JP2006087229A - Apparatus and method for controlling current for switched reluctance motor - Google Patents

Apparatus and method for controlling current for switched reluctance motor Download PDF

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勉 谷本
Masahiro Tsukamoto
雅裕 塚本
Tadayuki Hatsuda
匡之 初田
Tetsuya Niiguni
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for controlling current, capable of preventing a winding current from exceeding a current upper limit command value, even if a minimum ON-time has been preset. <P>SOLUTION: This device includes controllers (1, 2, 8) for controlling current hysteresis. In the hysteresis control, a positive voltage is applied to a winding when a rotor angle reaches an excitation start angle command value, based on the excitation start angle command value, an excitation end angle command value, the current upper limit command value, and a current lower-limit command value. Voltage application is stopped or a negative voltage is applied, when the winding current measurement value becomes at and more than the current upper limit command value; and then the positive voltage is applied to the winding again, when the winding current measurement value becomes at and less than the current lower-limit command value, until the rotor angle reaches the excitation end angle command value. When the current variation amount exceeds the hysteresis width (current upper-limit command value-current lower limit command value) by the minimum ON-time of a switching device at performing of the current hysteresis control, the current lower-limit command value is lowered so that the winding current peak value matches the current upper limit command value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スイッチト・リラクタンス・モータと、スイッチト・リラクタンス・モータに矩形波電圧を印加するインバータと、電流ヒステリシス制御を実行するスイッチト・リラクタンス・モータの制御装置と、を備えたスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a switched reluctance motor, an inverter that applies a rectangular wave voltage to the switched reluctance motor, and a switched reluctance motor control device that performs current hysteresis control. The present invention relates to a current control method and apparatus for a reluctance motor.

スイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法については、その一例が非特許文献１に記載されている。このスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法では、回転子角度に対して通電開始角度及び通電終了角度を１相ごとに定めている。このようなスイッチト・リラクタンス・モータ駆動電流波形は、例えば従来の電流制御の一例を記載する図６に示すような矩形波状の電流が各相に流れることとなる（例えば特許文献１の図９を参照）。
”Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ Ｍｏｔｏｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ” （Ｔ．Ｊ．Ｅ．ＭＩＬＬＥＲ、ＭＡＧＮＡ ＰＨＹＳＩＣＳ ＰＵＢＬＩＳＨＩＮＧ ＯＸＦＯＲＤ ＳＣＩＥＮＣＥ ＰＵＢＬＩＣＡＴＩＯＮＳ）ｐ６２−６３ 特開平９−１３５５９３号公報 A non-patent document 1 describes an example of a current control method for a switched reluctance motor. In this switched reluctance motor current control method, the energization start angle and the energization end angle are determined for each phase with respect to the rotor angle. In such a switched reluctance motor driving current waveform, for example, a rectangular wave current as shown in FIG. 6 describing an example of conventional current control flows in each phase (for example, FIG. 9 of Patent Document 1). See).
"Switched Reluctance Motors and their Control" (TJE MILLER, MAGNA PHYSICS PUBLISHING OXFORD SCIENCE PUBLICATIONS) p62-63 Japanese Patent Laid-Open No. 9-135593

そして、このような矩形波を生成するために、巻線電流の電流上限指令値及び電流下限指令値を定めている。具体的には回転子が通電開始角度に到達すると巻線へ正電圧を印加し、巻線電流測定値が電流上限指令値以上になった時点で電圧の印加を停止、もしくは負電圧を印加する。続いて巻線電流測定値が電流下限指令値以下となった時点で再び巻線へ正電圧を印加する。このようにして、矩形波の上底部を所定のヒステリシス幅（電流上限指令値−電流下限指令値）に収めるように制御する。   In order to generate such a rectangular wave, a current upper limit command value and a current lower limit command value for the winding current are determined. Specifically, when the rotor reaches the energization start angle, a positive voltage is applied to the winding, and when the winding current measurement value exceeds the current upper limit command value, the voltage application is stopped or a negative voltage is applied. . Subsequently, when the measured value of the winding current becomes equal to or less than the current lower limit command value, a positive voltage is applied to the winding again. In this way, control is performed so that the upper bottom portion of the rectangular wave falls within a predetermined hysteresis width (current upper limit command value−current lower limit command value).

