JP2004032944A - 同期電動機の制御装置及び同期電動機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動機10に印加するための電流指令振幅値SIQC,SIDC、回転子位置検出値SVD、回転子速度検出値SPDをそれぞれ参照して同期周波数と複数の任意高次周波数の電圧補償値SVBCC,SVACCをそれぞれ演算し加算合成する高調波電圧補償値演算部16を備え、この高調波電圧補償値演算部16で演算された電圧補償値SVBCC,SVACCを電圧指令値SVU,SVV,SVWに加算する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等に利用されるリラクタンストルクおよびマグネットトルクを利用した同期電動機の制御装置に関するものであり、特に電動機に印加する電圧の補償制御技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図6に一般的な工作機械の送り軸制御や主軸用に適用される電動機の制御ブロック図を示す。
【0003】
図6において、1は速度制御器、2はトルク−電流変換器、3は電流制御器、4はd−q軸座標変換器、5はα−β軸座標変換器、6は位相演算器、7は3/2変換部、8は2/3変換部、9は電力変換器、10は同期電動機、11は検出器、12は位置−速度変換部、13は電流センサ、14は加算器である。
【0004】
次に、指令系について説明する。速度制御器1には、図示を略する上位制御器から速度指令値SVCと、位置−速度変換部12から回転子速度検出値SVDとが与えられ、その誤差を図示を略するPI制御器で演算することによってトルク指令値STCが得られる。
【0005】
このトルク指令値STCは、トルク−電流変換器2でd軸電流指令振幅値SIDCとq軸電流指令振幅値SIQCとに変換される。
【0006】
電流制御器3には、上述したd軸電流指令振幅値SIDCとq軸電流指令振幅値SIQCとが入力されると共に、d−q軸座標変換器4から出力されたd軸電流検出値SIDDとq軸電流検出値SIQDとが入力され、それぞれの軸の指令値と検出値の誤差とがPI制御器を介して、d軸電圧指令値SVDCとq軸電圧指令値SVQCとに変換される。
【0007】
ここで、d軸電流指令振幅値SIDCとq軸電流指令振幅値SIQC、d軸電流検出値SIDDとq軸電流検出値SIQD、d軸電圧指令値SVDCとq軸電圧指令値SVQCは回転子座標(d−q軸)なので、実際に電動機10に電流を流すためには固定子座標(α−β軸)に変換を行う必要がある。
【0008】
そこで、α−β軸座標変換器5によって、固定子座標のα軸電圧指令値SVACとβ軸電圧指令値SVBCとに変換される。この座標変換には、位相演算器6の出力であるCOS(SPD)とSIN(SPD)を使用する。尚、COSは余弦関数、SINは正弦関数を意味し、引数のSPDは回転子位置検出手段としての検出器11の出力、即ち、回転子位置検出値SPDを使用する。
【0009】
また、電動機10の制御は3相制御を前提としているため、2相指令値であるα軸電圧指令値SVAC、β軸電圧指令値SVBCを3相変換する必要があり、2/3変換部8にてU相電圧指令値SVU、V相電圧指令値SVV、U相電圧指令値SVWとし、インバータ等に代表される電力変換器9を介して各相の電圧を電動機10に印加することによって、実際に電動機10が駆動する。
【0010】
次に検出系を説明する。電動機10には回転子位置検出手段である検出器11が取り付けられており、この検出器11よって回転子位置検出値SPDが得られる。回転子位置検出値SPDは、位置−速度変換部12によって回転子速度SVDに変換され、上述したように、この回転子速度SVDが速度制御器1に出力される。
【0011】
電流検出は、電流センサ13により行われ2相分(例えば、U相電流検出値SIUD、V相電流検出値SIVD)を検出し、加算器14にて残りの相(W相電流検出値SIWD)を演算し、3相の電流検出値を3/2変換部7へ出力する。
