JP2004040906A - Vector controller for synchronous motor - Google Patents

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JP2004040906A
JP2004040906A JP2002194333A JP2002194333A JP2004040906A JP 2004040906 A JP2004040906 A JP 2004040906A JP 2002194333 A JP2002194333 A JP 2002194333A JP 2002194333 A JP2002194333 A JP 2002194333A JP 2004040906 A JP2004040906 A JP 2004040906A
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Japan
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phase
motor
processing unit
rotation speed
detection value
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JP2002194333A
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Masato Mori
森　真人
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To attain highly accurate torque/speed control for a PM motor by properly correcting phase data used in coordinate transformation operation for exact coordinate transformation operation. <P>SOLUTION: This vector controller 2A performs the torque/speed control for the PM motor 1 corresponding to a torque command τ. For this purpose, the controller performs coordinate-transformation of three-phase motor current detected values Iu, Iw into two-phase motor current detected values Id, Iq with a coordinate-transforming part 8, and two-phase voltage command values Vd*, Vq* into three-phase voltage commands Vu*, Vv*, Vw* with a coordinate-transforming part 9. The coordinate-transforming part 8 performs coordinate transformation using phase data θ<SB>1</SB>at a time t<SB>1</SB>when the three-phase motor current detected values Iu, Iw are detected. The coordinate-transforming part 9 performs coordinate transformation using phase data θ<SB>2</SB>at a time t<SB>2</SB>when the phase data are computed with a position detecting part 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同期電動機のベクトル制御装置に関し、位相データを適正に補正することにより、制御精度を向上させるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車等では、駆動源として永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）が採用されており、このＰＭモータの回転駆動制御をするために、ベクトル制御装置が使用されている。
【０００３】
図３は、駆動モータである三相の永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）１を駆動制御するベクトル制御装置２を示す。このベクトル制御装置２は、主としてトルク制御部３と電流制御部６と三相のインバータ主回路１０から構成され、トルク指令τに基づいてＰＭモータ１の出力トルクを制御するようにされている。
【０００４】
トルク制御部３にはトルク指令τとともに、ＰＭモータ１の回転速度の検出値（以下、モータ回転速度検出値）ｎが与えられる。トルク制御部３は、モータ回転速度検出値ｎを利用して、トルク指令τからモータ電流の電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊（二相の電流指令値）を算出し、その電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を電流制御部６に与える。モータ回転速度検出値ｎは、ＰＭモータ１に装着したレゾルバ４の出力から、速度検出処理部５によって得られる。
【０００５】
なお、電気自動車の場合には、トルク指令τは、一般には、アクセルの踏み込み量に応じた値である。
【０００６】
電流制御部６には電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とともに、モータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗ（三相）が与えられる。電流制御部６は電流制御処理部７と２つの座標変換処理部８、９で構成され、詳細は後述するが、三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗによるフィードバック制御を行うことで、二相の電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊に対応する三相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を算出し、インバータ主回路１０に与える。三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗは、インバータ主回路１０とＰＭモータ１の間の給電線に装着した２つの電流検出器１１、１２によって得られる。
【０００７】
インバータ主回路１０は三相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に応じた電圧をＰＭモータ１に印加する。その結果、ＰＭモータ１にはトルク指令τに応じた電流が流れ、モータ出力トルクがトルク指令τに応じたものとなる。インバータ主回路１０には直流電源１３が備えられている。
【０００８】
次に、電流制御部６について詳述する。電流制御処理部７には電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とともに、モータ電気角回転速度検出値Ｎ及びモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑ（二相）が与えられ、モータ電気角回転速度検出値Ｎを用いて二相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑによるフィードバック制御を行うことにより、二相の電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊に対応するモータ電圧の指令値Ｖｄ＊とＶｑ＊（二相の電圧指令値）を算出し、この二相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を座標変換処理部９に与える。
【０００９】
モータ電気角回転速度検出値Ｎは、モータ回転速度検出値ｎとＰＭモータ１の極数ｐから、電気角演算処理部１４によって得られる。
【００１０】