従来の電流制御方法では、図６に示すように、巻線電流をヒステリシス幅に収めることができず、電流上限指令値を上回る電流が流れてしまう場合がある、という問題点があった。この理由について以下に説明する。   As shown in FIG. 6, the conventional current control method has a problem that the winding current cannot be kept within the hysteresis width and a current exceeding the current upper limit command value may flow. The reason for this will be described below.

スイッチト・リラクタンス・モータは、低速回転かつ大電流の運転領域では、回転子突極と固定子突極の対向位置付近の回転子角度において磁束の飽和が発生する。磁束が飽和すると巻線のインダクタンスが減少し、非飽和時に比べて電流応答が速くなる。つまり図６に示すように、立ち上がりではインバータの通電時間を長くして電流値を一気に上限値へ上昇させるものの、上限・下限間で電流を維持する区間では、インバータの通電時間は短くなる。   In a switched reluctance motor, magnetic flux saturation occurs at a rotor angle in the vicinity of a position where the rotor salient pole and the stator salient pole face each other in a low speed rotation and large current operating region. When the magnetic flux is saturated, the winding inductance decreases, and the current response becomes faster than when it is not saturated. That is, as shown in FIG. 6, while the energization time of the inverter is lengthened at the start-up and the current value is increased to the upper limit at once, the energization time of the inverter is shortened in the section where the current is maintained between the upper limit and the lower limit.

一方、インバータは、スイッチング損失によってＩＧＢＴのようなスイッチング素子が熱破壊することを防止するため、スイッチング周波数上限値ｆｍａｘを設け、ｆｍａｘ以下のスイッチング周波数で使用する。従って、スイッチング素子を一度オンすると、オフするまでの時間は最短でもＴｍｉｎ（＝１／ｆｍａｘ／２）となる。例えばｆｍａｘ＝２０ｋＨｚとすると、Ｔｍｉｎ＝２５μｓｅｃとなる（以降Ｔｍｉｎを最小オン時間と呼ぶ）。つまりスイッチング素子にはオン時間に最小値が存在する。よって、電流応答が速い場合、最小オン時間分の電流変化量がヒステリシス幅より大きくなり、電流が上限値を超えて流れて（制御範囲を超えて）しまう。この場合、インバータ定格値を超えて流れ、スイッチング素子に過負荷をかけてしまうことがあった。   On the other hand, the inverter is provided with a switching frequency upper limit value fmax and used at a switching frequency equal to or lower than fmax in order to prevent a switching element such as an IGBT from being thermally destroyed due to switching loss. Therefore, once the switching element is turned on, the time until it is turned off is Tmin (= 1 / fmax / 2) at the shortest. For example, when fmax = 20 kHz, Tmin = 25 μsec (hereinafter, Tmin is referred to as the minimum on-time). That is, the switching element has a minimum on-time. Therefore, when the current response is fast, the current change amount for the minimum on-time becomes larger than the hysteresis width, and the current flows beyond the upper limit value (exceeds the control range). In this case, it may flow beyond the inverter rated value and overload the switching element.

本発明の目的は上述した問題点を解消して、インバータのスイッチング素子保護のため最小オン時間が設定されていても、巻線電流が電流上限指令値を超過することを防止することができるスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置を提供しようとするものである。   The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and to prevent the winding current from exceeding the current upper limit command value even when the minimum on-time is set to protect the switching element of the inverter. It is an object of the present invention to provide a current control method and apparatus for a reluctance motor.

本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法は、スイッチト・リラクタンス・モータと、スイッチト・リラクタンス・モータに矩形波電圧を印加するインバータと、通電開始角度指令値、通電終了角度指令値、電流上限指令値、電流下限指令値に基づき、回転子角度が通電開始角度指令値に到達すると巻線へ正電圧を印加し、巻線電流測定値が電流上限指令値以上になった時点で電圧の印加を停止もしくは負電圧を印加、続いて巻線電流測定値が電流下限指令値以下となった時点で再び巻線へ正電圧を印加する電流ヒステリシス制御を、回転子角度が通電終了角度指令値に到達するまで実行するスイッチト・リラクタンス・モータの制御装置と、を備えたスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法において、電流ヒステリシス制御実行時に、インバータスイッチング素子の最小オン時間分の電流変化量がヒステリシス幅（電流上限指令値−電流下限指令値）を超える場合、巻線電流ピーク値を電流上限指令値に一致させるように、電流下限指令値を下げることを特徴とするものである。   The switched reluctance motor current control method according to the present invention includes a switched reluctance motor, an inverter that applies a rectangular wave voltage to the switched reluctance motor, an energization start angle command value, and an energization end angle command value. Based on the current upper limit command value and current lower limit command value, when the rotor angle reaches the energization start angle command value, a positive voltage is applied to the winding, and when the measured value of the winding current exceeds the current upper limit command value. Stops applying voltage or applies negative voltage, and then current hysteresis control that applies positive voltage to the winding again when the measured value of the winding current falls below the current lower limit command value. A switched reluctance motor control device that executes until a command value is reached, and a switched reluctance motor current control method comprising: When the amount of change in current for the minimum ON time of the inverter switching element exceeds the hysteresis width (current upper limit command value-current lower limit command value) when executing the cissis control, the winding current peak value is made to match the current upper limit command value. The current lower limit command value is lowered.

