JP2007288818A - Motor inverter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング素子をオン、オフさせることによりモータに交流電流を流してそのモータを駆動させるモータインバータに関する。 The present invention relates to a motor inverter that drives an alternating current to the motor by turning on and off a switching element.
図３は、既存のモータインバータを示す図である。
図３に示すモータインバータ３０は、互いに直列接続される２つのスイッチング素子３１が３組それぞれ直流電源３２に並列接続されて構成されるスイッチング部３３と、各スイッチング素子３１がそれぞれ所定タイミングでオン、オフすることによりスイッチング素子３１の各接続点（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）から交流電流が出力されて駆動されるモータ３４の回転子の現在の電気角位置に対応する信号を出力するレゾルバ３５と、レゾルバ３５から出力される信号に基づいて各スイッチング素子３１のオン、オフを制御する制御回路３６とを備えて構成されている。
FIG. 3 is a diagram showing an existing motor inverter.
The motor inverter 30 shown in FIG. 3 includes a switching unit 33 in which three sets of two switching elements 31 connected in series with each other are connected in parallel to a DC power source 32, and each switching element 31 is turned on at a predetermined timing. A resolver that outputs a signal corresponding to the current electrical angle position of the rotor of the motor 34 that is driven by outputting an alternating current from each connection point (U phase, V phase, W phase) of the switching element 31 by turning off. 35 and a control circuit 36 for controlling on / off of each switching element 31 based on a signal output from the resolver 35.
上記制御回路３６は、レゾルバ３５から出力される信号に基づいてモータ３４の回転子の現在の電気角位置を計算しその電気角位置を示す位置情報を出力する電気角位置計算部３７と、電気角位置計算部３７から出力される位置情報などに基づいて各スイッチング素子３１を所定ｄｕｔｙでＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御するための正弦波状の基本波（指令値）を３相分互いに１２０度ずつ位相をずらして生成する基本波生成部３８と、基本波生成部３８により生成される３相分の基本波と基準波（三角波）との比較結果に基づいて各スイッチング素子３１のオン、オフを制御するための６つの制御信号を生成するＰＷＭ生成器３９とを備えて構成されている。 The control circuit 36 calculates the current electrical angle position of the rotor of the motor 34 based on the signal output from the resolver 35 and outputs position information indicating the electrical angle position; Sinusoidal fundamental waves (command values) for PWM (Pulse Width Modulation) control of each switching element 31 with a predetermined duty based on position information output from the angular position calculation unit 37 and the like for three phases at 120 degrees from each other. The switching element 31 is turned on / off based on a comparison result between a fundamental wave generation unit 38 that generates a phase shift and a three-phase fundamental wave generated by the fundamental wave generation unit 38 and a reference wave (triangular wave). And a PWM generator 39 for generating six control signals for control.
このように構成されるモータインバータ３０には、基本波の１周期のうち全体で１２０度の期間、常に３相のうちのある１相の各スイッチング素子３１をオン、オフさせないようにしてモータ３４を駆動する、いわゆる、２相変調方式によりモータ３４を駆動するものがある。このように構成されるモータインバータ３０は、３相のうちの２相の各スイッチング素子３１がＰＷＭ制御によりオン、オフしているとき残りの１相の各スイッチング素子３１が停止しているため、各スイッチング素子３１のスイッチング損失を低減することができ電力変換効率を上げることができる。 In the motor inverter 30 configured as described above, the motor 34 is configured so that the switching elements 31 of one phase of the three phases are not always turned on and off for a period of 120 degrees as a whole in one cycle of the fundamental wave. That drives the motor 34 by a so-called two-phase modulation method. In the motor inverter 30 configured in this way, when the switching elements 31 of the two phases of the three phases are turned on and off by PWM control, the switching elements 31 of the remaining one phase are stopped. Switching loss of each switching element 31 can be reduced, and power conversion efficiency can be increased.
また、このように構成されるモータインバータ３０には、３相の各スイッチング素子３１のＰＷＭ制御期間をそれぞれゼロ度にすることにより３相にそれぞれ印加される電圧を１８０度期間１８０度ずつ繰り返される矩形波の電圧にしてモータ３４を駆動する、いわゆる、１８０度通電矩形波電圧制御方式によりモータ３４を駆動するものもある。このように構成されるモータインバータ３０は、各相に矩形波の電圧が印加される期間がそれぞれ１８０度と最大になるため、モータ３４への出力を向上させることができる。 Further, in the motor inverter 30 configured as described above, the voltage applied to each of the three phases is repeated 180 degrees by 180 degrees by setting the PWM control period of each switching element 31 of the three phases to zero degrees. In some cases, the motor 34 is driven by a so-called 180-degree energizing rectangular wave voltage control method in which the motor 34 is driven with a rectangular wave voltage. The motor inverter 30 configured in this way can improve the output to the motor 34 because the period during which the voltage of the rectangular wave is applied to each phase is maximized at 180 degrees.
