components due to dead time compensation; and voltage drop components due to stray voltage.The magnetic flux of the permanent magnet is estimated based on these voltage drop components, i.e., based on the difference between the voltage command value and the sum of these voltage drop components.This improves the accuracy of magnetic flux estimation.

また、実施例1においては、予め、永久磁石同期モータ10の所定の動作条件(実施例1では、ωe1,ωe2)で、モータ電流(I,I)に対する電圧指令からq軸電圧降下Vdrop_qを算出し、モータ電流を引数とするテーブルデータとしてモータ制御装置40に保存される。このテーブルデータと、デッドタイム補償による電圧降下成分の算出値とに基づいて、総抵抗成分と、漂游電圧のテーブルデータが算出される。したがって、磁束推定のために、予め実機を運転してデータの収集を要するテーブルデータの数が低減できる。このため、テーブルデータ作成作業の負担増加が避けられる。 Furthermore, in the first embodiment, the q-axis voltage drop Vdrop_q is calculated in advance from the voltage command for the motor current ( Id , Iq ) under predetermined operating conditions ( ωe1 , ωe2 in the first embodiment) of the permanent magnet synchronous motor 10, and is stored in the motor control device 40 as table data with the motor current as an argument. Based on this table data and the calculated value of the voltage drop component due to dead time compensation, table data for the total resistance component and stray voltage is calculated. This reduces the amount of table data that needs to be collected in advance by operating the actual machine for magnetic flux estimation. This avoids an increase in the workload of creating the table data.

また、計算式で表すことが難しい電圧降下成分である漂游電圧をテーブルデータとして予め保存しておくことにより、永久磁石同期モータに印加する電圧が小さくなる駆動条件の場合、例えば低速または低トルクの駆動条件においても、電圧降下成分の算出精度を確保できる。このため、磁束推定および磁石温度の推定精度が向上する。 Furthermore, by storing stray voltage, a voltage drop component that is difficult to express in a formula, as table data in advance, calculation accuracy of the voltage drop component can be ensured even under driving conditions where the voltage applied to the permanent magnet synchronous motor is small, such as low speed or low torque driving conditions. This improves the accuracy of magnetic flux estimation and magnet temperature estimation.

本実施例1では、図1に示すように、磁束推定に関わる機能構成部、すなわち磁束推定部50、磁束テーブル51、漂游電圧テーブル52、デッドタイム補償誤差演算部53および巻線抵抗推定部54がモータ制御装置40に内蔵されているが、このような形態に限らず、磁束推定装置としてモータ制御装置40とは独立した形態としてもよい。この場合、電圧指令や電流検出値(または電流指令値)は、有線もしくは無線通信を介して、磁束推定装置に入力される。これにより、モータ制御装置に、磁束推定機能を、後付けすることができる。また、モータ制御装置40の配置の自由度を高めることができる。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the functional components related to magnetic flux estimation, namely the magnetic flux estimation unit 50, magnetic flux table 51, stray voltage table 52, dead time compensation error calculation unit 53, and winding resistance estimation unit 54, are built into the motor control device 40. However, this is not limiting and the magnetic flux estimation device may be configured as a separate unit from the motor control device 40. In this case, the voltage command and current detection value (or current command value) are input to the magnetic flux estimation device via wired or wireless communication. This allows the magnetic flux estimation function to be retrofitted to the motor control device. It also increases the degree of freedom in the placement of the motor control device 40.

また、本実施例では、上述のように、モータのトルク指令に基づき電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、電圧指令値に基づきデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部と、モータの電流検出値と直流電圧検出値に基づきデッドタイム補償誤差を演算するデッドタイム補償誤差算出部と、巻線の温度検出値に基づき、巻線の電気抵抗値を演算する巻線抵抗演算部と、モータの電流検出値から求められる漂遊電圧とデッドタイム補償誤差と電気抵抗値とから磁石の磁束を推定する磁束推定部と、を備える。これにより、磁束推定を行う際に用いる電圧情報自体の誤差を低減し、磁束推定精度を高めることができる。 As described above, this embodiment also includes a voltage command value calculation unit that calculates a voltage command value based on the motor's torque command, a dead time compensation unit that performs dead time compensation based on the voltage command value, a dead time compensation error calculation unit that calculates a dead time compensation error based on the motor's detected current value and DC voltage detection value, a winding resistance calculation unit that calculates the winding's electrical resistance value based on the winding's detected temperature value, and a magnetic flux estimation unit that estimates the magnet's magnetic flux from the stray voltage, dead time compensation error, and electrical resistance value obtained from the motor's detected current value. This reduces errors in the voltage information itself used when performing magnetic flux estimation, improving the accuracy of magnetic flux estimation.

