JPH10337100A - 磁石埋込型同期電動機の制御方法及び装置 - Google Patents
磁石埋込型同期電動機の制御方法及び装置Info
- Publication number
- JPH10337100A JPH10337100A JP9143988A JP14398897A JPH10337100A JP H10337100 A JPH10337100 A JP H10337100A JP 9143988 A JP9143988 A JP 9143988A JP 14398897 A JP14398897 A JP 14398897A JP H10337100 A JPH10337100 A JP H10337100A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最大トルク効率制御の磁石埋込型同期電動機
において、軽負荷時でも安定した良好な出力を得るこ
と。 【解決手段】 速度とトルクを周期演算を用いて制御す
る磁石埋込型同期電動機１０２の制御装置であって、ト
ルク指令Ｔ* に基づきｄ軸電流指令演算値Ｉd1 *、ｑ軸
電流指令Ｉq * を算出する最大トルク効率制御ｄ軸電流
指令演算器１２７およびｑ軸電流指令演算器１２６と、
トルク指令に応じたｄ軸電流指令Ｉd0 * を算出してｄ軸
電流演算値に加算し補正するｄ軸電流指令演算器１２８
と、電動機の速度とトルクを制御する速度制御器１２２
とを備える。
において、軽負荷時でも安定した良好な出力を得るこ
と。 【解決手段】 速度とトルクを周期演算を用いて制御す
る磁石埋込型同期電動機１０２の制御装置であって、ト
ルク指令Ｔ* に基づきｄ軸電流指令演算値Ｉd1 *、ｑ軸
電流指令Ｉq * を算出する最大トルク効率制御ｄ軸電流
指令演算器１２７およびｑ軸電流指令演算器１２６と、
トルク指令に応じたｄ軸電流指令Ｉd0 * を算出してｄ軸
電流演算値に加算し補正するｄ軸電流指令演算器１２８
と、電動機の速度とトルクを制御する速度制御器１２２
とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転子内部に永久
磁石が埋め込まれた構造（例えば、実開平４−２８７４
５号公報、実開平３−９７３５４号公報参照）を有する
同期電動機である磁石埋込型同期電動機の速度とトルク
の制御に関し、特に軽負荷時の制御の改善に関する。
磁石が埋め込まれた構造（例えば、実開平４−２８７４
５号公報、実開平３−９７３５４号公報参照）を有する
同期電動機である磁石埋込型同期電動機の速度とトルク
の制御に関し、特に軽負荷時の制御の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の磁石埋込型同期電動機の制
御装置のブロック図である。図３のような構成におい
て、先ずｄｑ軸電流制御部５１１に、回転検出器５０３
によって検出された磁石埋込型同期電動機５０２の回転
信号がケーブル５０９を介して入力され、回転信号から
回転位置信号演算器５１６により磁極の回転角度θが演
算され、演算結果が座標変換器Ａ５１５及び座標変換器
Ｂ５１２へ供給される。
御装置のブロック図である。図３のような構成におい
て、先ずｄｑ軸電流制御部５１１に、回転検出器５０３
によって検出された磁石埋込型同期電動機５０２の回転
信号がケーブル５０９を介して入力され、回転信号から
回転位置信号演算器５１６により磁極の回転角度θが演
算され、演算結果が座標変換器Ａ５１５及び座標変換器
Ｂ５１２へ供給される。
【０００３】座標変換器Ａ５１５では回転位置信号演算
器５１６からの磁極の回転角度θを用いて、電流検出器
５０６により検出した磁石埋込型同期電動機５０２に流
れる３相の電流のうちｕ相及びｖ相に流れる電流ｉu 、
ｉv が２相ｄｑ軸座標の信号Ｉd 、Ｉq に変換される。
器５１６からの磁極の回転角度θを用いて、電流検出器
５０６により検出した磁石埋込型同期電動機５０２に流
れる３相の電流のうちｕ相及びｖ相に流れる電流ｉu 、
ｉv が２相ｄｑ軸座標の信号Ｉd 、Ｉq に変換される。
【０００４】次に、アプリケーション制御部５２１では
ｑ軸電流指令演算器５２６及びｄ軸電流指令演算器５２
７で演算されたｑ軸電流指令Ｉq * 及びｄ軸電流指令値
Ｉd * に対し、座標変換器Ａ５１５から出力されたｑ軸
