JP2012065519A - Ac motor controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、交流電動機制御装置の電流検出時のオフセット誤差を補正する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for correcting an offset error at the time of current detection of an AC motor control device.
交流電動機の駆動制御では、一般的に電流センサや位置検出器によりモータの駆動状態を検出しつつ検出電流を目標電流に追従させるベクトル制御が行われている。電流センサには、カレントトランスや高精度抵抗器といった電流から電圧への変換デバイス、電圧を増幅するオペアンプ、ＡＤ変換器といったアナログ回路が含まれている。アナログ回路は、その温度特性や過度特性によってオフセットを生じさせ、モータの電気角周期と同期したトルク変動（電気角１次成分）を引き起こしてしまうという問題があった。この問題を解決するための補正技術が従来から多くの提案がなされている（特許文献１〜６）。
In AC motor drive control, vector control is generally performed in which a detected current follows a target current while a motor drive state is detected by a current sensor or position detector. Current sensors include current-to-voltage conversion devices such as current transformers and high-precision resistors, operational amplifiers that amplify voltages, and analog circuits such as AD converters. The analog circuit has a problem that an offset is generated due to its temperature characteristics and transient characteristics, and torque fluctuations (electrical angle primary component) synchronized with the electric angle period of the motor are caused. Many correction techniques for solving this problem have been proposed (
しかし、たとえば特許文献３〜６の技術では、オフセット補正値を学習できるタイミングが限られていた。すなわち、オフセット補正値は、電源投入時や通電開始直前、特殊な運転モード時といった特定の状態でのみ可能であった。一方、特許文献１、２の技術では、他の要因に起因するオフセット誤差を電流センサのオフセット誤差であると誤認した状態でオフセット補正値を誤って学習するという問題が本発明者によって見出された。本発明者は、他の要因としてモータの位置を検出する位置検出器の誤差に起因して発生する電圧のオフセット誤差を見出した。
However, for example, in the techniques of
本発明は、上述の従来の課題を解決するために創作されたものであり、電流センサが有するオフセット誤差の補正性能を向上させる技術を提供することを目的とする。 The present invention was created to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a technique for improving the offset error correction performance of a current sensor.
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。 Hereinafter, effective means for solving the above-described problems will be described while showing effects and the like as necessary.
請求項１の発明は、多相交流電動機に多相交流電圧を印加して制御する交流電動機制御装置であって、
前記多相交流電動機に供給されている各相の電流を検出して各相の電流検出値を出力する電流センサと、
与えられた電流指令値と前記各相の電流検出値とに応じて、前記電流指令値に対して各相の電流を追従させるための各相の電圧指令値を生成する制御部と、
前記各相の電圧指令値に応じて各相の電圧を前記多相交流電動機に印加する電力増幅部と、
前記各相の電圧指令値の電圧オフセットを表す電圧オフセット値を決定し、前記各相の電圧オフセット値に応じて前記各相の電流検出値を操作して、前記電圧オフセット値を低減させる相電圧オフセット補正部と、
前記各相の電流検出値の電流オフセットを表す電流オフセット値を決定し、前記各相の電流オフセット値に応じて前記各相の電流検出値を補正して前記電流オフセットを低減させる相電流オフセット補正部と、
を備え、
前記交流電動機制御装置は、前記相電流オフセット補正部の作動よりも前記相電圧オフセット補正部を優先的に作動させることを特徴とする。
The invention of
A current sensor that detects a current of each phase supplied to the multiphase AC motor and outputs a current detection value of each phase;
A control unit that generates a voltage command value for each phase for causing the current of each phase to follow the current command value according to the given current command value and the current detection value of each phase;
A power amplifying unit that applies a voltage of each phase to the multiphase AC motor in accordance with a voltage command value of each phase;
A phase voltage for determining a voltage offset value representing a voltage offset of a voltage command value for each phase, and operating the current detection value for each phase according to the voltage offset value for each phase to reduce the voltage offset value An offset correction unit;
A phase current offset correction that determines a current offset value representing a current offset of a current detection value of each phase and corrects the current detection value of each phase according to the current offset value of each phase to reduce the current offset And
With
The AC motor control device operates the phase voltage offset correction unit with priority over the operation of the phase current offset correction unit.
上記発明では、印加電圧の各相電圧のオフセット値を十分に小さくした状態（たとえばほぼゼロ）において、すなわち多相モータ（たとえば三相モータ）の各相電流のオフセットが理論的に消滅した状態において電流センサの検出誤差を検出することができる。換言すれば、多相モータの実電流にオフセットが発生しないように相電圧オフセットがゼロになるように補正した状態において、電流センサの検出値に含まれるオフセット値を求めて補正を行うことを特徴としている。 In the above invention, in the state where the offset value of each phase voltage of the applied voltage is sufficiently small (for example, almost zero), that is, in the state where the offset of each phase current of the multiphase motor (for example, three-phase motor) has theoretically disappeared. The detection error of the current sensor can be detected. In other words, in a state where the phase voltage offset is corrected to zero so that no offset occurs in the actual current of the multiphase motor, the offset value included in the detection value of the current sensor is obtained and corrected. It is said.
これにより、複数の誤差に起因する複合的な誤差が発生する状態においても、他の誤差要因の影響を受けることなく電流センサのオフセット誤差を検出することができるので、正確なオフセット補正が可能となる。他の誤差要因としては、たとえば三相モータの位置検出誤差が相電圧オフセットを介して電流センサの誤差として顕在化することが本発明者の試験と解析とによって見出された。 This makes it possible to detect the offset error of the current sensor without being affected by other error factors even in a situation where multiple errors due to multiple errors occur, making it possible to perform accurate offset correction. Become. As another error factor, it has been found by the inventor's test and analysis that, for example, a position detection error of a three-phase motor is manifested as a current sensor error via a phase voltage offset.