永久磁石同期モータに用いられる永久磁石においては、永久磁石の温度が上昇すると、減磁が発生し、回転速度やトルクの制御が難しくなる。また、永久磁石同期モータが発生するトルクを確保するために、モータ電流や、電力変換装置に流れる電流が、増加する場合もある。 When the temperature of the permanent magnets used in permanent magnet synchronous motors rises, demagnetization occurs, making it difficult to control the rotational speed and torque. Furthermore, to ensure the torque generated by the permanent magnet synchronous motor, the motor current and the current flowing through the power conversion device may increase.

そこで、本実施例2においては、推定された磁石磁束や磁石温度に基づいて、速度指令や、トルク指令を制限する。 Therefore, in this second embodiment, the speed command and torque command are limited based on the estimated magnet magnetic flux and magnet temperature.

図14は、本発明の実施例2であるモータ駆動システムの概略構成を示す機能ブロック図である。以下、主に、実施例1と異なる点について説明する。 Figure 14 is a functional block diagram showing the general configuration of a motor drive system according to a second embodiment of the present invention. Below, we will mainly explain the differences from the first embodiment.

本実施例2におけるモータ制御装置40aは、速度指令ω やトルク指令Trqを磁束推定部50が推定した磁石磁束(d軸鎖交磁束Ψ)または磁石温度Temp_mに基づいて補正する指令値補正部48を有している。 The motor control device 40a in the second embodiment has a command value correction unit 48 that corrects the speed command ωr * and the torque command Trq * based on the magnet flux (d-axis interlinkage magnetic flux Ψd ) estimated by the magnetic flux estimation unit 50 or the magnet temperature Temp_m.

図15は、指令値補正部48(図14)の一構成例を示す機能ブロック図である。 Figure 15 is a functional block diagram showing an example configuration of the command value correction unit 48 (Figure 14).

指令値補正部48は、指令値制限部481および制限値演算部482を備えている。 The command value correction unit 48 includes a command value limiting unit 481 and a limit value calculation unit 482.

指令値制限部481は、入力した速度指令ω やトルク指令Trqが所定値を越えたら、ω やTrqを制限値Lmtに制限して、補正された速度指令ω **やトルク指令Trq**として出力する。 When the input speed command ωr * or torque command Trq * exceeds a predetermined value, the command value limiting unit 481 limits ωr * or Trq * to a limit value Lmt and outputs the corrected speed command ωr ** or torque command Trq ** .

制限値演算部482は、磁束推定部50が推定した磁石磁束(d軸鎖交磁束Ψ)または磁石温度Temp_mと判定閾値(Th1,Th2:Th1<Th2)と比較し、大小関係に応じて、制限値Lmtを指令値制限部481に設定する。 The limit value calculation unit 482 compares the magnet flux (d-axis interlinkage magnetic flux Ψ d ) or magnet temperature Temp_m estimated by the magnetic flux estimation unit 50 with a judgment threshold value (Th1, Th2: Th1<Th2), and sets a limit value Lmt in the command value limit unit 481 depending on the magnitude relationship.

本実施例2では、図15に示すように、ΨまたはTemp_mが判定閾値Th1を超えたら、1次関数または2次関数的に制限値Lmtを減少させて出力する。ΨまたはTemp_mが判定閾値Th2を超えたら、磁石温度が高温になり過ぎていると判断し、指令リミット値を減少させる変化率をより大きくする。 In the second embodiment, as shown in Fig. 15, when ψd or Temp_m exceeds a determination threshold Th1, the limit value Lmt is decreased linearly or quadratically and output. When ψd or Temp_m exceeds a determination threshold Th2, it is determined that the magnet temperature is too high, and the rate of decrease of the command limit value is increased.