電流Ｉq 及びｄ軸電流Ｉd を帰還することによって得ら
れるｑ軸電流制御偏差信号がｑ軸電流制御器５１３にｄ
軸電流制御偏差信号がｄ軸電流制御器５１４に夫々入力
される。
ｑ軸電流指令演算器５２６及びｄ軸電流指令演算器５２
７で演算されたｑ軸電流指令Ｉq * 及びｄ軸電流指令値
Ｉd * に対し、座標変換器Ａ５１５から出力されたｑ軸
電流Ｉq 及びｄ軸電流Ｉd を帰還することによって得ら
れるｑ軸電流制御偏差信号がｑ軸電流制御器５１３にｄ
軸電流制御偏差信号がｄ軸電流制御器５１４に夫々入力
される。
【０００５】さらに、速度検出信号演算器５１７によ
り、回転検出器５０３からの回転信号に基づいて電動機
回転速度ωr を得、電動機回転速度ωr 、ｑ軸電流指令
Ｉq *及びｄ軸電流指令値Ｉd * をフィードフォード補
償器５１８に入力することにより、ｄｑ軸電流制御の外
乱となっている誘起電圧を打ち消すための外乱補償信号
が演算される。
り、回転検出器５０３からの回転信号に基づいて電動機
回転速度ωr を得、電動機回転速度ωr 、ｑ軸電流指令
Ｉq *及びｄ軸電流指令値Ｉd * をフィードフォード補
償器５１８に入力することにより、ｄｑ軸電流制御の外
乱となっている誘起電圧を打ち消すための外乱補償信号
が演算される。
【０００６】次に、比例積分演算器を備えたｄ軸電流制
御器５１４において、ｄ軸電流制御の偏差信号を増幅し
た信号に外乱補償信号を加え、その信号がｄ軸電圧指令
Ｖd * として座標変換器Ｂ５１２に入力される。同様に
して、比例積分演算器を備えたｑ軸電流制御器５１３に
おいて、ｑ軸電流制御の偏差信号を増幅した信号に外乱
信号補償信号を加え、その信号がｑ軸電圧指令Ｖq * と
して座標変換器Ｂ５１２に入力される。
御器５１４において、ｄ軸電流制御の偏差信号を増幅し
た信号に外乱補償信号を加え、その信号がｄ軸電圧指令
Ｖd * として座標変換器Ｂ５１２に入力される。同様に
して、比例積分演算器を備えたｑ軸電流制御器５１３に
おいて、ｑ軸電流制御の偏差信号を増幅した信号に外乱
信号補償信号を加え、その信号がｑ軸電圧指令Ｖq * と
して座標変換器Ｂ５１２に入力される。
【０００７】座標変換器Ｂ５１２では、ｑ軸電圧指令Ｖ
q * 及びｄ軸電圧指令Ｖd * のｄｑ軸２相電圧指令がＶ
u * 、Ｖv * 、Ｖw * の３相の電圧指令に変換され、Ｐ
ＷＭ制御器５０８に入力される。ＰＷＭ制御器５０８で
は、３相指令Ｖu * 、Ｖv *、Ｖw * に対応して電力変
換器５０７が作動し、磁石埋込型同期電動機５０２の駆
動制御に必要な周波数で電圧が制御されて、磁石埋込型
同期電動機５０２の各相にｉu 、ｉv 、ｉw の電流が供
給される。
q * 及びｄ軸電圧指令Ｖd * のｄｑ軸２相電圧指令がＶ
u * 、Ｖv * 、Ｖw * の３相の電圧指令に変換され、Ｐ
ＷＭ制御器５０８に入力される。ＰＷＭ制御器５０８で
は、３相指令Ｖu * 、Ｖv *、Ｖw * に対応して電力変
換器５０７が作動し、磁石埋込型同期電動機５０２の駆
動制御に必要な周波数で電圧が制御されて、磁石埋込型
同期電動機５０２の各相にｉu 、ｉv 、ｉw の電流が供
給される。
【０００８】次に、アプリケーション制御部５２１の動
作について説明する。速度検出信号演算器５１７より得
られた電動機速度信号ωr が速度指令信号ω r * に対し
て帰還され、その偏差信号が比例積分器を備えた速度制
御器５２２で増幅され、この信号がｑ軸電流指令演算器
５２６及びｄ軸電流指令演算器５２７に供給される。こ
こで、ｄ軸電流指令演算器５２７に与えられたトルク指
令Ｔ*に対して、以下の式９によって最大トルク効率と
なるｄ電流指令値Ｉd * を算出する。
作について説明する。速度検出信号演算器５１７より得
られた電動機速度信号ωr が速度指令信号ω r * に対し
て帰還され、その偏差信号が比例積分器を備えた速度制
御器５２２で増幅され、この信号がｑ軸電流指令演算器
５２６及びｄ軸電流指令演算器５２７に供給される。こ
こで、ｄ軸電流指令演算器５２７に与えられたトルク指
令Ｔ*に対して、以下の式９によって最大トルク効率と
なるｄ電流指令値Ｉd * を算出する。
【０００９】
【数９】
【００１０】但し、Ｉ11＝φ1 ／［（Ｌd −Ｌq ）
Ｉ1r］ （φ1 ：回転子永久磁石の１次鎖交磁束の最大値、