【0012】
3/2変換部7は2相変換された固定子座標のα軸電流検出値SIADとβ軸電流検出値SIBDをd−q軸座標変換器4へ出力する。
【0013】
d−q軸座標変換器4は位相演算器6の出力であるCOS(SPD)とSIN(SPD)とを使用して回転子座標のd軸電流検出値SIDD、q軸電流検出値SIQDへ変換する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、永久磁石を回転子の表面に貼り付けた構造を採用する永久磁石電動機は、その永久磁石の形状に工夫を凝らすことによって永久磁石磁束による誘起電圧の形状が正弦波状になるようにしている。
【0015】
これは、電動機10を駆動する電流(または電圧)波形が正弦波形状を基本としているためであり、これにより効率良く、またトルクリップルの低い特性が得られることは周知である。
【0016】
しかし、リラクタンス型電動機(RM)やリラクタンストルクと永久磁石型トルクを利用する永久磁石内装型電動機(IPM)は、その構造上、回転子表面が軟磁性材で覆われており、回転子表面の磁束がパーミアンスが大きい場所に集中してしまうために誘起電圧(またはRMの場合、励磁電圧)波形が正弦波状にならないうえ、回転子の位置により回転方向に高調波を含んだ波形で周期的に変化する。
【0017】
この波形は、基本波(同期周波数)に対して複数次の高調波を含んだ波形になることが実験的に解っている。
【0018】
この原因は、回転子形状による固定子間のパーミアンス変化と、永久磁石内挿型電動機(IPM)の場合、永久磁石による回転子表面の磁束分布が回転方向に対して磁極性(N/S)の切り替わり部分に集中し易いという性質に起因する。この高調波を含んだ誘起電圧(RMの場合、励磁電圧)は、制御電流波形に高調波電流成分として現れ、鉄損の増大につながっている。
【0019】
このような鉄損は、周波数が高くなるほど大きくなるため、より周波数の高い高調波電流は電動機駆動時の効率低下の原因となる。
【0020】
また、高調波電流により駆動電流の波形率が悪くなることで電動機のトルクリップルの原因となるため、高調波電流成分が少ないということは、電動機の効率も良くトルクリップルも低くなるということを意味する。そのため制御性が良くなる。
【0021】
本発明は、上述した事情から成されたものであり、電動機効率が良く、しかもトルクリップルの低い制御性の良い同期電動機の制御装置を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
その目的を達成するため、本発明の同期電動機の制御装置は、軟磁性体または硬磁性体で構成され回転方向に固定子巻線から見てインダクタンス変化がある回転子を持つ電動機を制御する同期電動機の制御装置において、該電動機に印加する電流指令振幅値と、回転子位置検出手段から得られる回転子位置検出値と、回転子速度検出手段から得られる回転子速度検出値とを参照し、同期周波数と複数の任意高次周波数の電圧補償値をそれぞれ演算し加算・合成する高調波電圧補償値演算部を備え、該高調波電圧補償値演算部で演算された電圧補償値を電圧指令値に加算することを特徴とする。
【0023】
また、前記高調波電圧補償値演算部で演算される電圧補償値は、同期周波数と複数の任意高次周波数が任意設定されるしきい値周波数以下の周波数について演算・合成されることを特徴とする。
【0024】
さらに、固定子座標であるα−β軸について各々について演算されα軸高調波電圧補償値およびβ軸高調波電圧補償値として、それぞれα軸電圧指令値およびβ軸電圧指令値に補償されることを特徴とする。
【0025】
また、本発明の同期電動機は、速度制御器から出力されたトルク指令値がトルク−電流変換器で電流指令振幅値に変換され、該電流指令振幅値を電圧指令値に変換した上で電圧が印加される同期電動機において、前記電流指令振幅値を取得すると共に回転子の回転位置に基づく回転子位置検出値と前記回転子の回転速度に基づく回転子速度検出値とを参照して高調波電圧補償値が高調波電圧補償値演算部によって演算され、該高調波電圧補償値演算部から出力された高調波電圧補償値を前記電流指令振幅値から前記電圧指令値へと変換する過程で加算した補償後電圧指令値とした上で補償後電圧が印加されることを特徴とする。