このように、本発明によれば、他の誤差要因の影響を排除して、電流センサを構成するアナログ回路の温度特性や過度特性に伴うオフセットの補正を実現することができる。その結果、電流センサのオフセットを正確に求めて補正することができ、モータの電気角周期と同期したトルク変動（電気角１次成分）を抑制できる。さらに、本発明は、モータを駆動させている状態であれば常時オフセット補正値学習が行えるという利点をも有している。 As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of other error factors and to correct the offset due to the temperature characteristics and transient characteristics of the analog circuit constituting the current sensor. As a result, the offset of the current sensor can be accurately obtained and corrected, and torque fluctuation (electrical angle primary component) synchronized with the electric angle cycle of the motor can be suppressed. Further, the present invention has an advantage that the offset correction value learning can always be performed while the motor is being driven.
なお、電圧オフセット値や電流オフセット値の決定は、電圧オフセット値や電流オフセット値を定量的に算出するだけでなく、符号のみ決定する場合も含まれる。 Note that the determination of the voltage offset value and the current offset value includes not only calculating the voltage offset value and the current offset value quantitatively but also determining only the sign.
請求項２の発明では、前記優先的な作動は、前記相電圧オフセット補正部を作動させて前記電圧オフセット値が予め設定された値より小さな値となってから、前記相電流オフセット補正部の動作を開始させることによって実現されていることを特徴とする。
In the invention of
上記発明では、各相電圧指令値のオフセット値が予め設定された値より小さな値となってから相電流オフセット補正器の動作が開始されるので、他の誤差要因の影響の排除の確認後に電流検出誤差が検出されることになる。これにより、他の誤差要因の影響を排除した状態でオフセットを補正することができる。 In the above invention, since the operation of the phase current offset corrector is started after the offset value of each phase voltage command value becomes smaller than a preset value, the current is checked after confirming the exclusion of the influence of other error factors. A detection error is detected. Thereby, the offset can be corrected in a state where the influence of other error factors is eliminated.
請求項３の発明では、前記優先的な作動は、前記相電圧オフセット補正部の時定数が、前記相電流オフセット補正部の時定数よりも小さく設定されることによって実現されていることを特徴とする。
The invention according to
上記発明では、相電圧オフセット補正器の時定数が相電流オフセット補正器の時定数よりも小さいので、相電圧オフセット補正が相電流オフセット補正に時間的に先行することになる。このような構成によっても、他の誤差要因の影響を排除した状態でオフセットを補正することができる。 In the above invention, since the time constant of the phase voltage offset corrector is smaller than the time constant of the phase current offset corrector, the phase voltage offset correction precedes the phase current offset correction in terms of time. Even with such a configuration, the offset can be corrected in a state where the influence of other error factors is eliminated.
請求項４の発明では、前記相電圧オフセット補正部は、前記各相の電圧オフセット値に応じて生成された電圧オフセット補正値を前記各相の電流検出値に加算することによって前記各相の電流検出値を操作することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the phase voltage offset correction unit adds the voltage offset correction value generated according to the voltage offset value of each phase to the current detection value of each phase, so that the current of each phase The detection value is manipulated.
上記発明では、相電圧オフセット補正部の出力が電流検出値に加算されるので、その加算値を打ち消すように電流制御器が働くことになる。これにより、各相電圧指令値に含まれるオフセットを抑制することができる。電流検出値への加算は、相電流オフセットの補正前であっても良く補正後でも良い。 In the above invention, since the output of the phase voltage offset correction unit is added to the detected current value, the current controller functions to cancel the added value. Thereby, the offset contained in each phase voltage command value can be suppressed. The addition to the current detection value may be before or after correction of the phase current offset.
請求項５の発明では、前記交流電動機制御装置は、さらに静止座標系から回転座標系に座標系を変換する座標変換部を備え、
前記電流センサは、前記静止座標系における値として前記各相の電流検出値を出力し、
前記制御部は、前記回転座標系において、前記座標変換部によって変換された前記各相の電流検出値に応じて前記各相の電圧指令値を生成し、
前記相電圧オフセット補正部は、前記座標変換部によって前記回転座標系における値に変換された前記各相の電流検出値を操作することを特徴とする。
In the invention of
The current sensor outputs a current detection value of each phase as a value in the stationary coordinate system,
The control unit generates a voltage command value of each phase according to the current detection value of each phase converted by the coordinate conversion unit in the rotating coordinate system,
The phase voltage offset correction unit operates the current detection value of each phase converted into a value in the rotating coordinate system by the coordinate conversion unit.
上記発明では、相電圧オフセット補正部は、座標変換部によって回転座標系における値に変換された各相の電流検出値を操作することを特徴としている。このように、各相の電流検出値の操作は、静止座標系と回転座標系のいずれの座標系において行われても良い。 In the above invention, the phase voltage offset correction unit operates the current detection value of each phase converted into a value in the rotating coordinate system by the coordinate conversion unit. As described above, the operation of the current detection value of each phase may be performed in either the stationary coordinate system or the rotating coordinate system.
請求項６の発明では、前記相電圧オフセット補正部は、前記各相の電圧指令値を電気角の整数倍周期で積分させることによって前記電圧オフセット値を決定することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the phase voltage offset correction unit determines the voltage offset value by integrating the voltage command value of each phase with an integer multiple of an electrical angle.
上記発明では、各相電圧指令値を電気角の整数倍周期で積分させることによって各相電圧指令値のオフセット値が算出されるので、高回転時においても複数周期のサンプリングデータを使用して積分回数を確保することができる。複数周期のサンプリングデータは、サンプリング周期と三相モータの回転周期が非同期なので、周期毎に位相がシフトした値として取得することができるからである。 In the above invention, the offset value of each phase voltage command value is calculated by integrating each phase voltage command value with an integer multiple of the electrical angle. Therefore, even at high speed, integration is performed using sampling data of a plurality of cycles. The number of times can be secured. This is because sampling data of a plurality of cycles can be acquired as a value whose phase is shifted every cycle because the sampling cycle and the rotation cycle of the three-phase motor are asynchronous.