二相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑは、三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを座標変換処理部８によって二相に座標変換することで得られる。この座標変換のために、ＰＭモータ１の磁極位置（位相）を示すデータ（以下、位相データ）θが使用される。位相データ（ＰＭモータ１の磁極位置データ）θは、位置検出処理部１５によってレゾルバ４の出力から得られる。
【００１１】
座標変換処理部９は、位相データθを使用して、二相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を三相のモータ電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に座標変換し、インバータ主回路１０に与える。
【００１２】
ここで、図４を用いて、ベクトル制御における電流制御の手順を、まとめて説明する。
【００１３】
まずステップ▲１▼では、モータ電流検出処理を行い、三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを求める。この時点での時刻ｔ　はｔ１であり、この時点での磁極位置（位相データ）θはθ１　である。
【００１４】
ステップ▲２▼では、位相検出処理を行い、位置検出処理部１５によって、位相データθを求める。この時点での時刻ｔ　はｔ２であり、この時点での磁極位置（位相データ）θはθ２　である。つまり、位置検出処理部１５から出力される位相データはθ２　である。
【００１５】
ステップ▲３▼では、検出電流の座標変換処理を行い、第１の座標変換処理部８によって、三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを二相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑに座標変換する。
【００１６】
ステップ▲４▼では、電流制御ＰＩ演算処理を行い、電流制御処理部７により電流制御演算を行い二相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を演算する。
【００１７】
ステップ▲５▼では、指令電圧の座標変換処理を行い、第２の座標変換処理部９によって、二相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を三相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に座標変換する。
【００１８】
ステップ▲６▼では、指令電圧のモータへの印加を行い、三相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に応じた電圧を、インバータ主回路１０がＰＭモータ１に印加する。この時点での時刻ｔ　はｔ６であり、この時点での磁極位置（位相データ）θはθ６　である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＭモータ１のトルク・速度制御を精度良く行うには正確な磁極位置（＝位相）を得て、その磁極位置情報（位相データ）を基に制御することが必要である。つまり、第１の座標変換処理部８がステップ▲３▼で行う座標変換処理では、時刻ｔ＝ｔ１　における位相データθ１　を使用して座標変換を行い、第２の座標変換処理部９がステップ▲５▼で行う座標変換処理では、時刻ｔ＝ｔ６　における位相データθ６　を使用して座標変換を行うことにより、高精度なトルク・速度制御を行うことができる。
【００２０】
しかし、従来技術では、時刻ｔ＝ｔ２　における位相データθ２　を用いて、座標変換処理部８，９により座標変換処理をしている。この場合、図４に示す処理がモータ回転速度に対して十分高速に行われる場合、即ち、図４のステップ▲１▼〜▲６▼の処理が略同一タイミングで実行される場合には、問題はない。
しかし、図４のステップ▲１▼〜▲６▼の処理時間が長いときや、モータ回転速度が速くなり図４のステップ▲１▼〜▲６▼の処理時間中に進む位相量が大きくなると、制御精度に悪影響を及ぼすことになる。
【００２１】
本発明は、上記従来技術に鑑み、高精度なトルク・速度制御を行うことができる同期電動機のベクトル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】
上記課題を解決する本発明の構成は、三相の電圧指令値が入力されると、この電圧指令値に応じた三相電圧を同期電動機に供給するインバータ主回路と、
前記同期電動機の回転速度を検出する回転検出器と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基にモータ回転速度検出値を求める速度検出処理部と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基に、前記同期電動機の磁極位置を示す位相データθ２　を求める位置検出処理部と、
前記モータ回転速度検出値からモータ電気角回転速度検出値を求める電気角演算処理部と、
前記インバータ主回路から前記同期電動機に供給される三相電流を検出して得た三相のモータ電流検出値を、二相のモータ電流検出値に座標変換する第１の座標変換処理部と、
トルク指令と前記モータ回転速度検出値が入力されると、二相の電流指令値を出力するトルク制御部と、
前記二相のモータ電流検出値と二相の電流指令値とモータ電気角回転速度検出値が入力されると、二相の電圧指令値を出力する電流制御処理部と、
前記二相の電圧指令値を三相の電圧指令値に座標変換して前記インバータ主回路に送る第２の座標変換器と、を有する同期電動機のベクトル制御装置において、
位相データθ２　と、この位相データθ２　を求めた時刻ｔ２　と三相電流を検出した時刻ｔ１　との時間間隔と、モータ電気角回転速度検出値を基に、時刻ｔ１　での位相データθ１　を演算する位置補正処理部を有し、
第１の座標変換器は、位相データθ１　を使用して座標変換演算をし、
第２の座標変換器は、位相データθ２　を使用して座標変換演算をすることを特徴とする。
【００２３】
また本発明の構成は、三相の電圧指令値が入力されると、この電圧指令値に応じた三相電圧を同期電動機に供給するインバータ主回路と、
前記同期電動機の回転速度を検出する回転検出器と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基にモータ回転速度検出値を求める速度検出処理部と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基に、前記同期電動機の磁極位置を示す位相データθ２　を求める位置検出処理部と、
前記モータ回転速度検出値からモータ電気角回転速度検出値を求める電気角演算処理部と、
前記インバータ主回路から前記同期電動機に供給される三相電流を検出して得た三相のモータ電流検出値を、二相のモータ電流検出値に座標変換する第１の座標変換処理部と、
トルク指令と前記モータ回転速度検出値が入力されると、二相の電流指令値を出力するトルク制御部と、
前記二相のモータ電流検出値と二相の電流指令値とモータ電気角回転速度検出値が入力されると、二相の電圧指令値を出力する電流制御処理部と、
前記二相の電圧指令値を三相の電圧指令値に座標変換して前記インバータ主回路に送る第２の座標変換器と、を有する同期電動機のベクトル制御装置において、
位相データθ２　と、三相の電圧指令に応じた三相電圧を同期電動機に供給した時刻ｔ６　と位相データθ２　を求めた時刻ｔ２　との時間間隔と、モータ電気角回転速度検出値を基に、時刻ｔ６　での位相データθ６　を演算する位置補正処理部を有し、
第１の座標変換器は、位相データθ２　を使用して座標変換演算をし、
第２の座標変換器は、位相データθ６　を使用して座標変換演算をすることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態にかかるベクトル制御装置２Ａを示す。ＰＭモータ１を駆動制御するベクトル制御装置２Ａは、トルク制御部３と、電流制御部６と、直流電源１３を備えたインバータ主回路１０を主要部材として構成されている。また、速度検出処理部５，電流検出器１１，１２も備えている。
【００２６】
電流制御部６は、電流制御処理部７と、第１の座標変換処理部８と、第２の座標変換処理部９と、電気角演算処理部１４と、位置検出処理部１５と、位置補正処理部２１を有している。
【００２７】
従来技術に対して、第１の実施の形態では、新たに位置補正処理部２１が追加されると共に、座標変換処理部８での演算処理が異なっているが、他の部分の構成・動作は従来技術と同様である。したがって、以下では、従来技術と異なる部分を中心に説明をし、従来技術と重複する部分の説明は省略する。