しかしながら、この１８０度通電矩形波電圧制御方式は、上述したように、各相に電圧が印加される期間が最大となりモータ３４のコイルに蓄積されるエネルギーが大きくなるため、モータ３４のコイルのリアクタンス値によってはモータ３４の各相に流れる交流電流がモータ３４のコイルによる誘起電圧の影響を受けてしまう。そして、モータ３４の各相に流れる交流電流が誘起電圧の影響を受けてしまうと、例えば、図４（ａ）に示すように、モータ３４の各相に流れる交流電流にノイズやトルクリップルなどが多く含まれ、それらの交流電流が正弦波にならず、モータ３４の駆動時の音の悪化が懸念されるという問題がある。また、このモータ３４の各相に流れる交流電流をフーリエ変換すると、図４（ｂ）に示すような結果が得られる。そして、この結果からモータ３４の各相に流れる交流電流には５次の高調波成分（以下、５次高調波という）が多く含まれていることがわかる。 However, in the 180-degree energization rectangular wave voltage control method, as described above, the period during which the voltage is applied to each phase is maximized and the energy accumulated in the coil of the motor 34 is increased. Depending on the value, the alternating current flowing in each phase of the motor 34 is affected by the induced voltage due to the coil of the motor 34. When the alternating current flowing in each phase of the motor 34 is affected by the induced voltage, for example, as shown in FIG. 4A, the alternating current flowing in each phase of the motor 34 has noise, torque ripple, or the like. There is a problem that the AC current is not included in a sine wave, and there is a concern about the deterioration of sound when the motor 34 is driven. Further, when an alternating current flowing through each phase of the motor 34 is Fourier transformed, a result as shown in FIG. 4B is obtained. From this result, it can be seen that the alternating current flowing in each phase of the motor 34 includes a lot of fifth-order harmonic components (hereinafter referred to as fifth-order harmonics).
そこで、この５次高調波をモータ３４の各相に流れる交流電流から取り除くことによりモータ３４の各相に流れる交流電流を正弦波に近づけてモータ３４の駆動時の音の悪化を抑えることが考えられる。 Therefore, it is considered that the AC current flowing in each phase of the motor 34 is made closer to a sine wave by removing this fifth harmonic from the AC current flowing in each phase of the motor 34 to suppress the deterioration of sound when the motor 34 is driven. It is done.
そして、モータ３４の各相に流れる交流電流から５次高調波を取り除く構成としては、例えば、予め基本波に５次高調波の反転波形を重畳させておき、その基本波と基準波とを比較して制御信号を生成するものがある（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。 As a configuration for removing the fifth harmonic from the AC current flowing in each phase of the motor 34, for example, an inverted waveform of the fifth harmonic is superimposed on the fundamental wave in advance, and the fundamental wave and the reference wave are compared. In some cases, the control signal is generated (for example, see Patent Document 1 or Patent Document 2).
このような構成で制御信号を生成することにより、モータ３４の各相に印加される電圧波形を５次高調波を打ち消す波形にすることができるので、モータ３４の各相に流れる交流電流から５次高調波を取り除くことができる。これにより、モータ３４の各相に流れる交流電流が正弦波に近づきモータ３４の駆動時の音の悪化を抑えることができる。
しかしながら、上述のように、予め基本波に５次高調波の反転波形を重畳させておき、その基本波と基準波とを比較して制御信号を生成する構成は、１８０通電矩形波電圧制御用の基本波全体（３６０度）にわたって、対応する５次高調波の反転波形を重畳するため、常にＰＷＭ制御により各スイッチング素子３１をオン、オフさせてモータ３４を駆動することと同じになり、基本波に５次高調波の反転波形を重畳させずに１８０度通電矩形波電圧制御方式によりモータ３４を駆動する場合に比べて、モータ３４の各相に印加される電圧が低下しモータ３４への出力が低下してしまうという問題がある。 However, as described above, the configuration in which the inverted wave of the fifth harmonic is superimposed on the fundamental wave in advance and the control signal is generated by comparing the fundamental wave with the reference wave is for 180 energizing rectangular wave voltage control. Since the inverted waveform of the corresponding fifth-order harmonic is superimposed over the entire fundamental wave (360 degrees), it is the same as driving the motor 34 by always turning on and off each switching element 31 by PWM control. Compared with the case where the motor 34 is driven by the 180-degree energizing rectangular wave voltage control method without superimposing the inverted waveform of the fifth harmonic on the wave, the voltage applied to each phase of the motor 34 is reduced and the voltage applied to the motor 34 is reduced. There is a problem that the output decreases.
そこで、本発明では、モータへの出力を向上させつつ、モータの各相に流れる交流電流を正弦波に近づけることが可能なモータインバータを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a motor inverter capable of improving the output to the motor and making the alternating current flowing in each phase of the motor close to a sine wave.