【0026】
また、本発明の同期電動機は、速度制御器から出力されたトルク指令値がトルク−電流変換器で2相のd軸電流指令振幅値とq軸電流指令振幅値に変換され、該d軸電流指令振幅値とq軸電流指令振幅値をα軸電圧指令値とβ軸電圧指令値とに変換した後に、該α軸電圧指令値とβ軸電圧指令値とを相変換部によって3相の電圧指令値に変換した上で電力変換器を介して各相の電圧が印加される同期電動機において、前記d軸電流指令振幅値とq軸電流指令振幅値とを取得すると共に回転子の回転位置に基づく回転子位置検出値と前記回転子の回転速度に基づく回転子速度検出値とを参照してα軸高調波電圧補償値とβ軸高調波電圧補償値とが高調波電圧補償値演算部によって演算され、該高調波電圧補償値演算部から出力されたα軸高調波電圧補償値とβ軸高調波電圧補償値とをα軸電圧指令値とβ軸電圧指令値とい加算して補償後α軸電圧指令値と補償後β軸電圧指令値とを相変換部によって3相の電圧指令値に変換した上で電力変換器を介して各相の補償後電圧が印加されることを特徴とする。
【0027】
さらに、本発明の同期電動機は、前記高調波電圧補償値演算部は、前記d軸電流指令振幅値から求めたd軸磁束値を出力するd軸磁束演算器と、前記q軸電流指令振幅値から求めたq軸磁束値を出力するq軸磁束演算器と、前記回転子速度検出値から角周波数を生成する単位変換器と、前記d軸磁束値と前記q軸磁束値の各々に前記角周波数を乗じてd軸基本電圧補償振幅値とq軸基本電圧補償振幅値とを出力する乗算器と、前記角周波数を基本波として前記回転子位置検出値から求められた高次数の角周波数を予め設定されたしきい値角周波数と比較した後にその比較後の高次数の角周波数を使用して前記d軸基本電圧補償振幅値並びに前記q軸基本電圧補償振幅値から前記α軸高調波電圧補償値と前記β軸高調波電圧補償値とを演算する高次数電圧補償値合成器とを備えていることを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の同期電動機の制御装置に係る実施の形態を図1乃至図5に基づいて説明する。
【0029】
図1は本発明の同期電動機の制御装置としての工作機械の送り軸制御や主軸用に適用される電動機の制御ブロック図である。
【0030】
図1において、1は速度制御器、2はトルク−電流変換器、3は電流制御器、4はd−q軸座標変換器、5はα−β軸座標変換器、6は位相演算器、7は3/2変換部、8は2/3変換部、9は電力変換器、10は同期電動機、11は検出器、12は位置−速度変換部、13は電流センサ、14は加算器、15はα−β軸座標変換器5と2/3変換部加算器8との間に設けられた加算器、16は高調波電圧補償値演算部である。
【0031】
この高調波電圧補償値演算部16には、回転子座標(d−q軸)のd軸電流指令振幅値(電流指令振幅値)SIDC並びにq軸電流指令振幅値(電流指令振幅値)SIQCが入力される。また、高調波電圧補償値演算部16には、回転子位置検出値SPDと、この回転子位置検出値SPDに基づく回転子速度検出値SVDとが入力される。
【0032】
高調波電圧補償値演算部16からは、α軸高調波電圧補償値SVACCとβ軸高調波電圧補償値SVBCCとが出力され、加算器15を介してα−β軸座標変換器5から出力されたα軸電圧指令値SVAC並びにβ軸電圧指令値SVBCに加算される。これにより、2/3変換部8には、補償後α軸電圧指令値SVADCと補償後β軸電圧指令値SVBDCとが入力される。
【0033】
なお、詳細は後述するがα軸高調波電圧補償値SVACCとβ軸高調波電圧補償値SVBCCとは、角軸基本波(=同期周波数)と複数の任意高調波成分(任意高次周波数)とを合成した電圧補償値である。
【0034】
図2は、本発明が適用される電動機10の説明図である。
【0035】
この図2において、21は固定子、22は固定子巻線、23はスロット、24は軸、25は永久磁石、26は回転子である。