また、本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御装置は、スイッチト・リラクタンス・モータと、スイッチト・リラクタンス・モータに矩形波電圧を印加するインバータと、通電開始角度指令値、通電終了角度指令値、電流上限指令値、電流下限指令値に基づき、回転子角度が通電開始角度指令値に到達すると巻線へ正電圧を印加し、巻線電流測定値が電流上限指令値以上になった時点で電圧の印加を停止もしくは負電圧を印加、続いて巻線電流測定値が電流下限指令値以下となった時点で再び巻線へ正電圧を印加する電流ヒステリシス制御を、回転子角度が通電終了角度指令値に到達するまで実行するスイッチト・リラクタンス・モータの制御装置と、を備えたスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御装置において、制御装置が、上記電流制御方法を実行することを特徴とするものである。   The switched reluctance motor current control device according to the present invention includes a switched reluctance motor, an inverter that applies a rectangular wave voltage to the switched reluctance motor, an energization start angle command value, and an energization end angle. Based on the command value, current upper limit command value, and current lower limit command value, when the rotor angle reaches the energization start angle command value, a positive voltage was applied to the winding, and the measured value of the winding current exceeded the current upper limit command value. Stops voltage application at that time or applies negative voltage, and then current hysteresis control that applies positive voltage to the winding again when the measured value of the winding current falls below the current lower limit command value. In the switched reluctance motor current control device, the control device for the switched reluctance motor executed until the end angle command value is reached. Device is characterized in that to perform the current control method.

本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置では、巻線電流の変化量推定値に基づいて、電流下限指令値を変化させるので、インバータのスイッチング素子保護のため最小オン時間が設定されていても、巻線電流が電流上限指令値を超過することを防止できる。   In the current control method and apparatus for the switched reluctance motor of the present invention, the current lower limit command value is changed based on the estimated amount of change in the winding current, so the minimum on-time is set to protect the switching element of the inverter. Even if this is done, the winding current can be prevented from exceeding the current upper limit command value.

なお、本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置では、電流下限指令値を下げる際の電流下限指令値の変化量を、巻線インダクタンスと、巻線抵抗と、巻線電圧と、電流上限指令値とをパラメータとする回路方程式から算出するよう構成することができる。このように構成することで、巻線インダクタンスと、巻線抵抗と、巻線電圧と、電流上限指令値をパラメータとする回路方程式から巻線電流の変化量を推定することとなるので、インダクタンスの変化に伴って電流応答が変化しても、指令値に追従した巻線電流を流すことができる。   In the switched reluctance motor current control method and apparatus according to the present invention, the amount of change in the current lower limit command value when lowering the current lower limit command value is defined as winding inductance, winding resistance, winding voltage, Further, it can be configured to calculate from a circuit equation using the current upper limit command value as a parameter. With this configuration, the amount of change in the winding current is estimated from the circuit equation using the winding inductance, winding resistance, winding voltage, and current upper limit command value as parameters. Even if the current response changes with the change, the winding current following the command value can flow.

また、本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置では、電流下限指令値を下げる際の電流下限指令値の変化量を、回転子角度及び回転速度及び巻線電流をパラメータとする変化量マップから算出するよう構成することができる。このように構成することで、巻線電流の変化量を、あらかじめ作成したマップから抽出することができるので、変化量算出に要する処理時間を短くできる。   Also, in the switched reluctance motor current control method and apparatus of the present invention, the amount of change in the current lower limit command value when the current lower limit command value is lowered is determined using the rotor angle, the rotation speed, and the winding current as parameters. It can be configured to calculate from the change amount map. With this configuration, the amount of change in the winding current can be extracted from a previously created map, so that the processing time required for calculating the amount of change can be shortened.