請求項７の発明では、前記相電流オフセット補正部は、前記各相の電流検出値を電気角の整数倍周期で積分させることによって前記電流オフセット値を決定することを特徴とする。
The invention of
上記発明では、各相電流検出値を電気角の整数倍周期で積分させることによって各相電流検出値のオフセット値が算出されるので、高回転時においても複数周期のサンプリングデータを使用して積分回数を確保することができる。請求項６の発明において、サンプリングの対象を各相電圧指令値から各相電流検出値に置き換えた発明である。
In the above invention, since the offset value of each phase current detection value is calculated by integrating each phase current detection value with an integer multiple of the electrical angle, integration is performed using sampling data of a plurality of cycles even at high speeds. The number of times can be secured. The invention according to
請求項８の発明では、前記相電圧オフセット補正部は、前記電圧オフセット値をモータ抵抗値で割ることで前記電圧オフセット値に相当する電流補正量を算出し、前記電流補正量を使用して前記電流検出値を操作することを特徴とする。
In the invention of
上記発明では、相電圧積分値をモータ抵抗値で割ることで相電圧オフセット値に相当する電流オフセット値を算出することができるので、電流オフセット値の算出に起因する演算の簡素化や演算時間の短縮化を実現することができる。本発明は、三相モータのインピーダンスの交流分であるインダクタンス成分が省略可能である点に着目して創作されたものである。 In the above invention, since the current offset value corresponding to the phase voltage offset value can be calculated by dividing the phase voltage integrated value by the motor resistance value, the calculation due to the calculation of the current offset value and the calculation time can be simplified. Shortening can be realized. The present invention was created by paying attention to the fact that an inductance component that is an AC component of the impedance of a three-phase motor can be omitted.
請求項９の発明では、前記交流電動機制御装置は、さらに、前記交流電動機の回転位置を検出して回転位置情報を出力する位置センサを備え、
前記相電圧オフセット補正部は、前記電圧指令値を積分する電圧積分器を有し、
前記電圧積分器は、前記回転位置情報の演算周期間の位置変化量を前記電圧指令値に乗じて積分することを特徴とする。
In the invention of claim 9, the AC motor control device further includes a position sensor that detects a rotational position of the AC motor and outputs rotational position information.
The phase voltage offset correction unit has a voltage integrator that integrates the voltage command value,
The voltage integrator multiplies the voltage command value by a position change amount between calculation periods of the rotational position information and integrates the voltage command value.
上記発明では、回転位置情報の演算周期間の位置変化量が電圧積分器の入力値に乗じられるので、演算周期間内において回転速度が変動しても、電圧指令値の積分値が影響を受けることなく正確に算出可能である。 In the above invention, since the position change amount during the calculation cycle of the rotational position information is multiplied by the input value of the voltage integrator, even if the rotation speed fluctuates within the calculation cycle, the integrated value of the voltage command value is affected. Can be calculated accurately without any problem.
請求項１０の発明では、前記交流電動機制御装置は、さらに、前記交流電動機の回転位置を検出して回転位置情報を出力する位置センサを備え、
前記相電流オフセット補正部は、前記電流検出値を積分する電流積分器を有し、
前記電流積分器は、前記回転位置情報の演算周期間の位置変化量を前記電流検出値に乗じて積分することを特徴とする。
In the invention of
The phase current offset correction unit includes a current integrator that integrates the current detection value,
The current integrator integrates the detected current value by multiplying a position change amount between calculation periods of the rotational position information.
上記発明では、回転位置情報の演算周期間の位置変化量が電流積分器の入力値に乗じられるので、演算周期間内において回転速度が変動しても、電圧指令値の積分値が影響を受けることなく正確に算出可能である。 In the above invention, since the position change amount during the calculation cycle of the rotational position information is multiplied by the input value of the current integrator, even if the rotation speed fluctuates within the calculation cycle, the integrated value of the voltage command value is affected. Can be calculated accurately without any problem.
なお、本発明は、交流電動機制御装置だけでなく、たとえば制御方法や制御機能を具現化するコンピュータプログラム、そのプログラムを格納するプログラム媒体あるいはプログラム製品といった形で具現化することもできる。 The present invention can be embodied not only in the AC motor control device but also in the form of, for example, a computer program that embodies a control method or a control function, a program medium that stores the program, or a program product.