Ｌq ：ｑ軸インダクタンス、Ｌd ：ｄ軸インダクタン
ス、Ｉ1r：電動機定格電流）とする。
Ｉ1r］ （φ1 ：回転子永久磁石の１次鎖交磁束の最大値、
Ｌq ：ｑ軸インダクタンス、Ｌd ：ｄ軸インダクタン
ス、Ｉ1r：電動機定格電流）とする。
【００１１】上記式９を用いて得られたｄ軸電流指令Ｉ
d * 及びトルク指令Ｔ* に基づいて式１０からｑ軸電流
指令Ｉq * を得、ｑ軸電流指令Ｉq * 及びｄ軸電流指令
Ｉd * によりｑ軸及びｄ軸の電流を制御する。
d * 及びトルク指令Ｔ* に基づいて式１０からｑ軸電流
指令Ｉq * を得、ｑ軸電流指令Ｉq * 及びｄ軸電流指令
Ｉd * によりｑ軸及びｄ軸の電流を制御する。
【００１２】
【数１０】
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たよう従来の磁石埋込型同期電動機の制御では、以下に
示す問題点がある。すなわち、最大トルク効率制御は負
荷率に関係なく適用されているので、負荷率が小さいと
き、特に無負荷の場合には、トルク指令Ｔ* が小さく、
それに応じて式４及び式５で決まるｄ軸電流指令Ｉd *
及びｑ軸電流指令Ｉq * も小さくなり、電動機電流とし
ても小さな値となる。このように電動機電流が小さい場
合には、電流検出器５０６のオフセットや分解能の影響
を受けやすくなる。特に、オフセット分は電動機の脈動
トルクを発生する要因となり、その脈動トルクが回転リ
ップルの増加につながる。
たよう従来の磁石埋込型同期電動機の制御では、以下に
示す問題点がある。すなわち、最大トルク効率制御は負
荷率に関係なく適用されているので、負荷率が小さいと
き、特に無負荷の場合には、トルク指令Ｔ* が小さく、
それに応じて式４及び式５で決まるｄ軸電流指令Ｉd *
及びｑ軸電流指令Ｉq * も小さくなり、電動機電流とし
ても小さな値となる。このように電動機電流が小さい場
合には、電流検出器５０６のオフセットや分解能の影響
を受けやすくなる。特に、オフセット分は電動機の脈動
トルクを発生する要因となり、その脈動トルクが回転リ
ップルの増加につながる。
【００１４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、軽負荷時でも安定した良好な出力を得ること
ができる磁石埋込型同期電動機の制御方法および制御装
置を提供することを目的とする。
であって、軽負荷時でも安定した良好な出力を得ること
ができる磁石埋込型同期電動機の制御方法および制御装
置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】以下に、上記目的を達成
するための手段について述べる。磁石埋込型同期電動機
の制御において、最大トルク効率制御ｄ軸電流指令Ｉd
* を得る場合、トルク指令Ｔ* に基づく最大トルク効率
とするためのｄ軸電流指令Ｉd1 * （式１１）に、さらに
トルク指令Ｔ* が小さい場合に電動機電流の下限値Ｉ
d00 が設定されたｄ軸電流指令Ｉd0 * （式１２）を加算
してｄ軸電流制御指令Ｉd * （式１３）を得る。
するための手段について述べる。磁石埋込型同期電動機
の制御において、最大トルク効率制御ｄ軸電流指令Ｉd
* を得る場合、トルク指令Ｔ* に基づく最大トルク効率
とするためのｄ軸電流指令Ｉd1 * （式１１）に、さらに
トルク指令Ｔ* が小さい場合に電動機電流の下限値Ｉ
d00 が設定されたｄ軸電流指令Ｉd0 * （式１２）を加算
してｄ軸電流制御指令Ｉd * （式１３）を得る。
【００１６】
【数１１】
【００１７】
【数１２】
【００１８】
【数１３】
【００１９】このようにして、ｄ軸電流制御指令Ｉd *
を得ることにより、トルク指令Ｔ*が小さいときは、ｄ
軸電流指令Ｉd1 * に電動機電流の下限値Ｉd00 が設定さ
れたｄ軸電流指令Ｉd0 * が加算されるので、軽負荷時で
も下限値Ｉd00 以上のｄ軸電流指令値Ｉd * により制御
される。
を得ることにより、トルク指令Ｔ*が小さいときは、ｄ
軸電流指令Ｉd1 * に電動機電流の下限値Ｉd00 が設定さ
れたｄ軸電流指令Ｉd0 * が加算されるので、軽負荷時で
も下限値Ｉd00 以上のｄ軸電流指令値Ｉd * により制御
される。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係る磁石埋込型同期電動機の制御装置のブロック図