【0036】
固定子21は珪素鋼板に代表されるような軟磁性材でありスロット23が設けられ、その内に固定子巻線22が収められている。固定子21の内側には固定子21と同材料でできた回転子26が収められ、回転子26は軸24に固定されており軸24を中心に回転する構造である。
【0037】
回転子26内には空隙が設けられ内部に永久磁石25が固定される。図2中の永久磁石25は、交互に逆向きの矢印Mfで示した着磁方向となっており、固定子21の固定子巻線22に電流を流さない状態では、磁気ループMLで示した磁束の流れができている。
【0038】
図3は、図2に示した電動機10を回転させた場合に発生する誘起電圧のグラフ図を示す。
【0039】
図3(a)は相電圧の例であり、実線で示す波形31をU相電圧、破線で示す波形32はV相電圧と仮定する。図3(a)からもわかるように、各相電圧は3相の場合、それぞれが2π/3ラジアンだけ位相がずれている。また、図3(a)の縦軸の0(零)よりも上側を正、下側を負とすると、誘起電圧のゼロクロス部分がちょうど永久磁石の極性(N/S極)の切り替わり部分である。
【0040】
図3(b)は電動機の巻線をY結線にした場合のU−V相間:線間電圧波形のグラフ図であり、図3(a)に示したU相誘起電圧とV相誘起電圧とを合成した波形になる。ここで、同期周波数(=基本波成分)に対して高調波が重畳しているため、正弦波状の波形にはなっていない。(図では3次または5次の高調波成分が顕著である。)
【0041】
尚、図3では説明の便宜上、模式的な波形を示したが実際には、図3(a)、図3(b)の双方共、より次数の高い高調波が含まれていることが多く、これが鉄損の原因となり発熱量が大きくなることで電動機効率が低下するという問題が発生する。また誘起電圧が制御電流波形に影響し、波形率の低下の原因となりトルクリップルとなり駆動時の騒音や工作機械の送り軸に適用した場合、加工面に縞目となって現れるため問題になることがある。
【0042】
図4は図1で示した高調波電圧補償値演算部16の一例を示すブロック図である。
【0043】
図4において、41はd軸磁束演算器、42はq軸磁束演算器、43は乗算器、44は乗算器、45は単位変換器、46は次数発生器、47は次数判定部、48は高次位相発生部、49は高次数電圧補償値合成器である。
【0044】
回転子座標のd軸電流指令振幅値SIDCがd軸磁束演算器41に入力され、d軸磁束演算器41では、d軸電流指令振幅値SIDCの電流の大きさを考慮したインダクタンス推定値や、永久磁石の磁束を考慮した磁束推定値を基に回転子d軸磁束を推定し、d軸磁束値SPHIDとして出力される。
【0045】
同様に回転子座標のq軸電流指令振幅値SIQCがq軸磁束演算器42に入力され、q軸磁束演算器42では、q軸電流指令振幅値SIQCの電流の大きさを考慮したインダクタンス推定値を基に回転子q軸磁束を推定し、q軸磁束値SPHIQとして出力される。
【0046】
回転子速度検出値SVDは、単位変換器45により単位変換され角周波数SOMEGAとして出力される。d軸磁束値SPHIDとq軸磁束値SPHIQは角周波数SOMEGAが乗算器43、44によりそれぞれ乗じられることにより、回転子座標のd軸基本電圧補償振幅値SVEDとq軸基本電圧補償振幅値SVEQが高次数電圧補償値合成器49に出力される。
【0047】
また、回転子位置検出値SPDは次数発生器46に出力される。次数発生器46には予め基本波に対する次数DEGとその次数に対する振幅AMPが設定されており、次数は1〜n(nは整数)までの任意の次数が設定可能である。
【0048】
誘起電圧の高調波の次数は1〜n(nは整数)の全て演算しても良いが、経験上、上位数個の次数を選択するのみで良い。これは高調波が全ての次数を含んでいないのと演算を簡便にするためであるが、これだけでも充分期待する効果が得られる。
【0049】
次数発生器46から出力される基本波に対する次数DEGとその次数に対する振幅AMPは次数判定部47に出力される。