以下、本発明を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、三相交流電動機の駆動制御装置について具体化しており、それを図１乃至図１２に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a drive control device for a three-phase AC motor is embodied, and this will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の動力制御装置１０の制御ブロック図である。第１実施形態は、三相モータ９０と、三相モータ９０に各相電圧指令値に応じた電圧を印加して制御する動力制御装置１０とを備える動力装置として構成されている。動力制御装置１０は、パワー増幅器１３と、電流制御器１１と、三相モータ９０の各相電流値を電流制御器１１にフィードバックするための電流センサ１５と、逆ｄｑ変換器１２と、ｄｑ変換器１８と、位置センサ１９と、相電流オフセット補正部１６と、相電圧オフセット補正部１７と、を備えている。パワー増幅器１３は、直流電力Ｖｄｃから三相交流を生成して三相モータ９０に供給するインバータである。電流制御器１１は、パワー増幅器１３に各相の電圧指令値を与える制御器である。電流センサ１５は、三相モータ９０の各相の電流値を電流制御器１１にフィードバックするために電流値を検出する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a control block diagram of the
なお、駆動制御装置は交流電動機制御装置とも呼ばれる。パワー増幅器１３は電力増幅部とも呼ばれる。三相モータ９０は多相交流電動機とも呼ばれる。ｄｑ変換器１８は座標変換部とも呼ばれる。電流制御器１１は制御部とも呼ばれる。
The drive control device is also called an AC motor control device. The
電流制御器１１は、直交二軸回転座標系であるｄｑ座標系においてＰＩ制御を実行する制御器である。電流制御器１１は、ｄｑ座標系における制御出力信号として電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を出力する。逆ｄｑ変換器１２は、ｄｑ座標系における電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊に対して逆ｄｑ変換を実行して、三相静止座標系の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を生成し、パワー増幅器１３に与える。パワー増幅器１３は、三相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に応じた三相交流電圧を三相モータ９０に印加する。
The
一方、電流センサ１５は、三相モータ９０の各相の電機子の電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１を検出して電流制御器１１にフィードバックする。各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、ｄｑ変換器１８によってｄｑ座標系の電流値Ｉｄ，Ｉｑにｄｑ変換された後に電流制御器１１にフィードバックされる。各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、相電流オフセット補正部１６と相電圧オフセット補正部１７とによって電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１を補正した値である。
On the other hand, the
ｄｑ変換器１８は、位置センサ１９によって検出された回転位置を表す回転位置情報θに基づいて、各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、ｄｑ座標系における電流値Ｉｄ，Ｉｑにｄｑ変換する座標変換器である。逆ｄｑ変換器１２は、回転位置情報θ＋θeに基づいてｄｑ座標系における電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を三相の電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に逆ｄｑ変換する座標変換器である。回転位置情報θ＋θeは、三相モータ９０の実際の位置に位置センサ誤差θeが加算された値を表す情報である。
The
これにより、電流制御器１１は、三相静止座標系における正弦波電圧である電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を直交二軸回転座標系であるｄｑ座標系における直流電圧として扱うことができる。
As a result, the
電流制御器１１は、電流指令値としての目標値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、フィードバック量としての電流値Ｉｄ，Ｉｑとの間の偏差δＩｄ＊，δＩｑ＊を小さくするための指令値として電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑを生成する。本実施形態では、各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１に対して、電流オフセット補正値Ｃｉと電圧オフセット補正値Ｃｖとが加算された値である。
The
相電流オフセット補正部１６は、電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１の各相からオフセットが抑制された中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２を生成する。中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の生成は、各相の電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１に個別に電流オフセット補正値Ｃｉを加算することによって行われる。
The phase current offset
相電流オフセット補正部１６は、電流積分器２１と加減算部２２とを備えている。電流積分器２１は、中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の各相の積分演算を実行してオフセット値を算出する。オフセット値の算出は、たとえば特開平５‐２５２７８５号公報に開示されているように電気角１周期分を時間積分して電流オフセット値を算出してもよく、本発明者が考案した後述の方法で高精度の算出を行うようにしてもよい。オフセット値は、本実施形態では、正負の符号として生成される。
The phase current offset
加減算部２２は、オフセット値の符号に応じて一定の補正量を加減算して電流オフセット補正値Ｃｉを増減させる。これにより、中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の各相のオフセットがゼロに収束するように電流オフセット補正値Ｃｉが操作されることになる。中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の各相のオフセットがほぼゼロに収束すると、電流オフセット補正値Ｃｉは、一定の値で安定することになる。なお、補正量は、一定の値でなくオフセット値の所定のゲインを乗じた値として加減算処理を行っても良い。
The addition /
相電圧オフセット補正部１７は、中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の各相の値に対して個別に電圧オフセット補正値Ｃｖを加算し、これにより各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを生成する。電圧オフセット補正値Ｃｖは、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊のオフセットを抑制するための補正値である。
The phase voltage offset
相電圧オフセット補正部１７は、電圧積分器２４と加減算部２３とを備えている。電圧積分器２４は、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の各相の積分演算を実行して電圧オフセット値を算出する。オフセット値の算出は、電流積分器２１と同一の方法で行われる。加減算部２３は、オフセット値の符号に応じて一定の補正量を加減算して電圧オフセット補正値Ｃｖを増減させる。
The phase voltage offset
このように、電流制御器１１は、相電圧オフセット補正部１７が出力する電圧オフセット補正値Ｃｖが含まれている各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを使用してフィードバック制御を行うので、結果的に電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊のオフセットを抑制するような制御を実行することになる。一方、相電流オフセット補正部１６は、電流オフセット補正値Ｃｉを操作して中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の各相のオフセットをゼロに収束させるように機能する。
Thus, since the
図２は、動力制御装置１０のオフセット補正のルーチンを示すフローチャートである。図３は、オフセット補正の処理状態を示すタイムチャートである。チャートＧ１は、電流オフセット補正値Ｃｉの時間的な変化を示している。チャートＧ２は、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの時間的な変化を示している。チャートＧ３は、中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の各相のオフセット値である相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの時間的な変化を示している。本タイムチャートでは、動力制御装置１０は、時刻Ａにおいて相電圧オフセット補正部１７が相電圧オフセット補正を開始し、時刻Ｂにおいて相電流オフセット補正部１６が相電流オフセット補正を開始している。
FIG. 2 is a flowchart showing an offset correction routine of the
ステップＳ１１では、相電圧オフセット補正器２７（図１参照）は、チャートＧ２に示されるように、時刻Ａにおいて相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの算出を開始する。相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃは、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の各相のオフセット値である。相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの算出開始時点では、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊がゼロ中心となっておらず各相でオフセットが生じているので、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃは正または負の値になっている。 In step S11, the phase voltage offset corrector 27 (see FIG. 1) starts calculating the phase voltage command value offset calculated value Cvc at time A as shown in the chart G2. The phase voltage command value offset calculation value Cvc is an offset value of each phase of the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw *. At the start of calculation of the phase voltage command value offset calculation value Cvc, the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are not centered at zero and an offset occurs in each phase. Therefore, the phase voltage command value offset calculation value Cvc is a positive or negative value.