さらに、本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置では、巻線電流測定値が電流上限指令値を上回った場合、変化量マップから算出した変化量を所定量大きな値に更新するよう構成することができる。このように構成することで、巻線電流測定値が電流上限指令値を上回った場合、マップに記憶されている変化量を更新することとなるので、巻線の電流応答がマップ作成時に想定していた値より早くなった場合でも、巻線電流の電流上限指令値超過を速やかに抑えることができる。   Furthermore, in the switched reluctance motor current control method and apparatus of the present invention, when the winding current measurement value exceeds the current upper limit command value, the change amount calculated from the change amount map is updated to a value larger by a predetermined amount. It can be configured as follows. With this configuration, when the measured value of the winding current exceeds the current upper limit command value, the amount of change stored in the map is updated, so the current response of the winding is assumed when creating the map. Even when the value is earlier than the expected value, it is possible to quickly prevent the winding current from exceeding the current upper limit command value.

[第１の実施例]
本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置における第１の実施例について、図１から図３を用いて説明する。本実施例は、最小オン時間分の電流変化量がヒステリシス幅（電流上限指令値−電流下限指令値）を超える状況において、電流変化量を回路方程式から推定し、巻線電流ピーク値を電流上限指令値に一致させるように電流下限指令値を変化させることを特徴とする。 [First embodiment]
A first embodiment of the current control method and apparatus for a switched reluctance motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, in a situation where the current change amount for the minimum ON time exceeds the hysteresis width (current upper limit command value−current lower limit command value), the current change amount is estimated from the circuit equation, and the winding current peak value is set to the current upper limit value. The current lower limit command value is changed to match the command value.

図１は本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法を実行する装置の一例の構成を示す図である。図１に示す例において、本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御装置は、主な構成要素として、スイッチト・リラクタンス・モータ５と、インバータ３と、電流指令値生成部１、インバータ駆動信号生成部２、電流変化量推定部から構成されるスイッチト・リラクタンス・モータの制御装置と、を備えている。   FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an example of an apparatus for executing a current control method for a switched reluctance motor according to the present invention. In the example shown in FIG. 1, the switched reluctance motor current control device of the present invention includes, as main components, a switched reluctance motor 5, an inverter 3, a current command value generation unit 1, and an inverter drive. A switched reluctance motor control device including a signal generation unit 2 and a current change amount estimation unit.

ここで、電流指令値生成部１は、トルク指令値Ｔ＊、巻線電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、回転子角度θを入力し、通電開始角度指令値θｏｎ＊、通電終了角度指令値θｏｆｆ＊、電流上限指令値ｉｔ＊、電流下限指令値ｉｂ＊を出力する。電流変化量推定部８は、電流上限指令値ｉｔ＊、電流下限指令値ｉｂ＊、巻線電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、回転子角度θ、直流電圧値Ｖｄｃを入力し、電流下限指令修正値ｉｂ’＊を出力する。インバータ駆動信号生成部２は、巻線電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、回転子角度θ、通電開始角度指令値θｏｎ＊、通電終了角度指令値θｏｆｆ＊、電流上限指令値ｉｔ＊、電流下限指令修正値ｉｂ’＊を入力し、インバータ駆動信号を出力する。インバータ３は、インバータ駆動信号と、直流電源７が生成した直流電圧を入力し、スイッチト・リラクタンス・モータ５の各相巻線に矩形波電圧を印加する。また、スイッチト・リラクタンス・モータ５の各相巻線電流を検出する電流センサ４、及び、スイッチト・リラクタンス・モータ５の回転子角度を検出する回転子角度センサ６を備えている。   Here, the current command value generation unit 1 inputs the torque command value T *, the winding current values iu, iv, iw, and the rotor angle θ, and supplies the energization start angle command value θon * and the energization end angle command value θoff *. The current upper limit command value it * and the current lower limit command value ib * are output. The current change amount estimation unit 8 inputs the current upper limit command value it *, the current lower limit command value ib *, the winding current values iu, iv, iw, the rotor angle θ, and the DC voltage value Vdc, and the current lower limit command correction value ib '* is output. The inverter drive signal generation unit 2 includes winding current values iu, iv, iw, rotor angle θ, energization start angle command value θon *, energization end angle command value θoff *, current upper limit command value it *, and current lower limit command correction. The value ib '* is input and an inverter drive signal is output. The inverter 3 receives the inverter drive signal and the DC voltage generated by the DC power source 7 and applies a rectangular wave voltage to each phase winding of the switched reluctance motor 5. Further, a current sensor 4 for detecting each phase winding current of the switched reluctance motor 5 and a rotor angle sensor 6 for detecting the rotor angle of the switched reluctance motor 5 are provided.