【００２８】
位置補正処理部２１には、位置検出処理部１５が位相データ演算処理した時刻ｔ２　において求めた位相データθ２　と、電気角演算処理部１４が求めたモータ電気角回転速度検出値Ｎが入力される。また、位置検出処理部１５が位相データθ２　を求めた時刻ｔ２　と、電流検出器１１，　１２が三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを検出した時刻ｔ１　との時間間隔（ｔ２　−ｔ１　）が予め検出されており、この時間間隔（ｔ２　−ｔ１　）が位置補正処理部２１に設定されている。
【００２９】
位置補正処理部２１は、下記（１）式の演算をすることにより、電流検出器１１，　１２が三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを検出した時刻ｔ１　での位相データθ１　を演算により求める。
【００３０】
θ１　＝θ２　−Ｎ・（ｔ２　−ｔ１　）・・・・（１）
但し
θ１　：時刻ｔ１　での位相データ〔ｄｅｇ〕（電気角）
θ２　：時刻ｔ２　での位相データ〔ｄｅｇ〕（電気角）（演算値）
Ｎ　：モータ電気角回転速度検出値〔ｄｅｇ／ｓｅｃ〕
ｔ２　−ｔ１　：予め計測して設定した時間間隔
【００３１】
第２の座標変換処理部９では、従来技術と同様に、位相データθ２　を使用して、二相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を三相のモータ電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に座標変換している。
【００３２】
第１の座標変換処理部８では、従来技術とは異なり、位相データθ１　を使用して、三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを二相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑに座標変換している。
前述したように、第１の座標変換処理部８がステップ▲３▼（図４参照）で行う座標変換処理では、時刻ｔ＝ｔ１　における位相データθ１　を使用して座標変換を行うことにより、高精度なトルク・速度制御を行うことができる。
したがって、本実施の形態では、第１の座標変換処理部８での座標変換処理が正確に行われるので、ＰＭモータ１のトルク・速度制御を高精度に行うことができる。
【００３３】
なお、電動機運転中に、図４に示すステップ▲１▼〜▲２▼の処理内容が変わり、時間間隔ｔ２　−ｔ１　が変化した場合には、その時の時間間隔ｔ２　’−ｔ１　を新たに計測して設定し、上述した（１）式を用いて位相データθ１　を求めるようにする。このようにすれば、ステップ▲１▼〜▲２▼の処理内容が変わった場合にも、制御精度の向上が可能となる。
【００３４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、位置補正処理部２２を備えている。位置補正処理部２２には、位置検出処理部１５が位相データ演算処理した時刻ｔ２　において求めた位相データθ２　と、電気角演算処理部１４が求めたモータ電気角回転速度検出値Ｎが入力される。また、インバータ主回路１０が三相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に応じた電圧をインバータ１に印加した時刻ｔ６と、位置検出処理部１５が位相データθ２　を求めた時刻ｔ２　との時間間隔（ｔ６　−ｔ２　）が予め検出されており、この時間間隔（ｔ６　−ｔ２　）が位置補正処理部２２に設定されている。
【００３５】
位置補正処理部２２は、下記（２）式の演算をすることにより、インバータ主回路１０が三相の電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に応じた電圧をインバータ１に印加した時刻ｔ６での位相データθ６　を演算により求める。
【００３６】
θ６　＝θ２　＋Ｎ・（ｔ６　−ｔ２　）・・・・（２）
但し
θ６　：時刻ｔ６　での位相データ〔ｄｅｇ〕（電気角）
θ２　：時刻ｔ２　での位相データ〔ｄｅｇ〕（電気角）（演算値）
Ｎ　：モータ電気角回転速度検出値〔ｄｅｇ／ｓｅｃ〕
ｔ６　−ｔ２　：予め計測して設定した時間間隔
【００３７】
第１の座標変換処理部８では、従来技術と同様に、位相データθ２　を使用して、三相のモータ電流検出値Ｉｕ、Ｉｗを二相のモータ電流検出値Ｉｄ、Ｉｑに座標変換している。
【００３８】
第２の座標変換処理部９では、従来技術とは異なり、位相データθ６　を使用して、二相の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を三相のモータ電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に座標変換している。
【００３９】
前述したように、第２の座標変換処理部９がステップ▲５▼（図４参照）で行う座標変換処理では、時刻ｔ＝ｔ６　における位相データθ６　を使用して座標変換を行うことにより、高精度なトルク・速度制御を行うことができる。
したがって、本実施の形態では、第２の座標変換処理部９での座標変換処理が正確に行われるので、ＰＭモータ１のトルク・速度制御を高精度に行うことができる。
【００４０】
なお、電動機運転中に、図４に示すステップ▲２▼〜▲６▼の処理内容が変わり、時間間隔ｔ６　−ｔ２　が変化した場合には、その時の時間間隔ｔ６　’−ｔ２　を新たに計測して設定し、上述した（２）式を用いて位相データθ６　を求めるようにする。このようにすれば、ステップ▲２▼〜▲６▼の処理内容が変わった場合にも、制御精度の向上が可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、第１の座標変換処理部または第２の座標変換処理部における位相データを、適正に補正して座標変換処理演算をするため、同期電動機のトルク・速度制御を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるベクトル制御装置を示すブロック構成図。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかるベクトル制御装置を示すブロック構成図。
【図３】従来のベクトル制御装置を示すブロック構成図。
【図４】ベクトル制御における電流制御の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１　同期電動機（ＰＭモータ）
２，２Ａ，２Ｂ　ベクトル制御装置
３　トルク制御部
４　レゾルバ
５　モータ速度検出処理部
６　電流制御部
７　電流制御処理部
８、９　座標変換処理部
１０　インバータ主回路
１１、１２　電流検出器
１３　直流電源
１４　電気角演算処理部
１５　位置検出処理部
２１，２２　位置補正処理部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronous motor vector control device, which is devised so as to improve control accuracy by appropriately correcting phase data.
[0002]
[Prior art]
In electric vehicles and the like, a permanent magnet type synchronous motor (PM motor) is employed as a drive source, and a vector control device is used to control the rotational drive of the PM motor.
[0003]
FIG. 3 shows a vector control device 2 that drives and controls a three-phase permanent magnet synchronous motor (PM motor) 1 that is a drive motor. The vector control device 2 mainly includes a torque control unit 3, a current control unit 6, and a three-phase inverter main circuit 10, and controls the output torque of the PM motor 1 based on a torque command τ.