ステップＳ１２では、相電圧オフセット補正部１７は、相電圧指令値のオフセット値補正処理を実行する。オフセット値補正処理は、前述のように相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの符号等に応じて各相の電圧オフセット補正値Ｃｖを増減することによって行われる。
In step S12, the phase voltage offset
これにより、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃは、時刻Ｔｘ１においてほぼゼロに収束し、電圧オフセット補正値Ｃｖもほぼ一定の値で安定することになる。一方、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃは、相電圧オフセット補正部１７による相電圧指令値のオフセット値補正処理の影響によって時刻Ｔｘ１までの間で変動している。
As a result, the phase voltage command value offset calculation value Cvc converges to almost zero at time Tx1, and the voltage offset correction value Cv is also stabilized at a substantially constant value. On the other hand, the phase current detection value offset calculation value Cic fluctuates until time Tx1 due to the influence of the offset value correction processing of the phase voltage command value by the phase voltage offset
ステップＳ１３では、動力制御装置１０は、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが予め設定された閾値としての所定値より小さくなったか否かを判断する。相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが所定値以上と判断された場合には、処理をステップＳ１１に戻す。一方、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが所定値より小さいと判断された場合には、処理をステップＳ１４に進める。これにより、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが予め設定された閾値としての所定値より小さくなった場合にのみ処理がステップＳ１４に進められることになる。この例では、時刻Ｂにおいて処理がステップＳ１４に進められている。
In step S13,
ステップＳ１４では、相電流オフセット補正器２６（図１参照）は、時刻Ｂにおいて相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの算出を開始する。相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの算出は、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの算出と同一の方法で行われる。ステップＳ１５では、相電流オフセット補正部１６は、相電流検出値のオフセット値補正処理を実行する。本オフセット値補正処理は、相電流オフセット補正器２６で生成された電流オフセット補正値Ｃｉを電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１に加算することによって行われる。電流オフセット補正値Ｃｉの生成は、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃを使用して電圧オフセット補正値Ｃｖの生成と同一の方法で行われる。
In step S14, the phase current offset corrector 26 (see FIG. 1) starts calculating the phase current detection value offset calculation value Cic at time B. The calculation of the phase current detection value offset calculation value Cic is performed by the same method as the calculation of the phase voltage command value offset calculation value Cvc. In step S15, the phase current offset
これにより、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃは、時刻Ｂにおいて変動を開始する。一方、電圧オフセット補正値Ｃｖは、電流オフセット補正値Ｃｉの操作の影響を受けてわずかに変動している。電流オフセット補正値Ｃｉの操作によって電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊にオフセットが発生しているからである。 Thereby, the phase current detection value offset calculation value Cic starts to change at time B. On the other hand, the voltage offset correction value Cv slightly varies under the influence of the operation of the current offset correction value Ci. This is because an offset is generated in the voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * by operating the current offset correction value Ci.
相電圧オフセット補正部１７は、相電流オフセット補正部１６の作動開始後も作動を継続しているので、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃがほぼゼロに収束し、電圧オフセット補正値Ｃｖもほぼ一定の値で安定することになる。一方、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃは、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの収束後にゆっくりと収束している。この際には、電流オフセット補正値Ｃｉは、チャートＧ３に示されるように目標値Ｉｃに向かって収束している。
Since the phase voltage offset
目標値Ｉｃは、電流センサ誤差Ｉｅと同一の大きさで符号が相違する値である。目標値Ｉｃは、電流センサ誤差Ｉｅ（図１参照）を相殺させたときの値なので、結果的にオフセット誤差としての電流センサ誤差Ｉｅと相違する符号で同一の大きさの電流値となる。 The target value Ic is a value having the same magnitude as the current sensor error Ie but having a different sign. Since the target value Ic is a value when the current sensor error Ie (see FIG. 1) is canceled, the target value Ic results in a current value having the same magnitude with a sign different from the current sensor error Ie as an offset error.
ステップＳ１６では、動力制御装置１０は、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃが予め設定された閾値としての所定値より小さくなったか否かを判断する。相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃが所定値以上と判断された場合には、処理をステップＳ１１に戻す。一方、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃが所定値より小さいと判断された場合には、処理を終了する。
In step S16,
このように、第１実施形態の動力制御装置１０のオフセット補正のルーチンによれば、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが予め設定された閾値としての所定値より小さくなったことが確認された状態において（ステップＳ１３）、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃが所定値より小さくなるように補正を行うことができる。
Thus, according to the offset correction routine of the
なお、図２のフローチャートでは、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの算出は時刻Ｂにおいて開始されるが、チャートＧ３では、説明を分りやすくするために相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの算出が時刻Ａで開始されている。 In the flowchart of FIG. 2, the calculation of the phase current detection value offset calculation value Cic is started at time B, but in the chart G3, the calculation of the phase current detection value offset calculation value Cic is performed at the time for ease of understanding. It starts with A.