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明のモータインバータは、スイッチング素子を備えそのスイッチング素子がオン、オフすることによりモータに交流電流を流してそのモータを駆動させるスイッチング部と、モータの回転子の電気角位置を検出する検出手段と、その検出手段により検出される電気角位置に基づいてスイッチング素子のオン、オフを制御する制御回路とを備える。また、上記制御回路は、モータの回転子の１回転分の電気角位置を分割した各範囲のうちの所定範囲に対して、回転子の電気角位置が所定範囲に対応するとき、一定デューティのＰＷＭ制御、または１８０度通電矩形波電圧制御用基本波に対して交流電流に含まれる高調波成分に対応する波形を重畳した波形に基づいてスイッチング素子のオン、オフを制御し、回転子の電気角位置が所定範囲に対応しないとき、１８０度通電矩形波電圧制御する。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
In other words, the motor inverter of the present invention includes a switching element that includes a switching element, and that turns the switching element on and off to cause an alternating current to flow through the motor to drive the motor, and to detect the electrical angle position of the motor rotor. A detection means and a control circuit for controlling on / off of the switching element based on the electrical angle position detected by the detection means. Further, the control circuit has a constant duty when the electrical angle position of the rotor corresponds to the predetermined range with respect to a predetermined range of each range obtained by dividing the electrical angle position of one rotation of the rotor of the motor. The switching element is turned on / off based on a waveform obtained by superimposing a waveform corresponding to a harmonic component included in an alternating current on a PWM control or a fundamental wave for 180-degree conduction rectangular wave voltage control, and the electric power of the rotor When the angular position does not correspond to the predetermined range, 180-degree conduction rectangular wave voltage control is performed.
これにより、モータの回転子の電気角位置が所定範囲に対応するときは、モータに印加される電圧の波形を、５次高調波を打ち消す波形またはＰＷＭ制御パルス波形にすることができるため、その分モータに流れる交流電流に含まれるノイズやトルクリップルなどを抑えることができ交流電流を正弦波に近づけることができる。 As a result, when the electrical angle position of the rotor of the motor corresponds to a predetermined range, the waveform of the voltage applied to the motor can be a waveform that cancels the fifth harmonic or a PWM control pulse waveform. Noise, torque ripple, and the like included in the alternating current flowing through the minute motor can be suppressed, and the alternating current can be made closer to a sine wave.
また、モータの回転子の電気角位置が所定範囲に対応するとき以外は、モータに印加される電圧の波形を、１８０度通電矩形波電圧制御方式によりモータが駆動されるときにそのモータに印加される電圧波形と同じ波形にすることができるので、その分モータへの出力を向上させることができる。 Also, except when the electrical angle position of the rotor of the motor corresponds to a predetermined range, the waveform of the voltage applied to the motor is applied to the motor when it is driven by the 180-degree conduction rectangular wave voltage control method. Therefore, the output to the motor can be improved correspondingly.
また、上記制御回路は、１８０度通電矩形波電圧制御用基本波を生成する基本波生成手段と、回転子の電気角位置が各範囲のうちのどの範囲に対応するかを判定する範囲判定手段と、所定範囲を記憶し、範囲判定手段により判定される範囲が、所定範囲に対応するか否かを判定する所定範囲判定手段と、所定範囲に対応する高調波成分またはＰＷＭ制御用基本波を記憶し、範囲判定手段により判定される範囲が所定範囲であると所定範囲判定手段が判定すると、高調波成分またはＰＷＭ制御用基本波を出力する所定範囲対応波形出力手段と、所定範囲対応波形出力手段から高調波成分またはＰＷＭ制御用基本波が出力されるとき、１８０度通電矩形波電圧制御用基本波から高調波成分またはＰＷＭ制御用基本波を差し引いて出力し、所定範囲対応波形出力手段から高調波成分またはＰＷＭ制御用基本波が出力されないとき、１８０度通電矩形波電圧制御用基本波をそのまま出力する重畳手段と、重畳手段から出力される波形に基づいてスイッチング素子のオン、オフを制御するための制御信号を生成する制御信号生成手段とを備えるように構成してもよい。 In addition, the control circuit includes a fundamental wave generating unit that generates a fundamental wave for 180-degree conduction rectangular wave voltage control, and a range determination unit that determines which of the ranges corresponds to the electrical angle position of the rotor. The predetermined range is stored, and the range determined by the range determination unit determines whether or not the range corresponds to the predetermined range; and the harmonic component or the PWM control fundamental wave corresponding to the predetermined range. When the predetermined range determining means determines that the range determined by the range determining means is a predetermined range, a predetermined range corresponding waveform output means for outputting a harmonic component or a fundamental wave for PWM control, and a predetermined range corresponding waveform output When the harmonic component or the PWM control fundamental wave is output from the means, the harmonic component or the PWM control fundamental wave is subtracted from the 180 degree conduction rectangular wave voltage control fundamental wave and output, and the predetermined range When the harmonic wave component or the fundamental wave for PWM control is not output from the adaptive waveform output means, the superimposing means for outputting the fundamental wave for 180-degree conduction rectangular wave voltage control as it is, and the switching element based on the waveform output from the superimposing means Control signal generation means for generating a control signal for controlling on / off may be provided.
また、上記所定範囲対応波形出力手段は、所定範囲に対応する高調波成分として交流電流に含まれる５次の高調波成分を予め記憶しておくように構成してもよい。
また、上記所定範囲は、交流電流がピークになるときの回転子の電気角位置に対応する範囲としてもよい。
The predetermined range-corresponding waveform output means may be configured to store in advance a fifth-order harmonic component included in the alternating current as a harmonic component corresponding to the predetermined range.