【0050】
次数判定部47には単位変換器45で演算された角周波数SOMEGAが入力されており、角周波数SOMEGAを基本波として次数発生器46から出力される基本波に対する次数DEGを使用して、角周波数SOMEGA*次数DEGとすることで高次数の角周波数(SOMEGA)nを演算する。ここで添え字のnは次数を意味(以下同)しており、この時点で高次数の角周波数(SOMEGA)nは1つではなく、次数発生器46で選択された1〜n(nは整数)の複数の任意次数である。
【0051】
ここで、高次数の角周波数(SOMEGA)nと予め次数判定部47内に設定してあるしきい値角周波数(しきい値周波数)SOMEGACとを比較し、高次数の角周波数(SOMEGA)nがしきい値角周波数SOMEGAC以下であれば、そのn次の次数と振幅[DEG,AMP]nは高次位相発生部48に出力されるが、nがしきい値角周波数SOMEGAC以上の場合、高次位相発生部48に出力されない。
【0052】
このようにしきい値を設けるのは電動機10(又は制御装置)の伝達関数が高い周波数に応答しないためであり、応答不能な周波数の指令を加えることで制御系が不安定になるのを避けるということと、無駄な補償のための処理時間を省くのに有用である。
【0053】
よって、このしきい値角周波数SOMEGACは電動機10(又は制御装置)の伝達関数に依存しており、使用する電動機10(又は制御装置)により任意に設定を行うことができる。
【0054】
このように次数判定部47によりフィルタリングされたn次の次数と振幅である[DEG,AMP]nは高次位相発生部48でAMPn*COS(DEGn*SPD)、およびAMPn*SIN(DEGn*SPD)を演算し、高次数電圧補償値合成器49へ出力される。なお、前式のSINは正弦関数であり、COSは余弦関数である。
【0055】
高次数電圧補償値合成器49は回転子座標のd軸基本電圧補償振幅値SVEDとq軸基本電圧補償振幅値SVEQを高次位相発生部48から出力されたAMPn*COS(DEGn*SPD)、およびAMPn*SIN(DEGn*SPD)を使用して、固定子座標のα軸高調波電圧補償値SVACCとβ軸高調波電圧補償値SVBCCを演算する。
【0056】
よって、α軸高調波電圧補償値SVACCを例にあげると、
SVACC=Σ[SVED*AMPn*COS(DEGn*SPD)]…(1)
となっている。
【0057】
また、同様にβ軸高調波電圧補償値SVBCCは、
SVBCC=Σ[SVEQ*AMPn*SIN(DEGn*SPD)]…(2)
となる。
【0058】
ここで、高次数電圧補償値合成器49ではd−q軸回転子座標からα−β軸固定子座標に変換されており、n次の振幅AMPnは基本波振幅に対する割合を意味していることが式(1),式(2)からわかる。
【0059】
図5は、本発明の効果の一例を示したグラフ図であり、1相あたりの電流指令波形および応答波形を示している。
【0060】
電流指令波形50に対し、波形52は従来例で示した同期電動機の制御装置で電動機に電流を印加した場合の電流検出値、波形51は本発明を適用した場合の電流検出値である。
【0061】
波形52には基本波に対して高調波が重畳されており、この高調波成分が鉄損の原因となり発熱量が大きくなることで電動機効率が低下し、誘起電圧が制御電流波形に影響しトルクリップルとなり駆動時の騒音や工作機械の送り軸に適用した場合、加工面に縞目となって現れるため問題になる。
【0062】
波形51では高調波成分が低減しており、なおかつ電流指令値50に対して位相遅れも少なくなっており制御性も向上していることがわかる。
【0063】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、主旨を逸脱しない範囲で下記のような変形を行うことが可能である。
【0064】
高調波電圧補償値演算部16内で回転子座標のd−q軸(または固定子座標のα−β軸)の両方について演算を行ったがd軸もしくはq軸の片方だけを演算しても良い。
【0065】