次に、巻線電流ピーク値を電流上限指令値ｉｔ＊に一致させるように電流下限指令値を変化させる処理について、図２および図３を使って説明する。   Next, processing for changing the current lower limit command value so that the winding current peak value matches the current upper limit command value it * will be described with reference to FIGS.

図２は電流下限指令修正値ｉｂ’＊算出処理１０のフローチャートを表しており、図１の電流変化量推定部８の機能ブロックで実行される処理である。本処理１０は、図３に示したようにインバータスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングで実行される。本処理１０が開始されると、まず処理１１にて最小オン時間Ｔｍｉｎ分の電流変化量推定値Δｉを回路方程式から算出する。最小オン時間Ｔｍｉｎの間、直流電圧Ｖｄｃを巻線に印加するときの回路方程式は（１）のように表せる。   FIG. 2 shows a flowchart of the current lower limit command correction value ib '* calculation process 10, which is a process executed by the functional block of the current change amount estimation unit 8 of FIG. This processing 10 is executed at the timing when the inverter switching element is switched from on to off as shown in FIG. When the present process 10 is started, first, a current change amount estimated value Δi for the minimum on-time Tmin is calculated from a circuit equation in a process 11. The circuit equation when the DC voltage Vdc is applied to the winding during the minimum on-time Tmin can be expressed as (1).

Figure 2006087229

（Ｒ：巻線抵抗、Ｉ０：巻線電流初期値、Ｌ（θ、ｉ）：回転子角度θ及び巻線電流をパラメータとした巻線インダクタンス）
Figure 2006087229
(R: winding resistance, I0: initial value of winding current, L (θ, i): winding inductance with rotor angle θ and winding current as parameters)

ここで、直流電圧Ｖｄｃ印加後、時間Ｔｍｉｎが経過したときの巻線電流値を電流上限指令値ｉｔ＊に一致させるので、巻線電流初期値Ｉ０と電流変化量Δｉの和が電流上限指令値ｉｔ＊と等しくなるため、
Ｉ０＋Δｉ＝ｉｔ＊ （２）
が成り立つ。式（２）をＩ０について解いて式（１）に代入すると、

Figure 2006087229

となる。そして式（３）の各変数に値を代入してΔｉを算出する。 Here, since the winding current value when the time Tmin elapses after the DC voltage Vdc is applied is matched with the current upper limit command value it *, the sum of the winding current initial value I0 and the current change amount Δi is the current upper limit command value. Because it is equal to it *
I0 + Δi = it * (2)
Holds. When equation (2) is solved for I0 and assigned to equation (1),
Figure 2006087229
It becomes. Then, Δi is calculated by substituting a value for each variable in equation (3).

ここで、巻線インダクタンス値Ｌ（θ、ｉ）は、回転子角度及び巻線電流をパラメータとしたマップとして定義しておくか、もしくは回転子角度及び巻線電流を変数とした近似式を定義しておく、等の方法で決定する。また、インダクタンス値を算出する際に参照する回転子角度の値は、例えば処理１０が開始された時点の値で代表してもよい。なぜなら、上述した課題で述べたように、Δｉを推定して電流下限指令値を修正する状況が発生する回転速度は主に低速領域であるので、最小オン時間Ｔｍｉｎの間に変化する回転子角度が小さいためである。   Here, the winding inductance value L (θ, i) is defined as a map using the rotor angle and the winding current as parameters, or an approximate expression using the rotor angle and the winding current as variables. It is determined by a method such as Further, the value of the rotor angle referred to when calculating the inductance value may be represented by a value at the time when the processing 10 is started, for example. This is because, as described in the above-described problem, the rotation speed at which Δi is estimated to correct the current lower limit command value is mainly in the low speed region, and therefore the rotor angle that changes during the minimum on-time Tmin. This is because is small.