The predetermined range may be a range corresponding to the electrical angle position of the rotor when the alternating current reaches a peak.
本発明によれば、モータへの出力を向上させつつ、モータの各相に流れる交流電流を正弦波に近づけることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the alternating current which flows into each phase of a motor can be approximated to a sine wave, improving the output to a motor.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態のモータインバータを示す図である。なお、図３に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a motor inverter according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG.
図１に示すモータインバータ１は、スイッチング部３３と、レゾルバ３５と、モータ３４に流れる交流電流がピークになるとき、１８０度通電矩形波電圧制御用基本波（以下、１８０度通電用基本波という）に対して５次高調波の反転波形を重畳し、その重畳後の波形と基準波との比較結果に基づいて各スイッチング素子３１のオン、オフを制御し、モータ３４に流れる交流電流がピークではないとき、１８０度通電用基本波と基準波との比較結果に基づいて各スイッチング素子３１のオン、オフを制御する制御回路２とを備えて構成されている。 The motor inverter 1 shown in FIG. 1 has a 180-degree conduction rectangular wave voltage control fundamental wave (hereinafter referred to as a 180-degree conduction fundamental wave) when the alternating current flowing through the switching unit 33, the resolver 35, and the motor 34 peaks. ) Is superimposed on the inverted waveform of the fifth harmonic, and on / off of each switching element 31 is controlled based on the comparison result between the superimposed waveform and the reference wave, and the alternating current flowing through the motor 34 peaks. If not, the control circuit 2 is configured to control on / off of each switching element 31 based on the comparison result between the fundamental wave for 180-degree conduction and the reference wave.
なお、上記１８０度通電用基本波とは、１８０度通電矩形波電圧制御方式によりモータ３４を駆動する際に用いられる基本波のことである。
また、モータ３４は、例えば、ＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータなどが考えられる。
The fundamental wave for 180-degree conduction is a fundamental wave used when driving the motor 34 by the 180-degree conduction rectangular wave voltage control method.
The motor 34 may be a PM (Permanent Magnet) motor, for example.
また、上記モータ３４の回転子の現在の電気角位置に対応する信号を出力する構成としては、ロータリーエンコーダなどでもよく、レゾルバ３５に限定されない。
上記制御回路２は、電気角位置計算部３７と、基本波生成部３８（基本波生成手段）と、範囲判定部３（範囲判定手段）と、ピーク判定部４（所定範囲判定手段）と、ピーク対応波形出力部５（所定範囲対応波形出力手段）と、重畳部６（重畳手段）と、ＰＷＭ生成器７（制御信号生成手段）とを備えている。
Further, the configuration for outputting a signal corresponding to the current electrical angle position of the rotor of the motor 34 may be a rotary encoder or the like, and is not limited to the resolver 35.
The control circuit 2 includes an electrical angle position calculator 37, a fundamental wave generator 38 (fundamental wave generator), a range determiner 3 (range determiner), a peak determiner 4 (predetermined range determiner), A peak-corresponding waveform output unit 5 (predetermined range-corresponding waveform output unit), a superimposing unit 6 (superimposing unit), and a PWM generator 7 (control signal generating unit) are provided.
基本波生成部３８は、１８０度通電用基本波を生成する。範囲判定部３は、電気角位置計算部３７から出力される位置情報に基づいてモータ３４の回転子の現在の電気角位置が回転子の１回転分の電気角位置を２４に分割した各範囲のうちのどの範囲に対応するかを判定する。ピーク判定部４は、予め上記各範囲のうちモータ３４に流れる交流電流がピークになるときの回転子の電気角位置に対応する範囲（以下、ピーク範囲という）を記憶しておき、範囲判定部３により判定される範囲がピーク範囲であるか否かを判定する。ピーク対応波形出力部５は、予めピーク範囲に対応する５次高調波を記憶しておき、範囲判定部３により判定される範囲がピーク範囲であるとピーク判定部４が判定すると、５次高調波を出力する。重畳部６は、ピーク対応波形出力部５から５次高調波が出力されるとき、基本波生成部３８により生成される１８０度通電用基本波からピーク対応波形出力部５により出力される５次高調波を差し引いて出力し、ピーク対応波形出力部５から５次高調波が出力されないとき、基本波生成部３８により生成される１８０度通電用基本波をそのまま出力する。ＰＷＭ生成器７は、重畳部６から出力される波形と三角波などの基準波との比較結果に基づいて制御信号を生成して各スイッチング素子３１へ出力する。 The fundamental wave generation unit 38 generates a fundamental wave for energization of 180 degrees. The range determination unit 3 includes each range in which the current electrical angle position of the rotor of the motor 34 is divided into 24 electrical angle positions for one rotation of the rotor based on the position information output from the electrical angle position calculation unit 37. It is determined which of the ranges corresponds to. The peak determination unit 4 stores in advance a range (hereinafter referred to as a peak range) corresponding to the electrical angle position of the rotor when the alternating current flowing through the motor 34 peaks among the above ranges. It is determined whether or not the range determined by 3 is a peak range. The peak corresponding waveform output unit 5 stores the fifth harmonic corresponding to the peak range in advance, and if the peak determination unit 4 determines that the range determined by the range determination unit 3 is the peak range, the fifth harmonic is stored. Output a wave. When the fifth harmonic is output from the peak-corresponding waveform output unit 5, the superimposing unit 6 outputs the fifth-order harmonic output from the 180-degree conduction fundamental wave generated by the fundamental wave generating unit 38 by the peak-corresponding waveform output unit 5. The harmonic wave is subtracted and output, and when the fifth harmonic wave is not output from the peak-corresponding waveform output unit 5, the fundamental wave for 180-degree conduction generated by the fundamental wave generation unit 38 is output as it is. The PWM generator 7 generates a control signal based on the comparison result between the waveform output from the superimposing unit 6 and a reference wave such as a triangular wave, and outputs the control signal to each switching element 31.