高調波電圧補償値演算部16内で回転子座標のd−q軸(または固定子座標のα−β軸)のそれぞれの軸について次数発生器46、次数判定部47、高次位相発生部48を設けて、各軸ごとに必ずしも次数が一致する必要はない。
【0066】
高調波電圧補償値SVBCC、SVACCを独立して3相変換し、3相電圧指令値SVU、SVV、SVWに補償を行っても良い。
【0067】
回転機で説明したがリニア型電動機に適用しても良い。
【0068】
電動機10の巻線方式をY結線で説明したがΔ結線に適用しても良い。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の同期電動機の制御装置によれば、軟磁性体または硬磁性体で構成され回転方向に固定子巻線から見てインダクタンス変化がある回転子を持つ電動機を制御する同期電動機の制御装置において、該電動機に印加する電流指令振幅値と、回転子位置検出手段から得られる回転子位置検出値と、回転子速度検出手段から得られる回転子速度検出値とを参照し、同期周波数と複数の任意高次周波数の電圧補償値をそれぞれ演算し加算合成する高調波電圧補償値演算部を備え、該高調波電圧補償値演算部で演算された電圧補償値を電圧指令値に加算する手段を備え、また、高調波電圧補償値演算部で演算される電圧補償値は、同期周波数と複数の任意高次周波数が任意に設定されるしきい値周波数以下の周波数について演算・合成されることにより、電動機効率が良く、しかもトルクリップルの低い制御性の良い同期電動機の制御装置とすることができる。
【0070】
また、高調波電圧補償値演算部で演算される電圧補償値は、固定子座標であるα−β軸について各々について演算されα軸高調波電圧補償値およびβ軸高調波電圧補償値として、それぞれα軸電圧指令値およびβ軸電圧指令値に補償されることにより、電動機に印加される電流の高調波成分が低減し、鉄損が低下することで電動機効率が向上するばかりでなく、トルクリップルも低下するため電動機の制御性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同期電動機の制御装置の実施の形態を示し、制御装置のブロック図である。
【図2】本発明の同期電動機の制御装置が適用される電動機の説明図である。
【図3】本発明の同期電動機の制御装置が適用される電動機の誘起電圧波形を示し、(a)は相電圧のグラフ図、(b)は電動機の巻線をY結線にした場合のU−V相間:線間電圧波形のグラフ図である。
【図4】本発明の同期電動機の制御装置を示し、高調波電圧補償値演算部のブロック図である。
【図5】本発明の同期電動機の制御装置の効果を示すグラフ図である。
【図6】従来の同期電動機の制御装置を示し、制御装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 速度制御器、2 トルク−電流変換器、3 電流制御器、4 d−q軸座標変換器、5 α−β軸座標変換器、6 位相演算器、7 3/2変換部、8 2/3変換部、9 電力変換器、10 同期電動機、11 検出器、12 位置−速度変換部、13 電流センサ、14 加算器、15 加算器、16 高調波電圧補償値演算部、21 固定子、41 d軸磁束演算器、42 q軸磁束演算器、43 乗算器、44 乗算器、45 単位変換器、46 次数発生器、47次数判定部、48 高次位相発生部、49 高次数電圧補償値合成器、STCトルク指令値、SIQC q軸電流指令振幅値、SIDC d軸電流指令振幅値、SIQD q軸電流検出値、SIDD d軸電流検出値、SVQC q軸電圧指令値、SVDC d軸電圧指令値、SVBC β軸電圧指令値、SVAC α軸電圧指令値、SVBCC β軸高調波電圧補償値、SVACC α軸高調波電圧補償値、SVBDC 補償後β軸電圧指令値、SVADC 補償後α軸電圧指令値、SVU U相電圧指令値、SVV V相電圧指令値、SVW W相電圧指令値、SIUD U相電流検出値、SIVD V相電流検出値、SIWD W相電流検出値、SIAD α軸電流検出値、SIBD β軸電流検出値、SIDD d軸電流検出値、SIQD q軸電流検出値、SPD 回転子位置検出値、SVD 回転子速度検出値、DEG 次数、AMP 振幅(割合)、SOMEGA 角周波数、SPHID d軸磁束値、SPHIQ q軸磁束値、SVED d軸基本電圧補償振幅値、SVEQ q軸基本電圧補償振幅値。