従来の技術では、相電流検出値と相電圧指令値のいずれか一方のオフセット誤差を補正する方法が提案されていた（特許文献１乃至６）。本補正方法は、電流センサ１５のオフセット誤差だけを想定しているので、いずれか一方のオフセット誤差を補正すれば双方のオフセット誤差が解消するとともに相電流検出値の検出誤差の学習が可能であることを前提とするものであった。
In the prior art, a method of correcting an offset error of one of the phase current detection value and the phase voltage command value has been proposed (
しかし、本発明者は、このような前提が必ずしも成立しないことを突き止めた。具体的には、たとえば相電流検出値のオフセットが解消していても相電圧指令値にオフセットが残っていて、相電流オフセット補正部１６が誤った学習をしてしまう可能性があることを見出した。本発明者は、具体例として位置センサ１９と電流センサ１５の複合的な誤差が発生している場合に発生する誤った学習の発生のメカニズムを明らかにした。
However, the present inventor has found that such a premise is not necessarily established. Specifically, for example, even if the offset of the phase current detection value has been eliminated, the offset remains in the phase voltage command value, and it is found that the phase current offset
本メカニズムは、位置センサ１９の検出誤差である位置センサ誤差θe（図１参照）が、ｄｑ変換器１８と逆ｄｑ変換器１２とにおいてオフセット誤差を含む誤差を相電圧指令値に発生させるという新たな知見として本発明者によって明らかにされた。本メカニズムによれば、位置センサ１９の検出誤差に起因するオフセット誤差を相電流検出値のオフセット誤差と誤認して学習することになる。
In this mechanism, a position sensor error θe (see FIG. 1), which is a detection error of the
本発明者は、このような誤学習の問題を以下の二つのステップによる処理で極めて簡易に解決する方法を新規に創作した。
（１）第１ステップは、三相モータ９０に実際に流れる電流にオフセットが発生しないように、その根源となる相電圧オフセットがゼロになるように補正する。
（２）第２ステップは、三相モータ９０に実際に流れる電流にオフセットが発生しない状態であることを確認してから、電流センサ１５で発生するオフセット値を求めてその値を使用して補正する。
The inventor of the present invention has newly created a method for solving such a problem of erroneous learning extremely easily by the following two-step process.
(1) In the first step, correction is performed so that the phase voltage offset that is the source of the current actually flows in the three-
(2) In the second step, after confirming that there is no offset in the current that actually flows through the three-
本方法では、三相モータ９０に実際に流れる電流にオフセットが発生しない状態を確保してから電流センサ１５で発生するオフセット値を求めることができるので、他のセンサから誤差の混入を防止して確実に電流センサ１５のオフセット誤差としての電流センサ誤差Ｉｅを取得することができることになる。最終的には、相電圧オフセット補正器２７は、電圧オフセット補正値Ｃｖの操作によって位置センサ１９の検出誤差に起因するオフセット誤差を抑制し、相電流オフセット補正器２６は、電流オフセット補正値Ｃｉの操作によって電流センサ１５のオフセット誤差を抑制することになる。
In this method, since it is possible to obtain the offset value generated in the
このように、第１実施形態の動力制御装置１０は、位置センサ１９の検出誤差に起因するオフセット誤差を排除して、電流センサ１５のオフセット誤差を正確に学習してオフセット補正を実現することができる。
As described above, the
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態におけるオフセット補正のルーチンを示すフローチャートである。ステップＳ２１では、相電圧オフセット補正器２７（図１参照）は、相電圧指令値のオフセット値を算出する。ステップＳ２２では、相電圧オフセット補正部１７は、相電圧指令値のオフセット値補正処理を実行する。ステップＳ２３では、相電流オフセット補正器２６は、相電流検出値のオフセット値を算出する。ステップＳ２４では、相電流オフセット補正部１６は、相電流検出値のオフセット値補正処理を実行する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a flowchart showing an offset correction routine in the second embodiment. In step S21, the phase voltage offset corrector 27 (see FIG. 1) calculates an offset value of the phase voltage command value. In step S22, the phase voltage offset
このように、第２実施形態では、電圧オフセット補正値Ｃｖが予め設定された閾値としての所定値より小さくなったか否かを判断することなく、相電圧指令値のオフセット値補正処理と相電流検出値のオフセット値補正処理とが平行して実行されることになる。ただし、第２実施形態では、相電圧指令値のオフセット値補正処理（ステップＳ２２）は、相電流検出値のオフセット値補正処理（ステップＳ２４）よりも小さな時定数を有するように構成されているので、相電圧指令値のオフセット値補正処理が相電流検出値のオフセット値補正処理に優先して収束することになる。 Thus, in the second embodiment, the offset value correction process for the phase voltage command value and the phase current detection are performed without determining whether or not the voltage offset correction value Cv is smaller than a predetermined value as a preset threshold value. The value offset value correction processing is executed in parallel. However, in the second embodiment, the phase voltage command value offset value correction process (step S22) is configured to have a smaller time constant than the phase current detection value offset value correction process (step S24). Therefore, the offset value correction process for the phase voltage command value converges in preference to the offset value correction process for the phase current detection value.
図５は、オフセット補正の処理状態を示すタイムチャートである。チャートＧ１ａは、電流オフセット補正値Ｃｉの時間的な変化を示している。チャートＧ２ａは、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの時間的な変化を示している。チャートＧ３ａは、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの時間的な変化を示している。第２実施形態では、時刻Ａにおいて相電圧オフセット補正と相電流オフセット補正の双方が開始されている。 FIG. 5 is a time chart showing the processing state of offset correction. The chart G1a shows the temporal change of the current offset correction value Ci. Chart G2a shows temporal changes in the phase voltage command value offset calculation value Cvc. The chart G3a shows temporal changes in the phase current detection value offset calculation value Cic. In the second embodiment, both the phase voltage offset correction and the phase current offset correction are started at time A.
電流オフセット補正値Ｃｉは、時刻Ａの直後において目標値Ｉｃａの反対側に一時的に振れている。この振れは、相電圧指令値のオフセットに起因する誤った補正である。ただし、相電圧指令値のオフセット値補正処理は、相電流検出値のオフセット値補正処理よりも小さな時定数を有しているので急速に収束し、大きな時定数を有している相電流検出値のオフセット値補正処理によって電流オフセット補正値Ｃｉが目標値Ｉｃａに徐々に近づいていることが分る。具体的には、相電圧指令値のオフセット補正処理は、チャートＧ２ａから分るように時刻Ｔｘ２においてほぼ収束しているのに対して、相電流検出値のオフセット値補正処理は、チャートＧ３から分るように比較的にゆっくりと補正値が目標値Ｉｃａに収束していることが分る。 The current offset correction value Ci temporarily swings immediately after the time A to the side opposite to the target value Ica. This fluctuation is an erroneous correction due to the offset of the phase voltage command value. However, the phase voltage command value offset value correction process has a smaller time constant than the phase current detection value offset value correction process, so it converges rapidly and the phase current detection value has a large time constant. It can be seen that the current offset correction value Ci gradually approaches the target value Ica by the offset value correction process. Specifically, the offset correction process for the phase voltage command value has substantially converged at time Tx2, as can be seen from the chart G2a, whereas the offset value correction process for the phase current detection value is performed from the chart G3. As can be seen, the correction value converges to the target value Ica relatively slowly.