なお、特許請求の範囲に記載される検出手段は、例えば、レゾルバ３５や電気角位置計算部３７などにより構成されるものとする。
また、電気角位置計算部３７は、レゾルバ３５から出力される信号以外に、モータ３４の３相のうちの２相に流れる各交流電流を検出する電流検出器から出力される各交流電流を示す信号に基づいてモータ３４の回転子の電気角位置を計算するように構成してもよい。
Note that the detection means described in the claims is configured by, for example, the resolver 35, the electrical angle position calculation unit 37, and the like.
In addition to the signal output from the resolver 35, the electrical angle position calculation unit 37 indicates each AC current output from a current detector that detects each AC current flowing in two of the three phases of the motor 34. The electrical angle position of the rotor of the motor 34 may be calculated based on the signal.
また、範囲判定部３は、例えば、電気角位置計算部３７から出力される位置情報に基づいて回転子１回転分の電気角位置を求め、その求めた電気角位置を２４に分割し、その２４の各範囲を記憶しておくように構成してもよい。 The range determination unit 3 obtains an electrical angle position for one rotation of the rotor based on the position information output from the electrical angle position calculation unit 37, for example, divides the obtained electrical angle position into 24, You may comprise so that each range of 24 may be memorize | stored.
また、モータ３４の回転子の１回転分の電気角位置の分割数は、２４に限定されない。
また、ピーク判定部４が予め記憶しておく範囲は、ピーク範囲以外でもよい。
また、ピーク対応波形出力部５が予め記憶しておく高調波成分は、モータ３４に流れる交流電流に含まれる７次の高調波成分など５次高調波に限定されない。
Further, the number of divisions of the electrical angle position for one rotation of the rotor of the motor 34 is not limited to 24.
The range stored in advance by the peak determination unit 4 may be other than the peak range.
The harmonic component stored in advance by the peak-corresponding waveform output unit 5 is not limited to the fifth harmonic, such as the seventh harmonic component included in the AC current flowing through the motor 34.
このように構成されるモータインバータ１では、重畳部６からＰＷＭ生成器７へ出力される波形のうちピーク範囲に対応する部分が１８０度通電用基本波と５次高調波の反転波形とが重畳されたものになり、重畳部６からＰＷＭ生成器７へ出力される波形のうちピーク範囲以外に対応する部分が１８０度通電用基本波と同じものになる。 In the motor inverter 1 configured as described above, the portion corresponding to the peak range in the waveform output from the superimposing unit 6 to the PWM generator 7 is superimposed with the fundamental wave for 180-degree conduction and the inverted waveform of the fifth harmonic. In the waveform output from the superimposing unit 6 to the PWM generator 7, the portion corresponding to other than the peak range is the same as the 180-degree conduction fundamental wave.
従って、モータ３４の回転子の電気角位置がピーク範囲に対応するときは、モータ３４に印加される電圧の波形を、５次高調波を打ち消す波形にすることができるため、その分モータ３４に流れる交流電流に含まれるノイズやトルクリップルなどを抑えることができ交流電流を正弦波に近づけることができる。これにより、モータ３４の駆動時の音の悪化を抑えることができる。 Therefore, when the electrical angle position of the rotor of the motor 34 corresponds to the peak range, the waveform of the voltage applied to the motor 34 can be changed to a waveform that cancels the fifth-order harmonics. Noise, torque ripple, and the like included in the flowing AC current can be suppressed, and the AC current can be made closer to a sine wave. Thereby, the deterioration of the sound at the time of driving the motor 34 can be suppressed.
また、モータ３４の回転子の電気角位置がピーク範囲に対応するとき以外は、モータ３４に印加される電圧の波形を、１８０度通電矩形波電圧制御方式によりモータ３４が駆動されるときにそのモータ３４に印加される電圧波形と同じ波形にすることができるので、その分モータ３４への出力を向上させることができる。 In addition, except when the electrical angle position of the rotor of the motor 34 corresponds to the peak range, the waveform of the voltage applied to the motor 34 is determined when the motor 34 is driven by the 180-degree conduction rectangular wave voltage control method. Since the waveform can be the same as the voltage waveform applied to the motor 34, the output to the motor 34 can be improved accordingly.