である。図１に示されるように、負荷１０４に接続され
た磁石埋込型同期電動機１０２と、磁石埋込型同期電動
機１０２の回転を検出する回転検出器１０３と、制御信
号を磁石埋込型同期電動機１０２を駆動するための電力
に変換する電力変換部１０１と、磁石埋込型同期電動機
１０２の電機子に流れる電流及び回転磁界を制御するｄ
ｑ軸電流制御部１１１と、磁石埋込型同期電動機１０２
の速度及びトルクを制御する速度制御器１２２、ｄ軸電
流指令演算器（１）１２７とｑ軸電流指令演算器１２６
とから成る最大トルク効率制御部、軽負荷時にｄ軸電流
指令演算器（１）１２７の出力に補正値を加算するｄ軸
電流指令演算器（２）１２８で構成するアプリケーショ
ン制御部１２１と、磁石埋込型同期電動機１０２とｄｑ
軸電流制御部１１１とを接続する信号ケーブル１０９
と、磁石埋込型同期電動機１０２と電力変換部１０１と
を接続する電動機回路ケーブル１０５とで構成されてい
る。
施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形
態に係る磁石埋込型同期電動機の制御装置のブロック図
である。図１に示されるように、負荷１０４に接続され
た磁石埋込型同期電動機１０２と、磁石埋込型同期電動
機１０２の回転を検出する回転検出器１０３と、制御信
号を磁石埋込型同期電動機１０２を駆動するための電力
に変換する電力変換部１０１と、磁石埋込型同期電動機
１０２の電機子に流れる電流及び回転磁界を制御するｄ
ｑ軸電流制御部１１１と、磁石埋込型同期電動機１０２
の速度及びトルクを制御する速度制御器１２２、ｄ軸電
流指令演算器（１）１２７とｑ軸電流指令演算器１２６
とから成る最大トルク効率制御部、軽負荷時にｄ軸電流
指令演算器（１）１２７の出力に補正値を加算するｄ軸
電流指令演算器（２）１２８で構成するアプリケーショ
ン制御部１２１と、磁石埋込型同期電動機１０２とｄｑ
軸電流制御部１１１とを接続する信号ケーブル１０９
と、磁石埋込型同期電動機１０２と電力変換部１０１と
を接続する電動機回路ケーブル１０５とで構成されてい
る。
【００２１】以下に、上記のように構成された磁石埋込
型同期電動機の制御装置による磁石埋込型同期電動機の
駆動方法について説明する。先ず、速度検出信号演算器
１１７で得られる電動機回転速度ωr と回転検出器１０
３により検出した信号に基づいて演算された電動機速度
信号ωr * との偏差信号が比例積分器を備えた速度制御
器１２２に入力されて増幅された後、電動機トルク指令
Ｔ* として出力される。
型同期電動機の制御装置による磁石埋込型同期電動機の
駆動方法について説明する。先ず、速度検出信号演算器
１１７で得られる電動機回転速度ωr と回転検出器１０
３により検出した信号に基づいて演算された電動機速度
信号ωr * との偏差信号が比例積分器を備えた速度制御
器１２２に入力されて増幅された後、電動機トルク指令
Ｔ* として出力される。
【００２２】次段の最大トルク効率制御部を構成するｄ
軸電流指令演算器（１）１２７では、電動機トルク指令
Ｔ* に基づき、先の式１１からｄ軸電流指令演算値Ｉd1
* が算出される。ｄ軸電流指令演算器（２）１２８で
は、電動機トルク指令Ｔ* に基づき、先の式１２からｄ
軸電流指令Ｉd0 * が算出される。
軸電流指令演算器（１）１２７では、電動機トルク指令
Ｔ* に基づき、先の式１１からｄ軸電流指令演算値Ｉd1
* が算出される。ｄ軸電流指令演算器（２）１２８で
は、電動機トルク指令Ｔ* に基づき、先の式１２からｄ
軸電流指令Ｉd0 * が算出される。
【００２３】その後、加算器１２９においてｄ軸電流指
令Ｉd1 * 及びＩd0 * を先の式１３に基づき加算して最大
トルク効率ｄ軸電流指令Ｉd * を得る。ｑ軸電流指令演
算器１２６では、ｄ軸電流指令Ｉd * 及びトルク指令Ｔ
* に基づき、先の式１０からｑ軸電流指令Ｉq * を算出
する。
令Ｉd1 * 及びＩd0 * を先の式１３に基づき加算して最大
トルク効率ｄ軸電流指令Ｉd * を得る。ｑ軸電流指令演
算器１２６では、ｄ軸電流指令Ｉd * 及びトルク指令Ｔ
* に基づき、先の式１０からｑ軸電流指令Ｉq * を算出
する。
【００２４】以下、図２を参照してｄ軸電流指令Ｉd1 *
及びＩd0 * 並びに最大トルク効率ｄ軸電流指令Ｉd * の