なお、制限値演算部482への入力は、入力されたΨまたはTemp_mの予め設定した基準値からの減少率としても良い。 The input to the limit value calculation unit 482 may be the rate of decrease of the input Ψ d or Temp_m from a preset reference value.

上述の実施例2によれば、永久磁石の減磁や、永久磁石同期モータや電力変換装置に流れる電流の増加を抑制することができる。したがって、モータ制御装置やモータ駆動システムの信頼性が向上する。 According to the second embodiment described above, it is possible to suppress demagnetization of permanent magnets and increases in current flowing through permanent magnet synchronous motors and power conversion devices. This improves the reliability of motor control devices and motor drive systems.

なお、速度指令やトルク指令に代えて、電流指令を調整してもよい。 In addition, the current command may be adjusted instead of the speed command or torque command.

図16は、本発明の実施例3であるモータ駆動システムにおけるモータ制御装置40bの概略構成を示す機能ブロック図である。以下、主に、実施例2と異なる点について説明する。 Figure 16 is a functional block diagram showing the general configuration of a motor control device 40b in a motor drive system according to a third embodiment of the present invention. Below, we will mainly explain the differences from the second embodiment.

本実施例3では、モータ制御装置40bが、保護信号生成部49を有している。 In this third embodiment, the motor control device 40b has a protection signal generation unit 49.

保護信号生成部49は、磁束推定部50が推定した磁石磁束(d軸鎖交磁束Ψ)または磁石温度Temp_mの値を所定の閾値と比較し、ΨまたはTemp_mの値が閾値を超えたり下回ったりしたと判定すると、保護信号をモータ制御装置40bの外部へ出力する。 The protection signal generator 49 compares the value of the magnet magnetic flux (d-axis interlinkage magnetic flux Ψ d ) or magnet temperature Temp_m estimated by the magnetic flux estimation unit 50 with a predetermined threshold, and if it determines that the value of Ψ d or Temp_m exceeds or falls below the threshold, it outputs a protection signal to the outside of the motor control device 40 b.

図示しない他の制御装置が、保護信号を受信すると、永久磁石同期モータ10の速度指令またはトルク指令を減少させたり、永久磁石同期モータ10を停止させたりする。これにより、モータ駆動システム(図1の100)の信頼性が向上する。 When another control device (not shown) receives the protection signal, it reduces the speed command or torque command of the permanent magnet synchronous motor 10 or stops the permanent magnet synchronous motor 10. This improves the reliability of the motor drive system (100 in Figure 1).

なお、このような他の制御装置の機能は、モータ制御装置40が備えていてもよい。 Note that the functions of such other control devices may also be provided by the motor control device 40.

図17は、本発明の実施例4である電動車両システム300の構成を示す機能ブロック図である。 Figure 17 is a functional block diagram showing the configuration of an electric vehicle system 300 according to a fourth embodiment of the present invention.

モータ制御装置40は、電力変換装置20(インバータ)から永久磁石同期モータ10に供給する交流電力を制御する。直流電圧源120(例えばバッテリ)は、電力変換装置20(インバータ)に直流電力を供給する。電力変換装置20(インバータ)は、モータ制御装置40によって制御されることにより、直流電圧源120からの直流電力を交流電力に変換する。モータ制御装置40として、前述の実施例1~3の内のいずれかのモータ制御装置が適用される。したがって、モータ制御装置40は、永久磁石同期モータ10の磁石磁束および磁石温度を推定する機能を有する。 The motor control device 40 controls the AC power supplied from the power conversion device 20 (inverter) to the permanent magnet synchronous motor 10. A DC voltage source 120 (e.g., a battery) supplies DC power to the power conversion device 20 (inverter). The power conversion device 20 (inverter) is controlled by the motor control device 40 to convert the DC power from the DC voltage source 120 into AC power. Any of the motor control devices described in Examples 1 to 3 above is applied as the motor control device 40. Therefore, the motor control device 40 has the function of estimating the magnet magnetic flux and magnet temperature of the permanent magnet synchronous motor 10.