また、モータ３４に流れる交流電流が正弦波に近づき交流電流が安定化するため、交流電流をフィードバックして制御信号を生成する際の制御回路２におけるロバスト性を向上させることができる。 Further, since the alternating current flowing through the motor 34 approaches a sine wave and the alternating current is stabilized, the robustness in the control circuit 2 when generating the control signal by feeding back the alternating current can be improved.
図２は、Ｕ相に流れる交流電流のピークにおいてＵ相に対応する１８０度通電用基本波に５次高調波を重畳したときにＵ相に流れる交流電流、Ｖ相に流れる交流電流、Ｕ相に印加される電圧、及びＶ相に印加される電圧を示す図である。 FIG. 2 shows the AC current flowing in the U phase, the AC current flowing in the V phase, and the U phase when the fifth harmonic is superimposed on the fundamental wave for 180-degree conduction corresponding to the U phase at the peak of the AC current flowing in the U phase. It is a figure which shows the voltage applied to V, and the voltage applied to V phase.
図２に示すように、Ｕ相に流れる交流電流がピークになるタイミングすなわちＵ相に印加される電圧が立ち下がるタイミングにおいてＵ相に対応する１８０度通電用基本波に５次高調波を重畳すると、Ｕ相に流れる交流電流に含まれるノイズやトルクリップルなどが抑えられ、Ｕ相に流れる交流電流が図４（ａ）に示すＵ相に流れる交流電流に比べて正弦波に近づく。 As shown in FIG. 2, when the fifth harmonic is superimposed on the fundamental wave for 180-degree conduction corresponding to the U phase at the timing when the alternating current flowing in the U phase reaches a peak, that is, when the voltage applied to the U phase falls. Noise, torque ripple, and the like included in the AC current flowing in the U phase are suppressed, and the AC current flowing in the U phase approaches a sine wave as compared to the AC current flowing in the U phase shown in FIG.
また、上述したように、１８０度通電用基本波に５次高調波の反転波形を重畳し、その重畳後の波形に基づいてモータ３４を駆動させる構成は、ＰＷＭ制御により各スイッチング素子３１のオン、オフを制御してモータ３４を駆動させてもよい。そのため、上記ピーク対応波形出力部５は、予めピーク範囲に対応するＰＷＭ制御用基本波を記憶しておき、範囲判定部３により判定される範囲がピーク範囲であるとピーク判定部４が判定すると、ＰＷＭ制御用基本波を出力するように構成してもよい。 In addition, as described above, the configuration in which the inverted waveform of the fifth harmonic is superimposed on the fundamental wave for energization at 180 degrees and the motor 34 is driven based on the waveform after the superposition is the on-state of each switching element 31 by PWM control. Alternatively, the motor 34 may be driven by controlling OFF. Therefore, the peak-corresponding waveform output unit 5 stores the PWM control fundamental wave corresponding to the peak range in advance, and the peak determination unit 4 determines that the range determined by the range determination unit 3 is the peak range. The PWM control fundamental wave may be output.
これにより、モータ３４の回転子の電気角位置がピーク範囲に対応するときは、モータ３４に印加される電圧の波形を、ＰＷＭ制御パルス波形にすることができるため、その分モータ３４に流れる交流電流に含まれるノイズやトルクリップルなどを抑えることができ交流電流を正弦波に近づけることができる。 As a result, when the electrical angle position of the rotor of the motor 34 corresponds to the peak range, the waveform of the voltage applied to the motor 34 can be changed to a PWM control pulse waveform. Noise and torque ripple included in the current can be suppressed, and the alternating current can be made close to a sine wave.
また、上記実施形態と同様に、モータ３４の回転子の電気角位置がピーク範囲に対応するとき以外は、モータ３４に印加される電圧の波形を、１８０度通電矩形波電圧制御方式によりモータ３４が駆動されるときにそのモータ３４に印加される電圧波形と同じ波形にすることができるので、その分モータ３４への出力を向上させることができる。 Similarly to the above-described embodiment, the waveform of the voltage applied to the motor 34 is changed by the 180-degree conduction rectangular wave voltage control method, except when the electrical angle position of the rotor of the motor 34 corresponds to the peak range. Can be made the same waveform as the voltage waveform applied to the motor 34 when it is driven, so that the output to the motor 34 can be improved accordingly.
なお、上記ＰＷＭ制御用基本波とは、各スイッチング素子３１を所定ｄｕｔｙ（この所定ｄｕｔｙは、例えば、モータ３４に流れる交流電流により決定されるｄｕｔｙで一定デューティである。）でＰＷＭ制御する際に用いられる基本波のことである。また、このように構成される場合の重畳部６は、ピーク対応波形出力部５からＰＷＭ制御用基本波が出力されるとき、基本波生成部３８により生成される１８０度通電用基本波からピーク対応波形出力部５により出力されるＰＷＭ制御用基本波を差し引いて出力し、ピーク対応波形出力部５からＰＷＭ制御用基本波が出力されないとき、基本波生成部３８により生成される１８０度通電用基本波をそのまま出力する。 The fundamental wave for PWM control means that each switching element 31 is PWM controlled with a predetermined duty (this predetermined duty is a duty determined by an alternating current flowing through the motor 34, for example, is a constant duty). It is the fundamental wave used. In addition, when the PWM control fundamental wave is output from the peak-corresponding waveform output unit 5, the superimposing unit 6 configured in this way has a peak from the 180-degree conduction fundamental wave generated by the fundamental wave generation unit 38. The PWM control fundamental wave output by the corresponding waveform output unit 5 is subtracted and output, and when the PWM control fundamental wave is not output from the peak corresponding waveform output unit 5, the 180 ° energization generated by the fundamental wave generation unit 38 The fundamental wave is output as it is.