[0004]
The torque control unit 3 is supplied with a detected value of the rotational speed of the PM motor 1 (hereinafter referred to as “motor rotational speed detected value”) n together with the torque command τ. The torque control unit 3 calculates current command values Id * and Iq * (two-phase current command values) of the motor current from the torque command τ using the motor rotation speed detection value n, and calculates the current command values Id *. , Iq * to the current controller 6. The motor rotation speed detection value n is obtained by the speed detection processing unit 5 from the output of the resolver 4 mounted on the PM motor 1.
[0005]
In the case of an electric vehicle, the torque command τ is generally a value corresponding to the amount of depression of the accelerator.
[0006]
The current control unit 6 is supplied with motor current detection values Iu, Iw (three phases) together with the current command values Id * , Iq * . The current control unit 6 includes a current control processing unit 7 and two coordinate transformation processing units 8 and 9, which will be described in detail later. By performing feedback control based on the three-phase motor current detection values Iu and Iw, the two-phase current command value Id * of the voltage command values of three phases corresponding to Iq * Vu *, Vv *, and calculates the Vw *, giving the inverter main circuit 10. The three-phase motor current detection values Iu and Iw are obtained by two current detectors 11 and 12 attached to a power supply line between the inverter main circuit 10 and the PM motor 1.
[0007]
The inverter main circuit 10 applies a voltage corresponding to the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * to the PM motor 1. As a result, a current according to the torque command τ flows through the PM motor 1, and the motor output torque becomes a value corresponding to the torque command τ. The inverter main circuit 10 includes a DC power supply 13.
[0008]
Next, the current control unit 6 will be described in detail. The current control processing unit 7 is provided with the motor electric angular rotation speed detection value N and the motor current detection values Id and Iq (two-phase) together with the current command values Id * and Iq *. By performing feedback control with the two-phase motor current detection values Id and Iq using the two-phase motor current detection values Id * and Iq * , the motor voltage command values Vd * and Vq * (two-phase voltage command Value), and the two-phase voltage command values Vd * and Vq * are given to the coordinate conversion processing unit 9.
[0009]
The motor electrical angular rotation speed detection value N is obtained by the electrical angle calculation processing unit 14 from the motor rotation speed detection value n and the pole number p of the PM motor 1.
[0010]
The two-phase motor current detection values Id and Iq are obtained by performing coordinate conversion of the three-phase motor current detection values Iu and Iw into two phases by the coordinate conversion processing unit 8. For this coordinate conversion, data (hereinafter, phase data) θ indicating the magnetic pole position (phase) of the PM motor 1 is used. The phase data (magnetic pole position data of the PM motor 1) θ is obtained from the output of the resolver 4 by the position detection processing unit 15.
[0011]
The coordinate conversion processing unit 9 converts the two-phase voltage command values Vd * , Vq * into three-phase motor voltage command values Vu * , Vv * , Vw * by using the phase data θ, and performs inverter main circuit processing. Give to 10.
[0012]
Here, the procedure of the current control in the vector control will be described collectively with reference to FIG.