永久磁石同期モータ10は、トランスミッション301に機械的に接続される。トランスミッション301は、ディファレンシャルギア303を介してドライブシャフト305に機械的に接続され、車輪307に機械的動力を供給する。これにより、車輪307が回転駆動される。 The permanent magnet synchronous motor 10 is mechanically connected to the transmission 301. The transmission 301 is mechanically connected to the drive shaft 305 via the differential gear 303, and supplies mechanical power to the wheels 307. This drives the wheels 307 to rotate.

なお、永久磁石同期モータ10が、トランスミッション301を介さず、直接、ディファレンシャルギア303に接続されてもよい。また、自動車の場合、前輪および後輪の各々が独立した永久磁石同期モータおよび電力変換装置(インバータ)によって駆動されてもよい。 The permanent magnet synchronous motor 10 may be connected directly to the differential gear 303 without going through the transmission 301. In the case of an automobile, the front and rear wheels may each be driven by an independent permanent magnet synchronous motor and power conversion device (inverter).

本実施例によれば、モータ制御装置40による磁束推定の精度が向上するので、永久磁石同期モータ10の回転数またはトルクを高精度に制御できる。これにより、電動車両システムの乗り心地が向上する。 According to this embodiment, the accuracy of magnetic flux estimation by the motor control device 40 is improved, allowing the rotation speed or torque of the permanent magnet synchronous motor 10 to be controlled with high precision. This improves the ride comfort of the electric vehicle system.

また、本実施例によれば、磁石温度を推定することができるので、永久磁石同期モータ10の永久磁石の熱減磁などにともなう、電動車両システム300の異常発生を防止することができる。 Furthermore, according to this embodiment, it is possible to estimate the magnet temperature, thereby preventing abnormalities in the electric vehicle system 300 due to thermal demagnetization of the permanent magnets of the permanent magnet synchronous motor 10.

また、本実施例によれば、モータ制御装置40は、電動車両システム300の情報を用いて、磁石磁束および磁石温度を推定できる。例えば、巻線温度Temp_w(図7)の代わりに、永久磁石同期モータ10や電力変換装置20(インバータ)付近の雰囲気温度を用いることができる。 Furthermore, according to this embodiment, the motor control device 40 can estimate the magnet magnetic flux and magnet temperature using information from the electric vehicle system 300. For example, instead of the winding temperature Temp_w (Figure 7), the ambient temperature near the permanent magnet synchronous motor 10 or the power conversion device 20 (inverter) can be used.

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications. For example, the above-described examples have been described in detail to clearly explain the present invention, and are not necessarily limited to those that include all of the described configurations. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of each embodiment with other configurations.

例えば、上記の各構成、機能、処理部、処理手続き等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良い。また、上記の各構成や機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現しても良い。 For example, some or all of the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing procedures, etc. may be realized in hardware, for example by designing them as integrated circuits. Furthermore, the above-mentioned configurations and functions, etc. may be realized in software by a processor interpreting and executing a program that realizes each function.

また、信号線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手続き等は、必ずしも物理的に同じ場所にある必要は無く、例えば、一部が通信などを介してネットワーク上やクラウド上にあっても良い。 Furthermore, the signal lines and information lines shown are those considered necessary for the explanation, and do not necessarily represent all control lines and information lines. Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing procedures, etc. do not necessarily need to be located in the same physical location; for example, some may be located on a network or in the cloud via communications, etc.

また、永久磁石同期モータは、内転型(図2)および外転型のいずれでもよいし、ラジアルギャップ型およびアキシャルギャップ型のいずれでもよい。 Furthermore, the permanent magnet synchronous motor may be either an internal rotor type (Figure 2) or an external rotor type, and may be either a radial gap type or an axial gap type.