関係を説明する。図２において、縦軸は最大トルク効率
ｄ軸電流指令Ｉd * 、横軸はトルク指令Ｔ* を示してい
る。図２に示されるように、ｄ軸電流指令Ｉd0 * には下
限値Ｉd00 が設定されているので、最大トルク効率ｄ軸
電流指令Ｉd * は、トルク指令Ｔ* が０（無負荷）のと
きに下限値Ｉd00 となる。その後、最大トルク効率ｄ軸
電流指令Ｉd * は、トルク指令Ｔ* の増加に伴い、ｄ軸
電流指令Ｉd1 * にｄ軸電流指令Ｉd0 * が加算されて底上
げされる。従って、ｄ軸電流指令値Ｉd * は、トルク指
令Ｔ* が小さいとき、つまり軽負荷時でも下限値Ｉd00
以上となるように補正され、これにより、磁石埋込型同
期電動機１０２の電流が下限値以上に設定され、電流検
出器１０６のオフセットや分解能の影響を受け難くな
る。
及びＩd0 * 並びに最大トルク効率ｄ軸電流指令Ｉd * の
関係を説明する。図２において、縦軸は最大トルク効率
ｄ軸電流指令Ｉd * 、横軸はトルク指令Ｔ* を示してい
る。図２に示されるように、ｄ軸電流指令Ｉd0 * には下
限値Ｉd00 が設定されているので、最大トルク効率ｄ軸
電流指令Ｉd * は、トルク指令Ｔ* が０（無負荷）のと
きに下限値Ｉd00 となる。その後、最大トルク効率ｄ軸
電流指令Ｉd * は、トルク指令Ｔ* の増加に伴い、ｄ軸
電流指令Ｉd1 * にｄ軸電流指令Ｉd0 * が加算されて底上
げされる。従って、ｄ軸電流指令値Ｉd * は、トルク指
令Ｔ* が小さいとき、つまり軽負荷時でも下限値Ｉd00
以上となるように補正され、これにより、磁石埋込型同
期電動機１０２の電流が下限値以上に設定され、電流検
出器１０６のオフセットや分解能の影響を受け難くな
る。
【００２５】上述のようにして得られたｄ軸電流指令Ｉ
d * 及びｑ軸電流指令Ｉq * が次段のｄｑ軸電流制御部
１１１へ供給される。以下、ｄｑ軸電流制御部１１１に
ついて説明する。先ず、回転検出器１０３により検出し
た磁石埋込型同期電動機１０２の回転信号が、信号ケー
ブル１０９を介してｄｑ軸電流制御部１１１を構成する
回転位置信号演算器１１６に供給されて、磁石埋込型同
期電動機１０２の磁極の回転角度θが算出され、該回転
角度θは座標変換器Ａ１１５及び座標変換器Ｂ１１２へ
供給される。
d * 及びｑ軸電流指令Ｉq * が次段のｄｑ軸電流制御部
１１１へ供給される。以下、ｄｑ軸電流制御部１１１に
ついて説明する。先ず、回転検出器１０３により検出し
た磁石埋込型同期電動機１０２の回転信号が、信号ケー
ブル１０９を介してｄｑ軸電流制御部１１１を構成する
回転位置信号演算器１１６に供給されて、磁石埋込型同
期電動機１０２の磁極の回転角度θが算出され、該回転
角度θは座標変換器Ａ１１５及び座標変換器Ｂ１１２へ
供給される。
【００２６】座標変換器Ａ１１５は、電力変換器１０１
を構成する電流検出器１０６で検出した３相電流の中の
ｕ相及びｖ相に流れる電流ｉu 、ｉv を２相ｄｑ軸座標
の信号Ｉd 、Ｉq に変換して出力する。信号Ｉd 、Ｉq
は、それぞれアプリケーション制御部１２１で得られた
ｄ軸電流指令値Ｉd * 及びｑ軸電流指令Ｉq * に対して
帰還され、これにより得られるｄ軸電流制御偏差信号及
びｑ軸電流制御偏差信号が、比例積分器を備えたｄ軸電
流制御器１１４及びｑ軸電流制御器１１３に入力されて
増幅される。
を構成する電流検出器１０６で検出した３相電流の中の
ｕ相及びｖ相に流れる電流ｉu 、ｉv を２相ｄｑ軸座標
の信号Ｉd 、Ｉq に変換して出力する。信号Ｉd 、Ｉq
は、それぞれアプリケーション制御部１２１で得られた
ｄ軸電流指令値Ｉd * 及びｑ軸電流指令Ｉq * に対して
帰還され、これにより得られるｄ軸電流制御偏差信号及
びｑ軸電流制御偏差信号が、比例積分器を備えたｄ軸電
流制御器１１４及びｑ軸電流制御器１１３に入力されて
増幅される。
【００２７】また、磁石埋込型同期電動機１０２の回転
信号は速度検出信号演算器１１７にも供給される、速度
検出信号演算器１１７で得られる電動機回転速度ω
r と、アプリケーション制御部１２１で得られたｄ軸電
流指令値Ｉd * 及びｑ軸電流指令Ｉq * とがフィードフ
ォワード補償器１１８へ供給される。フィードフォワー
ド補償器１１８は、ｄｑ軸電流制御の外乱となっている