上記実施の形態において、モータ電流が小さく交流電流に含まれるノイズやトルクリップルなどが小さい時には、高調波成分に対応する波形を重畳したり、ＰＷＭ制御したりしなくても良い。また、常に１８０度通電矩形波電圧制御でなくとも、場合によって正弦波、過変調、１２０度通電矩形波などに切り替え可能にしてもよい。 In the above embodiment, when the motor current is small and the noise or torque ripple included in the alternating current is small, it is not necessary to superimpose the waveform corresponding to the harmonic component or perform PWM control. Further, it may be possible to switch to a sine wave, overmodulation, 120-degree energization rectangular wave, or the like, depending on circumstances, not always the 180-degree energization rectangular wave voltage control.
上記実施の形態において、所定範囲であるピーク範囲はピーク判定部４に予め記憶されていたが、この構成に限らない。例えば、モータ電流が小さい時、即ち交流電流に含まれるノイズやトルクリップルなどが小さい時の電流値から、所定範囲を推測して記憶させても良いし、一周期前の電流値から推測して記憶させても良い。 In the above embodiment, the peak range that is the predetermined range is stored in the peak determination unit 4 in advance, but is not limited to this configuration. For example, the predetermined range may be estimated and stored from the current value when the motor current is small, that is, when noise or torque ripple included in the alternating current is small, or estimated from the current value one cycle before It may be memorized.
上記実施の形態において、高調波成分であるピーク範囲に対応する５次高調波またはＰＷＭ制御用基本波はピーク対応波形出力部５に予め記憶されていたが、この構成に限らない。都度演算した上で記憶させても良い。 In the above-described embodiment, the fifth harmonic or the PWM control fundamental wave corresponding to the peak range, which is a harmonic component, is stored in the peak corresponding waveform output unit 5 in advance. However, the present invention is not limited to this configuration. You may memorize | store after calculating each time.
上記実施の形態において、ピーク範囲においてＰＷＭ制御する際に、１８０度通電用基本波にＰＷＭ制御用基本波を差し引いた波形に基づいてＰＷＭ制御したが、ピーク対応波形出力部５または基本波生成部３８から１８０度通電用基本波に優先してＰＷＭ制御用の波形を出力し、ＰＷＭ制御用波形に基づいてＰＷＭ生成器７でＰＷＭ信号を出力しても良い。 In the above embodiment, when PWM control is performed in the peak range, the PWM control is performed based on the waveform obtained by subtracting the fundamental wave for PWM control from the fundamental wave for 180-degree conduction, but the peak corresponding waveform output unit 5 or the fundamental wave generation unit A waveform for PWM control may be output in preference to the fundamental wave for energization from 38 to 180 degrees, and a PWM signal may be output by the PWM generator 7 based on the waveform for PWM control.
１ モータインバータ
２ 制御回路
３ 範囲判定部
４ ピーク判定部
５ ピーク対応波形出力部
６ 重畳部
７ ＰＷＭ生成器
３０ モータインバータ
３１ スイッチング素子
３２ 直流電源
３３ スイッチング部
３４ モータ
３５ レゾルバ
３６ 制御回路
３７ 電気角位置計算部
３８ 基本波生成部
３９ ＰＷＭ生成器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Motor inverter 2 Control circuit 3 Range determination part 4 Peak determination part 5 Peak corresponding waveform output part 6 Superimposition part 7 PWM generator 30 Motor inverter 31 Switching element 32 DC power supply 33 Switching part 34 Motor 35 Resolver 36 Control circuit 37 Electrical angle position Calculation unit 38 Fundamental wave generation unit 39 PWM generator
Claims (4)
前記モータの回転子の電気角位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出される電気角位置に基づいて前記スイッチング素子のオン、オフを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記モータの回転子の１回転分の電気角位置を分割した各範囲のうちの所定範囲に対して、
前記回転子の電気角位置が前記所定範囲に対応するとき、一定デューティのＰＷＭ制御、または１８０度通電矩形波電圧制御用基本波に対して前記交流電流に含まれる高調波成分に対応する波形を重畳した波形に基づいて前記スイッチング素子のオン、オフを制御し、
前記回転子の電気角位置が前記所定範囲に対応しないとき、１８０度通電矩形波電圧制御する、
ことを特徴とするモータインバータ。 A switching unit that includes a switching element and causes the motor to drive by supplying an alternating current to the motor by turning the switching element on and off;
Detecting means for detecting an electrical angle position of a rotor of the motor;
A control circuit for controlling on and off of the switching element based on an electrical angle position detected by the detection means;
With
The control circuit is for a predetermined range of each range obtained by dividing the electrical angle position of one rotation of the rotor of the motor,
When the electrical angle position of the rotor corresponds to the predetermined range, a waveform corresponding to a harmonic component included in the alternating current with respect to a PWM for constant duty or a fundamental wave for 180-degree conduction rectangular wave voltage control. Based on the superimposed waveform, the on / off of the switching element is controlled,
When the electrical angle position of the rotor does not correspond to the predetermined range, 180 degree conduction rectangular wave voltage control,
A motor inverter characterized by that.