また、巻線抵抗Ｒは、実際は巻線温度によって変化するので熱電対等で測定した巻線温度に対応させて値を変化させるか、もしくは運転温度範囲が狭い場合は一定値とみなす、等の方法で決定する。続いて処理１２では、算出したΔｉと、ヒステリシス幅ｉｈｙｓ（＝電流上限指令値ｉｔ＊−電流下限指令値ｉｂ＊）を比較する。Δｉ≧ｉｈｙｓであった場合は処理１３を実行し、電流下限指令修正値ｉｂ’＊を、電流上限指令値ｉｔ＊ − 電流変化量推定値Δｉと設定して終了する。Δｉ＜ｉｈｙｓであった場合は処理１４を実行し、電流下限指令修正値ｉｂ’＊を、電流上限指令値ｉｔ＊と同じ値に設定して終了する。電流下限指令修正値ｉｂ’＊は処理１０終了時に反映され、図３に示すような電流波形が得られる。   In addition, since the winding resistance R actually changes depending on the winding temperature, the value is changed according to the winding temperature measured by a thermocouple or the like, or when the operating temperature range is narrow, the winding resistance R is regarded as a constant value. To decide. Subsequently, in process 12, the calculated Δi is compared with the hysteresis width ihys (= current upper limit command value it * −current lower limit command value ib *). If Δi ≧ ihys, the process 13 is executed, the current lower limit command correction value ib ′ * is set as the current upper limit command value it * −current change amount estimated value Δi, and the process ends. If Δi <ihys, the process 14 is executed, the current lower limit command correction value ib ′ * is set to the same value as the current upper limit command value it *, and the process ends. The current lower limit command correction value ib '* is reflected at the end of the process 10, and a current waveform as shown in FIG. 3 is obtained.

なお、スイッチト・リラクタンス・モータの回転子突極と固定子突極の対向位置付近で大電流を通電している状況で磁束の飽和が生じやすく電流応答が速くなるが、対向位置付近では、他の回転子角度に比べて巻線電流に対して得られるトルクが小さいため、対向位置付近で電流下限値を下げて電流実効値が減少しても、トルクへの影響は小さい。   In addition, in the situation where a large current is applied near the opposed position of the rotor salient pole and the stator salient pole of the switched reluctance motor, magnetic flux saturation is likely to occur, and the current response becomes faster. Since the torque obtained with respect to the winding current is small compared to other rotor angles, even if the current lower limit value is decreased near the facing position to reduce the effective current value, the effect on the torque is small.

[第２の実施例]
本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置における第２の実施例について、図４及び図５を用いて説明する。本実施例は、最小オン時間分の電流変化量がヒステリシス幅（電流上限指令値−電流下限指令値）を超える状況において、電流変化量をマップから算出し、巻線電流ピーク値を電流上限指令値に一致させるように電流下限指令値を変化させることを特徴とする。 [Second embodiment]
A second embodiment of the current control method and apparatus for the switched reluctance motor of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, in a situation where the current change amount for the minimum ON time exceeds the hysteresis width (current upper limit command value−current lower limit command value), the current change amount is calculated from the map, and the winding current peak value is set as the current upper limit command. The current lower limit command value is changed so as to coincide with the value.

装置構成は第１の実施例で示した図１と同様であるが、電流変化量推定部８の処理が第１の実施例と異なるため、図４を用いて説明する。図４は電流下限指令修正値ｉｂ’＊算出処理１００のフローチャートを表しており、図１の電流変化量推定部８の機能ブロックで実行される処理である。本処理１００は、図５に示したようにインバータスイッチング素子がオンからオフに切り替わるタイミングで実行される。   Although the apparatus configuration is the same as that of FIG. 1 shown in the first embodiment, the processing of the current change amount estimation unit 8 is different from that of the first embodiment, and will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a flowchart of the current lower limit command correction value ib '* calculation process 100, which is a process executed by the functional block of the current change amount estimation unit 8 of FIG. This processing 100 is executed at the timing when the inverter switching element is switched from on to off as shown in FIG.