誘起電圧を打ち消すための外乱補償信号を算出する。
信号は速度検出信号演算器１１７にも供給される、速度
検出信号演算器１１７で得られる電動機回転速度ω
r と、アプリケーション制御部１２１で得られたｄ軸電
流指令値Ｉd * 及びｑ軸電流指令Ｉq * とがフィードフ
ォワード補償器１１８へ供給される。フィードフォワー
ド補償器１１８は、ｄｑ軸電流制御の外乱となっている
誘起電圧を打ち消すための外乱補償信号を算出する。
【００２８】フィードフォワード補償器１１８で得られ
た外乱補償信号は、ｄ軸電流制御器１１４からの出力信
号に加算され、ｄ軸電圧指令Ｖd * として座標変換器Ｂ
１１２へ供給される。同様にして、外乱補償信号はｑ軸
電流制御器１１３からの出力信号に加算され、ｑ軸電圧
指令Ｖq * として座標変換器Ｂ１１２に供給される。座
標変換器Ｂ１１２は、ｄ軸電圧指令Ｖd * 及びｑ軸電圧
指令Ｖq * の２相電圧指令をＶU * 、ＶV * 、ＶW * の
３相の電圧指令に変換する。変換された３相電圧指令Ｖ
U * 、ＶV * 、ＶW * はＰＷＭ制御器１０８へ供給さ
れ、対応して電力変換器１０７が作動し、磁石埋込型同
期電動機１０２の駆動制御に必要な周波数で電圧が制御
されて、磁石埋込型同期電動機１０２の各相にｉU 、ｉ
V 、ｉWの電流が供給される。
た外乱補償信号は、ｄ軸電流制御器１１４からの出力信
号に加算され、ｄ軸電圧指令Ｖd * として座標変換器Ｂ
１１２へ供給される。同様にして、外乱補償信号はｑ軸
電流制御器１１３からの出力信号に加算され、ｑ軸電圧
指令Ｖq * として座標変換器Ｂ１１２に供給される。座
標変換器Ｂ１１２は、ｄ軸電圧指令Ｖd * 及びｑ軸電圧
指令Ｖq * の２相電圧指令をＶU * 、ＶV * 、ＶW * の
３相の電圧指令に変換する。変換された３相電圧指令Ｖ
U * 、ＶV * 、ＶW * はＰＷＭ制御器１０８へ供給さ
れ、対応して電力変換器１０７が作動し、磁石埋込型同
期電動機１０２の駆動制御に必要な周波数で電圧が制御
されて、磁石埋込型同期電動機１０２の各相にｉU 、ｉ
V 、ｉWの電流が供給される。
【００２９】以上説明したように、定常状態では、ｄ軸
とｑ軸の電流を制御することによって、電動機トルクに
対して１次電流が最小となるように制御され、電動機ト
ルクが速度制御器１２２より出力されるトルク指令Ｔ*
に比例するように、線形制御されると同時に、軽負荷時
にはＩd0 * によって補正されたｄ軸電流指令Ｉd * によ
り制御されるので、電流検出器１０６のオフセットや分
解能の影響が軽減される。
とｑ軸の電流を制御することによって、電動機トルクに
対して１次電流が最小となるように制御され、電動機ト
ルクが速度制御器１２２より出力されるトルク指令Ｔ*
に比例するように、線形制御されると同時に、軽負荷時
にはＩd0 * によって補正されたｄ軸電流指令Ｉd * によ
り制御されるので、電流検出器１０６のオフセットや分
解能の影響が軽減される。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軽負荷時のｄ軸電流指令の下限値が設定された補正用の
ｄ軸電流指令を加算して、最大トルク効率ｄ軸電流指令
Ｉd *を得ているので、従来、軽負荷時に発生していた
電流検出器のオフセット等による電動機の脈動トルクの
発生を抑えることができるので、軽負荷時でも安定した
良好な出力を得ることができる。
軽負荷時のｄ軸電流指令の下限値が設定された補正用の
ｄ軸電流指令を加算して、最大トルク効率ｄ軸電流指令
Ｉd *を得ているので、従来、軽負荷時に発生していた
電流検出器のオフセット等による電動機の脈動トルクの
発生を抑えることができるので、軽負荷時でも安定した
良好な出力を得ることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る磁石埋込型同期電動
機の制御装置のブロック図である。
機の制御装置のブロック図である。
【図２】図１に示すアプリケーション制御部における制
御関数の関係を示す図である。
御関数の関係を示す図である。
【図３】従来の磁石埋込型同期電動機の制御装置のブロ
ック図である。
ック図である。