前記制御回路は、
前記１８０度通電矩形波電圧制御用基本波を生成する基本波生成手段と、
前記回転子の電気角位置が前記各範囲のうちのどの範囲に対応するかを判定する範囲判定手段と、
前記所定範囲を記憶し、前記範囲判定手段により判定される範囲が、前記所定範囲に対応するか否かを判定する所定範囲判定手段と、
前記所定範囲に対応する前記高調波成分または前記ＰＷＭ制御用基本波を記憶し、前記範囲判定手段により判定される範囲が前記所定範囲であると前記所定範囲判定手段が判定すると、前記高調波成分または前記ＰＷＭ制御用基本波を出力する所定範囲対応波形出力手段と、
前記所定範囲対応波形出力手段から前記高調波成分または前記ＰＷＭ制御用基本波が出力されるとき、前記１８０度通電矩形波電圧制御用基本波から前記高調波成分または前記ＰＷＭ制御用基本波を差し引いて出力し、前記所定範囲対応波形出力手段から前記高調波成分または前記ＰＷＭ制御用基本波が出力されないとき、前記１８０度通電矩形波電圧制御用基本波をそのまま出力する重畳手段と、
前記重畳手段から出力される波形に基づいて前記スイッチング素子のオン、オフを制御するための制御信号を生成する制御信号生成手段と、
を備えることを特徴とするモータインバータ。 The motor inverter according to claim 1,
The control circuit includes:
Fundamental wave generating means for generating a fundamental wave for 180 degree conduction rectangular wave voltage control;
Range determination means for determining which of the ranges corresponds to the electrical angle position of the rotor;
A predetermined range determination unit that stores the predetermined range and determines whether the range determined by the range determination unit corresponds to the predetermined range;
The harmonic component corresponding to the predetermined range or the fundamental wave for PWM control is stored, and when the predetermined range determination unit determines that the range determined by the range determination unit is the predetermined range, the harmonic component Or a predetermined range corresponding waveform output means for outputting the fundamental wave for PWM control;
When the harmonic component or the fundamental wave for PWM control is output from the waveform output means corresponding to the predetermined range, the harmonic component or the fundamental wave for PWM control is subtracted from the fundamental wave for 180 degree conduction rectangular wave voltage control. And when the harmonic component or the fundamental wave for PWM control is not outputted from the waveform output means corresponding to the predetermined range, the superimposing means that outputs the fundamental wave for 180 degree conduction rectangular wave voltage control as it is,
Control signal generating means for generating a control signal for controlling on / off of the switching element based on a waveform output from the superimposing means;
A motor inverter comprising:
前記所定範囲対応波形出力手段は、前記所定範囲に対応する前記高調波成分として前記交流電流に含まれる５次の高調波成分を予め記憶しておく、
ことを特徴とするモータインバータ。 The motor inverter according to claim 2,
The predetermined range-corresponding waveform output means stores in advance a fifth-order harmonic component included in the alternating current as the harmonic component corresponding to the predetermined range.
A motor inverter characterized by that.
前記所定範囲は、前記交流電流がピークになるときの前記回転子の電気角位置に対応する範囲である、
ことを特徴とするモータインバータ。 The motor inverter according to any one of claims 1 to 3,
The predetermined range is a range corresponding to an electrical angle position of the rotor when the alternating current reaches a peak.
A motor inverter characterized by that.
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|---|---|---|---|---|
| JP2011250557A (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Seiko Epson Corp | Electro-mechanical apparatus |
| JP2011259648A (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Mitsuba Corp | Brushless motor control method and brushless motor controller |
| CN110679077A (en) * | 2017-04-05 | 2020-01-10 | Tvs电机股份有限公司 | Control system for vehicle |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000287481A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Fujitsu General Ltd | Motor control method |
| JP2000308383A (en) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter |
| JP2003079181A (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power steering control equipment and control method |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000287481A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Fujitsu General Ltd | Motor control method |
| JP2000308383A (en) * | 1999-04-19 | 2000-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inverter |
| JP2003079181A (en) * | 2001-09-04 | 2003-03-14 | Mitsubishi Electric Corp | Electric power steering control equipment and control method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011250557A (en) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Seiko Epson Corp | Electro-mechanical apparatus |
| US8519658B2 (en) | 2010-05-26 | 2013-08-27 | Seiko Epson Corporation | Electromechanical device |
| JP2011259648A (en) * | 2010-06-11 | 2011-12-22 | Mitsuba Corp | Brushless motor control method and brushless motor controller |
| CN110679077A (en) * | 2017-04-05 | 2020-01-10 | Tvs电机股份有限公司 | Control system for vehicle |
| CN110679077B (en) * | 2017-04-05 | 2022-11-25 | Tvs电机股份有限公司 | Control system for vehicle |
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