ステップＳ２５では、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが予め設定された閾値としての所定値より小さくなったか否かが判断される。相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが所定値以上と判断された場合には、処理がステップＳ２１に戻される。一方、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃが所定値より小さいと判断された場合には、処理がステップＳ２６に進める。これにより、相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃが予め設定された閾値としての所定値より小さくなった場合にのみ処理がステップＳ２６に進められることになる。 In step S25, it is determined whether or not the phase voltage command value offset calculation value Cvc is smaller than a predetermined value as a preset threshold value. If it is determined that phase voltage command value offset calculation value Cvc is equal to or greater than a predetermined value, the process returns to step S21. On the other hand, if it is determined that phase voltage command value offset calculation value Cvc is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S26. Thus, the process proceeds to step S26 only when the phase current detection value offset calculation value Cic becomes smaller than a predetermined value as a preset threshold value.
ステップＳ２６では、電流オフセット補正値Ｃｉが予め設定された閾値としての所定値より小さくなったか否かが判断される。電流オフセット補正値Ｃｉが所定値以上と判断された場合には、処理をステップＳ２１に戻される。一方、電流オフセット補正値Ｃｉが所定値より小さいと判断された場合には、学習が完了して処理が終了することになる。 In step S26, it is determined whether or not the current offset correction value Ci has become smaller than a predetermined value as a preset threshold value. If it is determined that the current offset correction value Ci is equal to or greater than the predetermined value, the process returns to step S21. On the other hand, when it is determined that the current offset correction value Ci is smaller than the predetermined value, the learning is completed and the process ends.
このように、第２実施形態のオフセット補正処理のルーチンでは、時定数の設定によって相電圧指令値のオフセット値補正処理が相電流検出値のオフセット値補正処理に優先して収束するように構成されているので、位置センサ１９の検出誤差に起因する相電圧指令値のオフセット誤差を排除することができる。これにより、電流センサ１５のオフセット誤差を正確に学習することができるので、正確且つ高い信頼性のオフセット補正を実現することができる。なお、時定数は、広い意味を有し、一次遅れ系の値としての時定数だけを想定するものではなく、広く過渡応答状態の長さとして規定されるものを含んでいる。
As described above, the offset correction process routine of the second embodiment is configured such that the offset value correction process for the phase voltage command value converges in preference to the offset value correction process for the phase current detection value by setting the time constant. Therefore, the offset error of the phase voltage command value caused by the detection error of the
（第３実施形態）
図６乃至図８は、第３実施形態において相電圧指令値のオフセット値の算出のために電気角の複数周期毎に積分する方法を示すグラフである。本方法によれば、積分回数を擬似的に増加させて高速回転時の積分回数を充足させることができる。図６乃至図８では、６極対の三相モータ９０の相電圧指令値のサンプリングが一定の時間周期（２００μ秒）で行われている。
(Third embodiment)
FIG. 6 to FIG. 8 are graphs showing a method of integrating for each of a plurality of periods of electrical angles in order to calculate the offset value of the phase voltage command value in the third embodiment. According to this method, the number of integrations can be increased in a pseudo manner by increasing the number of integrations in a pseudo manner. 6 to 8, sampling of the phase voltage command value of the six-pole pair three-
図６は、高速回転時における相電圧指令値のサンプリング状態を示すグラフである。高速回転時においては、たとえば８０００ｒｐｍでは、各電気角周期でのサンプリング数が６個あるいは７個と少なくなってしまう。この結果、積分誤差が過度に大きくなってしまうことが本発明者によって見出された。電気角周期は、３６０度の電気角を一周期としている。 FIG. 6 is a graph showing the sampling state of the phase voltage command value during high-speed rotation. During high-speed rotation, for example, at 8000 rpm, the number of samplings in each electrical angle cycle is as small as 6 or 7. As a result, the inventor has found that the integration error becomes excessively large. The electrical angle cycle is 360 ° electrical angle.
図７は、高速回転時における相電圧指令値のサンプリング位置のズレを示すグラフである。電気角の第１周期（０°〜３６０°）では、第１周期内の７個のサンプリング位置Ｓ１〜Ｓ７においてサンプリングが行われている。電気角の第２周期（３６０°〜７２０°）では、第２周期内の６個のサンプリング位置Ｓ８等においてサンプリングが行われている。サンプリング位置のズレは、電気角の各周期におけるサンプリング位置のズレを意味し、具体的には、たとえばサンプリング位置Ｓ１〜Ｓ７のいずれともサンプリング位置Ｓ８が一致しないことを意味している。 FIG. 7 is a graph showing the deviation of the sampling position of the phase voltage command value during high-speed rotation. In the first cycle (0 ° to 360 °) of the electrical angle, sampling is performed at seven sampling positions S1 to S7 in the first cycle. In the second period (360 ° to 720 °) of the electrical angle, sampling is performed at six sampling positions S8 and the like in the second period. The deviation of the sampling position means a deviation of the sampling position in each cycle of the electrical angle. Specifically, for example, it means that the sampling position S8 does not coincide with any of the sampling positions S1 to S7.