１０１ 電力変換部 １０２ 磁石埋込型同期電動機 １０３ 回転検出器 １０４ 負荷 １０５ 電動機回路ケーブル １０６ 電流検出器 １０７ 電力変換器 １０８ ＰＷＭ制御器 １０９ 信号ケーブル １１１ ｄｑ軸電流制御部 １１２ 座標変換器Ｂ １１３ ｑ軸電流制御器 １１４ ｄ軸電流制御器 １１５ 座標変換器Ａ １１６ 回転位置信号演算器 １１７ 速度検出信号演算器 １１８ ＦＦ補償器 １２１ アプリケーション制御部 １２２ 速度制御器 １２６ ｑ軸電流指令演算器 １２７ ｄ軸電流指令演算器（１） １２８ ｄ軸電流指令演算器（２） １２９ 加算器
Claims (2)
- 【請求項１】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
造を有する同期電動機である磁石埋込型同期電動機のｄ
軸電流Ｉd およびｑ軸電流Ｉq を制御することによって
前記磁石埋込型同期電動機の速度とトルクを周期演算を
用いて制御する磁石埋込型同期電動機の制御方法におい
て、電動機１次鎖交磁束の最大値をφ 1 、ｑ軸インダク
タンスをＬq 、ｄ軸インダクタンスをＬd 及び電動機定
格電流をＩ1rとした場合に、Ｉ11＝φ1 ／［（Ｌq −Ｌ
d ）Ｉ1r］、かつ前記周期演算により得られる電動機ト
ルク指令をＴ* とし、 前記電動機トルク指令Ｔ* に基づき、 【数１】 から前記ｄ軸電流Ｉd を制御する最大トルク効率ｄ軸電
流指令Ｉd * を得るための第１のｄ軸電流指令Ｉd1 * を
算出するとともに、前記電動機トルク指令Ｔ* 及び前記
ｄ軸電流指令Ｉd * に基づき、 【数２】 から前記ｑ軸電流Ｉq を制御するｑ軸電流指令Ｉq * を
算出し、さらに、前記電動機トルク指令Ｔ* に基づき、 【数３】 から前記電動機トルク指令Ｔ* に応じて前記ｄ軸電流指
令Ｉd * の下限値Ｉd00が設定された第２のｄ軸電流指
令値Ｉd0 * を算出し、前記第１のｄ軸電流指令Ｉ d1 * 及
び第２の前記ｄ軸電流指令値Ｉd0 * に基づき、 【数４】 から前記ｄ軸電流指令Ｉd * を算出することを特徴とす
る磁石埋込型同期電動機の制御方法。 - 【請求項２】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
造を有する同期電動機である磁石埋込型同期電動機に接
続され、前記磁石埋込型同期電動機のｄ軸電流Ｉd 及び
ｑ軸電流Ｉq を制御することによって前記磁石埋込型同
期電動機の速度とトルクを周期演算を用いて制御する磁
石埋込型同期電動機の制御装置において、電動機１次鎖
交磁束の最大値をφ1 、ｑ軸インダクタンスをＬq 、ｄ
軸インダクタンスをＬd 及び電動機定格電流をＩ1rとし
た場合に、Ｉ11＝φ1 ／［（Ｌ q −Ｌd ）Ｉ1r］とし、 前記周期演算により電動機トルク指令Ｔ* を得る速度制
御器と、 前記電動機トルク指令Ｔ* に基づき、 【数５】 から前記ｄ軸電流Ｉd を制御する最大トルク効率ｄ軸電
流指令Ｉd * を得るための第１のｄ軸電流指令Ｉd1 * を
算出する最大トルク効率制御ｄ軸電流指令演算器と、 前記電動機トルク指令Ｔ* 及び前記ｄ軸電流指令Ｉd *
に基づき、 【数６】 から前記ｑ軸電流Ｉq を制御するｑ軸電流指令Ｉq * を
算出するｑ軸電流指令演算器とを有し、 さらに、前記電動機トルク指令Ｔ* に基づき、 【数７】 から前記電動機トルク指令Ｔ* に応じて前記ｄ軸電流指
令Ｉd * の下限値Ｉd00が設定された第２のｄ軸電流指
令値Ｉd0 * を算出するｄ軸電流指令演算器と、 前記第１のｄ軸電流指令Ｉd1 * 及び第２の前記ｄ軸電流
指令値Ｉd0 * に基づき、 【数８】 から前記ｄ軸電流指令Ｉd * を算出する加算器と、を具
備したことを特徴とする磁石埋込型同期電動機の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14398897A JP3796556B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁石埋込型同期電動機の制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14398897A JP3796556B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁石埋込型同期電動機の制御方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337100A true JPH10337100A (ja) | 1998-12-18 |