Claims (6)
- 軟磁性体または硬磁性体で構成され回転方向に固定子巻線から見てインダクタンス変化がある回転子を持つ電動機を制御する同期電動機の制御装置において、
該電動機に印加する電流指令振幅値と、
回転子位置検出手段から得られる回転子位置検出値と、
回転子速度検出手段から得られる回転子速度検出値と、
を参照し、
同期周波数と複数の任意高次周波数の電圧補償値をそれぞれ演算し加算・合成する高調波電圧補償値演算部を備え、
該高調波電圧補償値演算部で演算された電圧補償値を電圧指令値に加算する手段を備えることを特徴とする同期電動機の制御装置。 - 前記高調波電圧補償値演算部で演算される電圧補償値は、同期周波数と複数の任意高次周波数が任意設定されるしきい値周波数以下の周波数について演算・合成されることを特徴とする請求項1に記載の同期電動機の制御装置。
- 前記高調波電圧補償値演算部で演算される電圧補償値は、固定子座標であるα−β軸各々の軸成分に対するα軸高調波電圧補償値およびβ軸高調波電圧補償値を演算し、その演算値をα軸電圧指令値およびβ軸電圧指令値に補償することを特徴とする請求項1に記載の同期電動機の制御装置。
- 速度制御器から出力されたトルク指令値がトルク−電流変換器で電流指令振幅値に変換され、該電流指令振幅値を電圧指令値に変換した上で電圧が印加される同期電動機において、
前記電流指令振幅値を取得すると共に回転子の回転位置に基づく回転子位置検出値と前記回転子の回転速度に基づく回転子速度検出値とを参照して高調波電圧補償値が高調波電圧補償値演算部によって演算され、該高調波電圧補償値演算部から出力された高調波電圧補償値を前記電流指令振幅値から前記電圧指令値へと変換する過程で加算した補償後電圧指令値とした上で補償後電圧が印加されることを特徴とする同期電動機。 - 速度制御器から出力されたトルク指令値がトルク−電流変換器で2相のd軸電流指令振幅値とq軸電流指令振幅値に変換され、該d軸電流指令振幅値とq軸電流指令振幅値をα軸電圧指令値とβ軸電圧指令値とに変換した後に、該α軸電圧指令値とβ軸電圧指令値とを相変換部によって3相の電圧指令値に変換した上で電力変換器を介して各相の電圧が印加される同期電動機において、
前記d軸電流指令振幅値とq軸電流指令振幅値とを取得すると共に回転子の回転位置に基づく回転子位置検出値と前記回転子の回転速度に基づく回転子速度検出値とを参照してα軸高調波電圧補償値とβ軸高調波電圧補償値とが高調波電圧補償値演算部によって演算され、該高調波電圧補償値演算部から出力されたα軸高調波電圧補償値とβ軸高調波電圧補償値とをα軸電圧指令値とβ軸電圧指令値とに加算して補償後α軸電圧指令値と補償後β軸電圧指令値とを相変換部によって3相の電圧指令値に変換した上で電力変換器を介して各相の補償後電圧が印加されることを特徴とする同期電動機。 - 前記高調波電圧補償値演算部は、前記d軸電流指令振幅値から求めたd軸磁束値を出力するd軸磁束演算器と、前記q軸電流指令振幅値から求めたq軸磁束値を出力するq軸磁束演算器と、前記回転子速度検出値から角周波数を生成する単位変換器と、前記d軸磁束値と前記q軸磁束値の各々に前記角周波数を乗じてd軸基本電圧補償振幅値とq軸基本電圧補償振幅値とを出力する乗算器と、前記角周波数を基本波として前記回転子位置検出値から求められた高次数の角周波数を予め設定されたしきい値角周波数と比較した後にその比較後の高次数の角周波数を使用して前記d軸基本電圧補償振幅値並びに前記q軸基本電圧補償振幅値から前記α軸高調波電圧補償値と前記β軸高調波電圧補償値とを演算する高次数電圧補償値合成器とを備えていることを特徴とする請求項5に記載の同期電動機。
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