[0013]
First, in step (1), a motor current detection process is performed to obtain three-phase motor current detection values Iu and Iw. At this time, the time t 1 is t 1 , and the magnetic pole position (phase data) θ at this time is θ 1 .
[0014]
In step (2), a phase detection process is performed, and the position detection processing unit 15 obtains phase data θ. At this time, the time t 1 is t 2 , and the magnetic pole position (phase data) θ at this time is θ 2 . That is, the phase data outputted from the position detection processing unit 15 is a theta 2.
[0015]
In step (3), coordinate conversion processing of the detected current is performed, and the first coordinate conversion processing unit 8 converts the three-phase motor current detection values Iu, Iw into two-phase motor current detection values Id, Iq. .
[0016]
In step (4), current control PI calculation processing is performed, and current control calculation is performed by the current control processing unit 7 to calculate two-phase voltage command values Vd * and Vq * .
[0017]
In step (5), coordinate conversion processing of the command voltage is performed, and the two-phase voltage command values Vd * and Vq * are converted by the second coordinate conversion processing unit 9 into the three-phase voltage command values Vu * , Vv * and Vw. Convert to * .
[0018]
In step (6), the command voltage is applied to the motor, and the inverter main circuit 10 applies a voltage corresponding to the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * to the PM motor 1. At this time, the time t 1 is t 6 , and the magnetic pole position (phase data) θ at this time is θ 6 .
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
To accurately control the torque and speed of the PM motor 1, it is necessary to obtain an accurate magnetic pole position (= phase) and control based on the magnetic pole position information (phase data). That is, in the coordinate conversion processing performed by the first coordinate conversion processing unit 8 in step (3), coordinate conversion is performed using the phase data θ 1 at time t = t 1 , and the second coordinate conversion processing unit 9 In the coordinate conversion processing performed in step (5), high-precision torque / speed control can be performed by performing coordinate conversion using the phase data θ 6 at time t = t 6 .
[0020]
However, in the prior art, by using the phase data theta 2 at time t = t 2, has a coordinate conversion processing by the coordinate conversion processing unit 8,9. In this case, if the processing shown in FIG. 4 is performed at a sufficiently high speed with respect to the motor rotation speed, that is, if the processing of steps (1) to (6) in FIG. There is no.
However, when the processing time of steps (1) to (6) in FIG. 4 is long, or when the motor rotation speed increases and the amount of phase that advances during the processing time of steps (1) to (6) in FIG. This will adversely affect control accuracy.
[0021]
An object of the present invention is to provide a synchronous motor vector control device capable of performing high-precision torque / speed control in view of the above-described conventional technology.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that solves the above-described problems, when a three-phase voltage command value is input, an inverter main circuit that supplies a three-phase voltage corresponding to the voltage command value to the synchronous motor,
A rotation detector for detecting a rotation speed of the synchronous motor,
A speed detection processing unit that determines a motor rotation speed detection value based on the rotation speed detected by the rotation detector,
Based on the rotational speed detected by the rotation detector, and the position detection processing unit for obtaining the phase data theta 2 showing the magnetic pole position of the synchronous motor,
An electrical angle calculation processing unit that determines a motor electrical angular rotation speed detection value from the motor rotation speed detection value,
A first coordinate conversion processing unit that performs coordinate conversion of a three-phase motor current detection value obtained by detecting a three-phase current supplied to the synchronous motor from the inverter main circuit into a two-phase motor current detection value;
When a torque command and the motor rotation speed detection value are input, a torque control unit that outputs a two-phase current command value,
When the two-phase motor current detection value, the two-phase current command value, and the motor electrical angular rotation speed detection value are input, a current control processing unit that outputs a two-phase voltage command value,
A second coordinate converter that converts the two-phase voltage command value into a three-phase voltage command value and sends it to the inverter main circuit,
And phase data theta 2, the time t 2 when the phase data theta 2 was determined and the time interval between the time t 1 has been detected three-phase currents on the basis of the motor electric angle rotation speed detection value, the phase at time t 1 A position correction processing unit for calculating the data θ 1 ,
The first coordinate converter performs a coordinate conversion operation using the phase data θ 1 ,
Second coordinate converter, characterized by a coordinate transformation operation using the phase data theta 2.