| JP3796556B2 JP3796556B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=15351703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14398897A Expired - Fee Related JP3796556B2 (ja) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | 磁石埋込型同期電動機の制御方法及び装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3796556B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002159192A (ja) * | 2000-11-17 | 2002-05-31 | Shinko Electric Co Ltd | モータ制御方式 |
| JP2005110343A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Daikin Ind Ltd | モータの制御方法及びモータの制御装置 |
| JP2005348478A (ja) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 同期機の制御装置 |
| JP2006191721A (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-20 | Yaskawa Electric Corp | モータ制御装置とその制御方法 |
| JP2006230200A (ja) * | 2006-06-05 | 2006-08-31 | Hitachi Ltd | 交流電動機の制御装置 |
| JP2009273291A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toshiba Mach Co Ltd | サーボモータにおける電流制御方法、電流制御プログラム、記録媒体、サーボモータおよび射出成形機 |
| CN106105013A (zh) * | 2014-04-17 | 2016-11-09 | 爱信艾达株式会社 | 旋转电机控制装置 |
| US10833613B2 (en) | 2016-09-05 | 2020-11-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inverter control apparatus and motor drive system |
| CN114257147A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-03-29 | 清华大学苏州汽车研究院（吴江） | 一种永磁同步电机电流前馈解耦方法和装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2009290929A (ja) * | 2008-05-27 | 2009-12-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
-
1997
- 1997-06-02 JP JP14398897A patent/JP3796556B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN106105013A (zh) * | 2014-04-17 | 2016-11-09 | 爱信艾达株式会社 | 旋转电机控制装置 |
| CN106105013B (zh) * | 2014-04-17 | 2018-10-02 | 爱信艾达株式会社 | 旋转电机控制装置 |
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| JP3796556B2 (ja) | 2006-07-12 |
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