処理１００が開始されると、まず処理１０１にて電流下限指令修正値ｉｂ’＊をマップから読み取る。ｉｂ’＊はあらかじめ回転子角度、回転速度、巻線電流をパラメータとしてマップ化しておく。続いて処理１０２では、処理１００開始時の巻線電流値ｉと、電流上限指令値ｉｔ＊を比較する。ｉ＞ｉｔ＊であった場合は処理１０３を実行し、マップから読み取った電流下限指令修正値ｉｂ’＊に係数α（0≦α＜１）をかけて補正する。さらに処理１０４にて補正後のｉｂ’＊の値をマップに記憶させて終了する。ｉ≦ｉｔ＊であった場合は処理１０５を実行し、マップから読み取った電流下限指令修正値ｉｂ’＊を補正せずそのままの値を採用して終了する。電流下限指令修正値ｉｂ‘＊は処理１００終了時に反映され、図５に示すような電流波形が得られる。   When process 100 is started, first, in process 101, current lower limit command correction value ib '* is read from the map. ib '* is previously mapped using the rotor angle, rotation speed, and winding current as parameters. Subsequently, in the process 102, the winding current value i at the start of the process 100 is compared with the current upper limit command value it *. If i> it *, processing 103 is executed to correct the current lower limit command correction value ib '* read from the map by a coefficient α (0 ≦ α <1). In step 104, the corrected ib '* value is stored in the map, and the process ends. If i ≦ it *, the process 105 is executed, the current lower limit command correction value ib ′ * read from the map is not corrected, and the value is used as it is, and the process is terminated. The current lower limit command correction value ib '* is reflected at the end of the process 100, and a current waveform as shown in FIG. 5 is obtained.

このように、巻線の電流応答がマップ作成時に想定していた値より早くなった場合でも、巻線電流の電流上限指令値超過を速やかに抑えることができる。なおαは一定値とは限らない。電流応答の指標となる時定数は、巻線抵抗値もしくは巻線インダクタンス値によって決まるので、例えばαの値は巻線温度に対応した変数としてもよい。   Thus, even when the current response of the winding becomes faster than the value assumed at the time of creating the map, it is possible to quickly suppress the winding current from exceeding the current upper limit command value. Note that α is not always a constant value. Since the time constant serving as an index of the current response is determined by the winding resistance value or the winding inductance value, for example, the value of α may be a variable corresponding to the winding temperature.

本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置は、電流ヒステリシス制御実行時に、インバータスイッチング素子の最小オン時間分の電流変化量がヒステリシス幅（電流上限指令値−電流下限指令値）を超える場合、巻線電流ピーク値を電流上限指令値に一致させるように、電流下限指令値を下げるよう構成しているため、インバータのスイッチング素子保護のため最小オン時間が設定されていても、巻線電流が電流上限指令値を超過することを防止する用途に好適に使用することができる。   According to the current control method and apparatus of the switched reluctance motor of the present invention, when the current hysteresis control is executed, the current change amount corresponding to the minimum ON time of the inverter switching element has a hysteresis width (current upper limit command value−current lower limit command value). If it exceeds, the current lower limit command value is lowered so that the winding current peak value matches the current upper limit command value. Therefore, even if the minimum on-time is set to protect the switching elements of the inverter, the winding It can be suitably used for an application for preventing the line current from exceeding the current upper limit command value.

本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法を実行する装置の一例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an example of the apparatus which performs the electric current control method of the switched reluctance motor of this invention. 本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置の第１実施例における電流下限指令修正値ｉｂ’＊算出処理１０のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the electric current lower limit instruction | command correction value ib '* calculation process 10 in 1st Example of the current control method and apparatus of the switched reluctance motor of this invention. 本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置の第１実施例における電流制御を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the current control in 1st Example of the current control method and apparatus of the switched reluctance motor of this invention. 本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置の第２実施例における電流下限指令修正値ｉｂ’＊算出処理１００のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the electric current lower limit instruction | command correction value ib '* calculation process 100 in 2nd Example of the current control method and apparatus of the switched reluctance motor of this invention. 本発明のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法及び装置の第２実施例における電流制御を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the current control in 2nd Example of the current control method and apparatus of the switched reluctance motor of this invention. 従来のスイッチト・リラクタンス・モータにおける電流制御を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the current control in the conventional switched reluctance motor.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電流指令値生成部
２ インバータ駆動信号生成部
３ インバータ
４ 電流センサ
５ スイッチト・リラクタンス・モータ
６ 回転子角度センサ
７ 直流電源
８ 電流変化量推定部

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current command value production | generation part 2 Inverter drive signal production | generation part 3 Inverter 4 Current sensor 5 Switched reluctance motor 6 Rotor angle sensor 7 DC power supply 8 Current variation estimation part

Claims (5)