10…永久磁石同期モータ
11…固定子
12…回転子
13…回転子コア
15…巻線
16…固定子コア
17…永久磁石
18…固定子磁極
20…電力変換装置
22a,22b,22c,22d,22e,22f…半導体スイッチング素子
30…電流センサ
40,40a,40b…モータ制御装置
41…電圧指令作成部
42…デッドタイム補償部
43…PWM信号作成部
48…指令値補正部
49…保護信号生成部
50…磁束推定部
51…磁束テーブル
52…漂游電圧テーブル
53…デッドタイム補償誤差演算部
54…巻線抵抗推定部
55…演算部
56…磁石温度推定部
90b,90c,90d…加算器
91d,91e,91f…加減算器
92c,92d,92e,92f…比例器
92g,92h,92i,92j,92k…乗算器
94c,94d…積分器
98a,98b…ローパスフィルタ
100…モータ駆動システム
114a…d軸電流制御器
114b…q軸電流制御器
120…直流電圧源
123…ゲート駆動回路
131…主回路
135…シャント抵抗
300…電動車両システム
301…トランスミッション
303…ディファレンシャルギア
305…ドライブシャフト
307…車輪
481…指令値制限部
482…制限値演算部
501…演算部
531…電流位相演算器
532…演算部
541…巻線温度テーブル
10... Permanent magnet synchronous motor 11... Stator 12... Rotor 13... Rotor core 15... Winding 16... Stator core 17... Permanent magnet 18... Stator magnetic pole 20... Power conversion device 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f... Semiconductor switching element 30... Current sensor 40, 40a, 40b... Motor control device 41... Voltage command creation unit 42... Dead time compensation unit 43... PWM signal creation unit 48... Command value correction unit 49... Protection signal generation unit 50... Magnetic flux estimation unit 51... Magnetic flux table 52... Stray voltage table 53... Dead time compensation error calculation unit 54... Winding resistance estimation unit 55... Calculation unit 56... Magnet temperature estimation unit 90b, 90c, 90d... Adder 91d , 91e, 91f...adder-subtractors 92c, 92d, 92e, 92f...proportional units 92g, 92h, 92i, 92j, 92k...multipliers 94c, 94d...integrators 98a, 98b...low-pass filter 100...motor drive system 114a...d-axis current controller 114b...q-axis current controller 120...DC voltage source 123...gate drive circuit 131...main circuit 135...shunt resistor 300...electric vehicle system 301...transmission 303...differential gear 305...drive shaft 307...wheel 481...command value limiting unit 482...limiting value calculation unit 501...calculation unit 531...current phase calculator 532...calculation unit 541...winding temperature table

Claims (11)