[0023]
Further, the configuration of the present invention, when a three-phase voltage command value is input, an inverter main circuit that supplies a three-phase voltage corresponding to the voltage command value to the synchronous motor,
A rotation detector for detecting a rotation speed of the synchronous motor,
A speed detection processing unit that determines a motor rotation speed detection value based on the rotation speed detected by the rotation detector,
Based on the rotational speed detected by the rotation detector, and the position detection processing unit for obtaining the phase data theta 2 showing the magnetic pole position of the synchronous motor,
An electrical angle calculation processing unit that determines a motor electrical angular rotation speed detection value from the motor rotation speed detection value,
A first coordinate conversion processing unit that performs coordinate conversion of a three-phase motor current detection value obtained by detecting a three-phase current supplied to the synchronous motor from the inverter main circuit into a two-phase motor current detection value;
When a torque command and the motor rotation speed detection value are input, a torque control unit that outputs a two-phase current command value,
When the two-phase motor current detection value, the two-phase current command value, and the motor electrical angular rotation speed detection value are input, a current control processing unit that outputs a two-phase voltage command value,
A second coordinate converter that converts the two-phase voltage command value into a three-phase voltage command value and sends it to the inverter main circuit,
And phase data theta 2, the time interval between the time t 2 to obtain the time t 6 and phase data theta 2 which supplies the three-phase voltage according to the voltage command of the three-phase synchronous motor, the motor electric angle rotation speed detection value based on, has a position correction processing section for calculating the phase data theta 6 at time t 6,
First coordinate converter and the coordinate transformation operation using the phase data theta 2,
Second coordinate converter, characterized by a coordinate transformation operation using the phase data theta 6.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
<First embodiment>
FIG. 1 shows a vector control device 2A according to the first embodiment of the present invention. The vector control device 2 </ b> A that drives and controls the PM motor 1 includes a torque control unit 3, a current control unit 6, and an inverter main circuit 10 including a DC power supply 13 as main members. Further, a speed detection processing unit 5 and current detectors 11 and 12 are also provided.
[0026]
The current control unit 6 includes a current control processing unit 7, a first coordinate conversion processing unit 8, a second coordinate conversion processing unit 9, an electrical angle calculation processing unit 14, a position detection processing unit 15, a position correction processing unit It has a processing unit 21.
[0027]
Compared to the prior art, in the first embodiment, a position correction processing unit 21 is newly added, and the arithmetic processing in the coordinate conversion processing unit 8 is different, but the configuration and operation of other parts are Same as the prior art. Therefore, the following description focuses on the differences from the prior art, and omits the description of the portions that overlap with the prior art.
[0028]
The position correction processing unit 21 receives the phase data θ 2 obtained at the time t 2 at which the position detection processing unit 15 performs the phase data calculation processing, and the motor electrical angular rotation speed detection value N obtained by the electrical angle calculation processing unit 14. Is done. Further, the time t 2 to the position detection processing unit 15 has determined the phase data theta 2, the current detector 11, 12 is a three-phase motor current detection values Iu, the time interval between the time t 1 that has detected the Iw (t 2 −t 1 ) is detected in advance, and this time interval (t 2 −t 1 ) is set in the position correction processing unit 21.
[0029]
The position correction processing unit 21 calculates the phase data θ 1 at time t 1 when the current detectors 11 and 12 detect the three-phase motor current detection values Iu and Iw by performing the calculation of the following equation (1). Ask by
[0030]
θ 1 = θ 2 −N · (t 2 −t 1 ) (1)
Where θ 1 : phase data [deg] at time t 1 (electrical angle)
θ 2 : phase data at time t 2 [deg] (electrical angle) (calculated value)
N: Motor electrical angular rotation speed detection value [deg / sec]
t 2 -t 1 : time interval measured and set in advance
In the second coordinate conversion processing unit 9, as in the prior art, by using the phase data theta 2, the voltage command value Vd of the two-phase *, Vq * and the motor voltage command value of three-phase Vu *, Vv *, The coordinates are converted to Vw * .
[0032]
In the first coordinate conversion unit 8, unlike the prior art, by using the phase data theta 1, coordinate transformation three-phase motor current detection values Iu, and Iw two-phase motor current detection value Id, the Iq ing.
As described above, in the coordinate transformation processing performed in the first coordinate conversion unit 8 Step ▲ 3 ▼ (see FIG. 4), by performing coordinate transformation by using the phase data theta 1 at time t = t 1 , High-precision torque / speed control can be performed.
Therefore, in the present embodiment, since the coordinate conversion processing in the first coordinate conversion processing unit 8 is performed accurately, the torque / speed control of the PM motor 1 can be performed with high accuracy.
[0033]
Incidentally, during the motor operation, change the step ▲ 1 ▼ ~ ▲ 2 ▼ processing contents shown in FIG. 4, when the time interval t 2 -t 1 is changed, the time interval t 2 '-t 1 at that time newly measured set, to determine a phase data theta 1 by using the above-described (1). This makes it possible to improve the control accuracy even when the processing contents of steps (1) and (2) are changed.
[0034]
<Second embodiment>
In the second embodiment, a position correction processing unit 22 is provided. The position correction processing unit 22 receives the phase data θ 2 obtained at the time t 2 at which the position detection processing unit 15 performs the phase data calculation processing and the motor electric angular rotation speed detection value N obtained by the electric angle calculation processing unit 14. Is done. Further, the voltage command value of the inverter main circuit 10 is a three-phase Vu *, Vv *, and the time t 6 was applied a voltage according to Vw * to the inverter 1, the time at which the position detection processing unit 15 has determined the phase data theta 2 t 2 is the time interval (t 6 -t 2) is detected in advance with, the time interval (t 6 -t 2) is set to the position correction processing part 22.
[0035]
The position correction processing unit 22 calculates the time t when the inverter main circuit 10 applies a voltage corresponding to the three-phase voltage command values Vu * , Vv * , Vw * to the inverter 1 by performing the calculation of the following equation (2). phase data theta 6 in 6 obtained by calculation.