スイッチト・リラクタンス・モータと、スイッチト・リラクタンス・モータに矩形波電圧を印加するインバータと、通電開始角度指令値、通電終了角度指令値、電流上限指令値、電流下限指令値に基づき、回転子角度が通電開始角度指令値に到達すると巻線へ正電圧を印加し、巻線電流測定値が電流上限指令値以上になった時点で電圧の印加を停止もしくは負電圧を印加、続いて巻線電流測定値が電流下限指令値以下となった時点で再び巻線へ正電圧を印加する電流ヒステリシス制御を、回転子角度が通電終了角度指令値に到達するまで実行するスイッチト・リラクタンス・モータの制御装置と、を備えたスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法において、電流ヒステリシス制御実行時に、インバータスイッチング素子の最小オン時間分の電流変化量がヒステリシス幅（電流上限指令値−電流下限指令値）を超える場合、巻線電流ピーク値を電流上限指令値に一致させるように、電流下限指令値を下げることを特徴とするスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法。   Based on the switched reluctance motor, the inverter that applies a rectangular wave voltage to the switched reluctance motor, the energization start angle command value, the energization end angle command value, the current upper limit command value, and the current lower limit command value, the rotor When the angle reaches the energization start angle command value, a positive voltage is applied to the winding. When the measured winding current exceeds the current upper limit command value, the voltage application is stopped or a negative voltage is applied. A switched reluctance motor that executes current hysteresis control that applies a positive voltage to the windings again when the measured current value falls below the current lower limit command value until the rotor angle reaches the energization end angle command value. A switched reluctance motor with a control device, wherein the inverter switching element is turned on at least when current hysteresis control is executed. When the amount of change in current exceeds the hysteresis width (current upper limit command value-current lower limit command value), the current lower limit command value is lowered so that the winding current peak value matches the current upper limit command value. Current control method for switched reluctance motor. 前記電流下限指令値を下げる際の電流下限指令値の変化量を、巻線インダクタンスと、巻線抵抗と、巻線電圧と、電流上限指令値とをパラメータとする回路方程式から算出することを特徴とする請求項１に記載のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法。   The amount of change in the current lower limit command value when lowering the current lower limit command value is calculated from a circuit equation using winding inductance, winding resistance, winding voltage, and current upper limit command value as parameters. The switched reluctance motor current control method according to claim 1. 前記電流下限指令値を下げる際の電流下限指令値の変化量を、回転子角度及び回転速度及び巻線電流をパラメータとする変化量マップから算出することを特徴とする請求項１に記載のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法。   2. The switch according to claim 1, wherein a change amount of the current lower limit command value when the current lower limit command value is lowered is calculated from a change amount map using a rotor angle, a rotation speed, and a winding current as parameters. Current control method for reluctance motor. 巻線電流測定値が電流上限指令値を上回った場合、前記変化量マップから算出した変化量を所定量大きな値に更新することを特徴とする請求項３に記載のスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御方法。   4. The switched reluctance motor according to claim 3, wherein when the winding current measurement value exceeds the current upper limit command value, the amount of change calculated from the amount of change map is updated to a value larger by a predetermined amount. Current control method. スイッチト・リラクタンス・モータと、スイッチト・リラクタンス・モータに矩形波電圧を印加するインバータと、通電開始角度指令値、通電終了角度指令値、電流上限指令値、電流下限指令値に基づき、回転子角度が通電開始角度指令値に到達すると巻線へ正電圧を印加し、巻線電流測定値が電流上限指令値以上になった時点で電圧の印加を停止もしくは負電圧を印加、続いて巻線電流測定値が電流下限指令値以下となった時点で再び巻線へ正電圧を印加する電流ヒステリシス制御を、回転子角度が通電終了角度指令値に到達するまで実行するスイッチト・リラクタンス・モータの制御装置と、を備えたスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御装置において、制御装置が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電流制御方法を実行することを特徴とするスイッチト・リラクタンス・モータの電流制御装置。

Based on the switched reluctance motor, the inverter that applies a rectangular wave voltage to the switched reluctance motor, the energization start angle command value, the energization end angle command value, the current upper limit command value, and the current lower limit command value, the rotor When the angle reaches the energization start angle command value, a positive voltage is applied to the winding. When the measured winding current exceeds the current upper limit command value, the voltage application is stopped or a negative voltage is applied. A switched reluctance motor that executes current hysteresis control to apply a positive voltage to the windings again when the measured current value falls below the current lower limit command value until the rotor angle reaches the energization end angle command value. A switched reluctance motor current control device comprising the control device, wherein the control device executes the current control method according to any one of claims 1 to 4. Switched reluctance motor current control device, characterized in that.

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