回転子が永久磁石を有するモータの速度指令またはトルク指令に応じて、前記モータへの電力変換装置の出力電圧を制御するための電圧指令を生成する電圧指令作成部と、
前記電圧指令に対してデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部と、
前記永久磁石の磁束を推定する磁束推定部と、
を備えるモータ制御装置において、
前記磁束推定部は、
前記電圧指令と、前記モータおよび前記電力変換装置、並びに、前記モータおよび前記電力変換装置間に生じる電圧降下と、に基づいて、前記永久磁石の磁束を推定し、
前記電圧降下は、
前記モータおよび前記電力変換装置、並びに、前記モータおよび前記電力変換装置間における抵抗成分による第1の電圧降下成分と、
前記デッドタイム補償によって生じる第2の電圧降下成分と、
前記電圧降下から、前記第1の電圧降下成分および前記第2の電圧降下成分を除いた第3の電圧降下成分と、
を含むことを特徴とするモータ制御装置。
a voltage command generation unit that generates a voltage command for controlling an output voltage of a power conversion device to a motor having a rotor with a permanent magnet in accordance with a speed command or a torque command of the motor;
a dead time compensation unit that performs dead time compensation on the voltage command;
a magnetic flux estimation unit that estimates the magnetic flux of the permanent magnet;
In a motor control device comprising:
The magnetic flux estimation unit
estimating a magnetic flux of the permanent magnet based on the voltage command and voltage drops occurring between the motor and the power conversion device, and between the motor and the power conversion device;
The voltage drop is
a first voltage drop component due to a resistance component between the motor and the power conversion device, and between the motor and the power conversion device;
a second voltage drop component caused by the dead time compensation; and
a third voltage drop component obtained by subtracting the first voltage drop component and the second voltage drop component from the voltage drop; and
A motor control device comprising:
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記モータの所定回転速度における、前記電圧降下とモータ電流との関係を示すテーブルデータを有し、
前記テーブルデータと前記第2の電圧降下成分とに基づいて、前記抵抗成分を演算することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
a table data indicating a relationship between the voltage drop and the motor current at a predetermined rotation speed of the motor;
A motor control device comprising: a motor control circuit for calculating the resistance component based on the table data and the second voltage drop component;
請求項1に記載のモータ制御装置において、
スイッチング周期と、前記電力変換装置が備える直流電圧源の直流電圧と、電流位相角とに基づいて、前記第2の電圧降下成分を演算することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
A motor control device comprising: a motor control circuit for calculating the second voltage drop component based on a switching period, a DC voltage of a DC voltage source provided in the power conversion device, and a current phase angle.
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記モータの所定回転速度における、前記電圧降下とモータ電流との関係を示す第1のテーブルデータを有し、
前記テーブルデータと前記第2の電圧降下成分とに基づいて、前記第3の電圧降下成分とモータ電流との関係を表す第2のテーブルデータを演算し、
前記第2のテーブルデータに基づいて前記第3の電圧降下成分を演算することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
a first table data indicating a relationship between the voltage drop and the motor current at a predetermined rotation speed of the motor;
calculating second table data representing a relationship between the third voltage drop component and a motor current based on the table data and the second voltage drop component;
a motor control device that calculates the third voltage drop component based on the second table data;
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記磁束推定部は、推定した前記磁束に基づいて、前記永久磁石の温度を推定することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
The motor control device according to claim 1, wherein the magnetic flux estimation unit estimates a temperature of the permanent magnet based on the estimated magnetic flux.
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記磁束推定部が推定した前記磁束に基づいて、前記速度指令または前記トルク指令を調整すること特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
A motor control device comprising: a motor control section for adjusting the speed command or the torque command based on the magnetic flux estimated by the magnetic flux estimation section;
請求項5に記載のモータ制御装置において、
前記磁束推定部が推定した前記温度に基づいて、前記速度指令または前記トルク指令を調整すること特徴とするモータ制御装置。
6. The motor control device according to claim 5,
A motor control device comprising: a motor control section for adjusting the speed command or the torque command based on the temperature estimated by the magnetic flux estimation section;
請求項6または請求項7に記載のモータ制御装置において、
前記速度指令または前記トルク指令が所定のしきい値を超えたら、前記速度指令または前記トルク指令を所定値に制限すること特徴とするモータ制御装置。
8. The motor control device according to claim 6 or 7,
A motor control device characterized in that, when the speed command or the torque command exceeds a predetermined threshold, the speed command or the torque command is limited to a predetermined value.
請求項1に記載のモータ制御装置において、
前記磁束推定部が推定した前記磁束が所定値を超えるかもしくは下回った場合に、外部へ信号を発することを特徴とするモータ制御装置。
2. The motor control device according to claim 1,
A motor control device characterized in that it issues a signal to an external device when the magnetic flux estimated by the magnetic flux estimation unit exceeds or falls below a predetermined value.
請求項5に記載のモータ制御装置において、
前記磁束推定部が推定した前記温度が所定値を超えるかもしくは下回った場合に、外部へ信号を発することを特徴とするモータ制御装置。
6. The motor control device according to claim 5,
A motor control device characterized in that it issues a signal to an external device when the temperature estimated by the magnetic flux estimation unit exceeds or falls below a predetermined value.
車輪と、
車輪を駆動するモータと、
前記モータに電力を供給する電力変換装置と、
前記電力変換装置を制御する制御装置と、
を備える電動車両システムにおいて、
前記制御装置が、請求項1または請求項5に記載のモータ制御装置であることを特徴とする電動車両システム。
Wheels and
a motor that drives the wheels;
a power converter that supplies power to the motor;
a control device that controls the power conversion device;
In an electric vehicle system comprising:
6. An electric vehicle system, wherein the control device is the motor control device according to claim 1 or 5.
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