[0036]
θ 6 = θ 2 + N · (t 6 −t 2 ) (2)
Where θ 6 : phase data [deg] at time t 6 (electrical angle)
θ 2 : phase data at time t 2 [deg] (electrical angle) (calculated value)
N: Motor electrical angular rotation speed detection value [deg / sec]
t 6 -t 2 : time interval measured and set in advance
In the first coordinate conversion unit 8, as in the prior art, by using the phase data theta 2, coordinate transformation three-phase motor current detection values Iu, and Iw two-phase motor current detection value Id, the Iq ing.
[0038]
In the second coordinate conversion processing unit 9, unlike the prior art, by using the phase data theta 6, the voltage command value Vd of the two-phase *, Vq * and the motor voltage command value of three-phase Vu *, Vv *, The coordinates are converted to Vw * .
[0039]
As described above, in the coordinate transformation processing performed in the second coordinate conversion processing unit 9 Step ▲ 5 ▼ (see FIG. 4), by performing coordinate transformation by using the phase data theta 6 at time t = t 6 , High-precision torque / speed control can be performed.
Therefore, in the present embodiment, since the coordinate conversion processing in the second coordinate conversion processing section 9 is performed accurately, the torque / speed control of the PM motor 1 can be performed with high accuracy.
[0040]
Incidentally, during the motor operation, change the step ▲ 2 ▼ ~ ▲ 6 ▼ processing contents shown in FIG. 4, when the time interval t 6 -t 2 has changed, the time interval t 6 '-t 2 at that time newly measured set, to determine a phase data theta 6 by using the above-described (2). This makes it possible to improve the control accuracy even when the processing contents of steps (2) to (6) are changed.
[0041]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the phase data in the first coordinate conversion processing unit or the second coordinate conversion processing unit is appropriately corrected to perform the coordinate conversion processing operation. Torque / speed control can be performed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a vector control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a vector control device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional vector control device.
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of current control in vector control.
[Explanation of symbols]
1 Synchronous motor (PM motor)
2, 2A, 2B Vector control device 3 Torque control unit 4 Resolver 5 Motor speed detection processing unit 6 Current control unit 7 Current control processing unit 8, 9 Coordinate conversion processing unit 10 Inverter main circuits 11, 12 Current detector 13 DC power supply 14 Electrical angle calculation processing unit 15 Position detection processing units 21 and 22 Position correction processing unit

Claims (2)

三相の電圧指令値が入力されると、この電圧指令値に応じた三相電圧を同期電動機に供給するインバータ主回路と、
前記同期電動機の回転速度を検出する回転検出器と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基にモータ回転速度検出値を求める速度検出処理部と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基に、前記同期電動機の磁極位置を示す位相データθ２　を求める位置検出処理部と、
前記モータ回転速度検出値からモータ電気角回転速度検出値を求める電気角演算処理部と、
前記インバータ主回路から前記同期電動機に供給される三相電流を検出して得た三相のモータ電流検出値を、二相のモータ電流検出値に座標変換する第１の座標変換処理部と、
トルク指令と前記モータ回転速度検出値が入力されると、二相の電流指令値を出力するトルク制御部と、
前記二相のモータ電流検出値と二相の電流指令値とモータ電気角回転速度検出値が入力されると、二相の電圧指令値を出力する電流制御処理部と、
前記二相の電圧指令値を三相の電圧指令値に座標変換して前記インバータ主回路に送る第２の座標変換器と、を有する同期電動機のベクトル制御装置において、
位相データθ２　と、この位相データθ２　を求めた時刻ｔ２　と三相電流を検出した時刻ｔ１　との時間間隔と、モータ電気角回転速度検出値を基に、時刻ｔ１　での位相データθ１　を演算する位置補正処理部を有し、
第１の座標変換器は、位相データθ１　を使用して座標変換演算をし、
第２の座標変換器は、位相データθ２　を使用して座標変換演算をすることを特徴とする同期電動機のベクトル制御装置。When a three-phase voltage command value is input, an inverter main circuit that supplies a three-phase voltage corresponding to the voltage command value to the synchronous motor,
A rotation detector for detecting a rotation speed of the synchronous motor,
A speed detection processing unit that determines a motor rotation speed detection value based on the rotation speed detected by the rotation detector,
Based on the rotational speed detected by the rotation detector, and the position detection processing unit for obtaining the phase data theta 2 showing the magnetic pole position of the synchronous motor,
An electrical angle calculation processing unit that determines a motor electrical angular rotation speed detection value from the motor rotation speed detection value,
A first coordinate conversion processing unit that performs coordinate conversion of a three-phase motor current detection value obtained by detecting a three-phase current supplied to the synchronous motor from the inverter main circuit into a two-phase motor current detection value;
When a torque command and the motor rotation speed detection value are input, a torque control unit that outputs a two-phase current command value,
When the two-phase motor current detection value, the two-phase current command value, and the motor electrical angular rotation speed detection value are input, a current control processing unit that outputs a two-phase voltage command value,
A second coordinate converter that converts the two-phase voltage command value into a three-phase voltage command value and sends it to the inverter main circuit,
And phase data theta 2, the time t 2 when the phase data theta 2 was determined and the time interval between the time t 1 has been detected three-phase currents on the basis of the motor electric angle rotation speed detection value, the phase at time t 1 A position correction processing unit for calculating the data θ 1 ,
The first coordinate converter performs a coordinate conversion operation using the phase data θ 1 ,
Second coordinate converter vector control system for a synchronous motor, characterized by a coordinate transformation operation using the phase data theta 2. 三相の電圧指令値が入力されると、この電圧指令値に応じた三相電圧を同期電動機に供給するインバータ主回路と、
前記同期電動機の回転速度を検出する回転検出器と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基にモータ回転速度検出値を求める速度検出処理部と、
前記回転検出器で検出した回転速度を基に、前記同期電動機の磁極位置を示す位相データθ２　を求める位置検出処理部と、
前記モータ回転速度検出値からモータ電気角回転速度検出値を求める電気角演算処理部と、
前記インバータ主回路から前記同期電動機に供給される三相電流を検出して得た三相のモータ電流検出値を、二相のモータ電流検出値に座標変換する第１の座標変換処理部と、
トルク指令と前記モータ回転速度検出値が入力されると、二相の電流指令値を出力するトルク制御部と、
前記二相のモータ電流検出値と二相の電流指令値とモータ電気角回転速度検出値が入力されると、二相の電圧指令値を出力する電流制御処理部と、
前記二相の電圧指令値を三相の電圧指令値に座標変換して前記インバータ主回路に送る第２の座標変換器と、を有する同期電動機のベクトル制御装置において、
位相データθ２　と、三相の電圧指令に応じた三相電圧を同期電動機に供給した時刻ｔ６　と位相データθ２　を求めた時刻ｔ２　との時間間隔と、モータ電気角回転速度検出値を基に、時刻ｔ６　での位相データθ６　を演算する位置補正処理部を有し、
第１の座標変換器は、位相データθ２　を使用して座標変換演算をし、
第２の座標変換器は、位相データθ６　を使用して座標変換演算をすることを特徴とする同期電動機のベクトル制御装置。When a three-phase voltage command value is input, an inverter main circuit that supplies a three-phase voltage corresponding to the voltage command value to the synchronous motor,
A rotation detector for detecting a rotation speed of the synchronous motor,
A speed detection processing unit that determines a motor rotation speed detection value based on the rotation speed detected by the rotation detector,
Based on the rotational speed detected by the rotation detector, and the position detection processing unit for obtaining the phase data theta 2 showing the magnetic pole position of the synchronous motor,
An electrical angle calculation processing unit that determines a motor electrical angular rotation speed detection value from the motor rotation speed detection value,
A first coordinate conversion processing unit that performs coordinate conversion of a three-phase motor current detection value obtained by detecting a three-phase current supplied to the synchronous motor from the inverter main circuit into a two-phase motor current detection value;
When a torque command and the motor rotation speed detection value are input, a torque control unit that outputs a two-phase current command value,
When the two-phase motor current detection value, the two-phase current command value, and the motor electrical angular rotation speed detection value are input, a current control processing unit that outputs a two-phase voltage command value,
A second coordinate converter that converts the two-phase voltage command value into a three-phase voltage command value and sends it to the inverter main circuit,
And phase data theta 2, the time interval between the time t 2 to obtain the time t 6 and phase data theta 2 which supplies the three-phase voltage according to the voltage command of the three-phase synchronous motor, the motor electric angle rotation speed detection value based on, has a position correction processing section for calculating the phase data theta 6 at time t 6,
First coordinate converter and the coordinate transformation operation using the phase data theta 2,
Second coordinate converter vector control system for a synchronous motor, characterized by a coordinate transformation operation using the phase data theta 6.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012182866A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Fujitsu Semiconductor Ltd Motor control device, program for manufacturing motor control device, and method of manufacturing motor control device
WO2014199878A1 (en) 2013-06-13 2014-12-18 Ntn株式会社 Electric-vehicle control device
US9214884B2 (en) 2013-04-11 2015-12-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Motor driving device and brushless motor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09238492A (en) * 1996-03-04 1997-09-09 Nissan Motor Co Ltd Control equipment of ac motor
JP2002095300A (en) * 2000-09-19 2002-03-29 Meidensha Corp Method of controlling permanent magnet synchronous motor
JP2002186298A (en) * 2000-12-14 2002-06-28 Nissan Motor Co Ltd Digital control method of three-phase ac motor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09238492A (en) * 1996-03-04 1997-09-09 Nissan Motor Co Ltd Control equipment of ac motor
JP2002095300A (en) * 2000-09-19 2002-03-29 Meidensha Corp Method of controlling permanent magnet synchronous motor
JP2002186298A (en) * 2000-12-14 2002-06-28 Nissan Motor Co Ltd Digital control method of three-phase ac motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012182866A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Fujitsu Semiconductor Ltd Motor control device, program for manufacturing motor control device, and method of manufacturing motor control device
US9214884B2 (en) 2013-04-11 2015-12-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Motor driving device and brushless motor
WO2014199878A1 (en) 2013-06-13 2014-12-18 Ntn株式会社 Electric-vehicle control device
US9586484B2 (en) 2013-06-13 2017-03-07 Ntn Corporation Electric-vehicle control device

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