図８は、サンプリング位置のズレを利用した積分回数の擬似的な増加方法を示すグラフである。図６の例では、第１周期（０°〜３６０°）、第２周期（３６０°〜７２０°）、第３周期（７２０°〜１０８０°）、および第４周期（１０８０°〜１４４０°）におけるサンプリングを１つの周期としての第１周期（０°〜３６０°）に重畳させた例が拡大ウィンドウＷに示されている。拡大ウィンドウＷのサンプリング状態から分るように、サンプリング位置の数が２６に増加している。 FIG. 8 is a graph showing a method for artificially increasing the number of integrations using a sampling position shift. In the example of FIG. 6, the first period (0 ° to 360 °), the second period (360 ° to 720 °), the third period (720 ° to 1080 °), and the fourth period (1080 ° to 1440 °). An example in which the sampling at is superimposed on the first period (0 ° to 360 °) as one period is shown in the enlarged window W. As can be seen from the sampling state of the enlarged window W, the number of sampling positions has increased to 26.
このように、第２実施形態では、高速回転時における相電圧指令値のサンプリング位置の減少に対して、複数周期のサンプリング位置を重畳させることによって擬似的に増加させることでサンプリング位置の減少に起因する積分誤差の増大を抑制している。本方法は、重畳対象となる各周期の回転数の変動が小さいことを前提としているが、高速回転時においては連続する周期における回転数の変動の割合が小さくなるので極めて実用的な方法である。なお、本方法は、電流検出値のサンプリングに適用することも可能である。 As described above, in the second embodiment, the sampling position of the phase voltage command value at the time of high-speed rotation is reduced by superimposing the sampling positions of a plurality of periods by superimposing the sampling positions in a plurality of periods. The increase of integration error is suppressed. This method is based on the premise that the fluctuation of the rotation speed of each cycle to be superimposed is small, but at the time of high-speed rotation, the ratio of the fluctuation of the rotation speed in a continuous cycle is small, so this method is extremely practical. . Note that the present method can also be applied to sampling of the current detection value.
（第４実施形態）
図９は、第４実施形態において相電圧指令値のオフセット値の算出のためにモータ位置で積分する方法を示すグラフである。本方法によれば、回転数の変動の起因する積分誤差の発生を抑制することができる。オフセット値の算出は、相電圧指令値が正弦波であることを前提としているので、各周期の積分値がゼロになることを利用している。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a graph showing a method of integrating at the motor position in order to calculate the offset value of the phase voltage command value in the fourth embodiment. According to this method, it is possible to suppress the occurrence of an integration error due to the fluctuation of the rotational speed. Since the calculation of the offset value is based on the premise that the phase voltage command value is a sine wave, the fact that the integral value of each period becomes zero is used.
回転数の変動の起因する積分誤差は、時間積分を使用する算出方法に起因して発生する。グラフＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、それぞれ一定の回転数で回転している場合の回転速度（ｄｅｇ／ｓｅｃ）と、相電圧指令値（Ｖ）と、積分値（Ｖ・ｓｅｃ）とを示している。グラフＴ１は、三相モータ９０が一定の回転速度（ｄｅｇ／ｓｅｃ）で回転していることを示している。グラフＴ２は、三相モータ９０の回転に応じて正弦波の相電圧指令値が出力されていることを示している。時間軸に対して、相電圧指令値の正弦波の形状が維持されているのは、三相モータ９０が一定の回転速度（ｄｅｇ／ｓｅｃ）で回転しているからである。
The integration error due to the fluctuation of the rotational speed occurs due to the calculation method using time integration. Graphs T1, T2, and T3 show the rotational speed (deg / sec), the phase voltage command value (V), and the integral value (V · sec) when rotating at a constant rotational speed, respectively. . The graph T1 indicates that the three-
グラフＴ３は、相電圧指令値が正の値を有する時刻０から時刻ｔにおいて、相電圧指令値の積分値が増加し、相電圧指令値が負の値を有する時刻ｔから時刻２ｔにおいて、相電圧指令値の積分値が減少し、終値がゼロとなっている様子を示している。終値がゼロとなるのは、グラフＴ２において、正弦波の正の領域の面積と負の領域の面積とが等しいことを意味している。なお、三相モータ９０の回転角度は、この周期内において時刻ｔでは１８０°であり、時刻２ｔでは３６０°である。
The graph T3 shows that the integrated value of the phase voltage command value increases from
このように、三相モータ９０が一定の回転数で回転している場合には、電圧指令値の正弦波の形状が維持されるので、正弦波の波形を有する相電圧指令値の時間積分によってオフセット値を算出することができる。
Thus, when the three-
しかしながら、グラフＴ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａから分るように三相モータ９０の回転速度が変動すると、正弦波の波形が崩れるので正確なオフセット値の算出が困難となることが分る。グラフＴ１ａでは、三相モータ９０の回転速度が周期内において変動する様子を示している。具体的には、三相モータ９０の回転速度は、時刻ｔ〜時刻３ｔでは、時刻０〜時刻ｔの速度の半分となっている。これにより、三相モータ９０の回転角度は、この周期内において時刻ｔでは１８０°となっている点でグラフＴ１と同様であるが、時刻２ｔ、３ｔでは、それぞれ２７０°と３６０°となっている。
However, it can be seen that if the rotational speed of the three-
グラフＴ２ａは、相電圧指令値の正弦波の形状が崩れている様子を示している。相電圧指令値の正弦波は、時刻ｔ（１８０°）〜時刻３ｔ（３６０°）における速度低下によって時間軸上では、正弦波の負の領域の面積を拡大された状態となっている。これにより、グラフＴ３ａに示されるように、相電圧指令値がオフセットを有していないにもかかわらず、相電圧指令値の積分値の終値が負となっている。 A graph T2a shows a state in which the shape of the sine wave of the phase voltage command value is broken. The sine wave of the phase voltage command value is in a state in which the area of the negative region of the sine wave is enlarged on the time axis due to the speed reduction from time t (180 °) to time 3t (360 °). As a result, as shown in the graph T3a, the final value of the integral value of the phase voltage command value is negative even though the phase voltage command value has no offset.
３個のグラフＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、電気角１周期の積分値の算出において、時間積分ではなく、回転角度に基づく積分を使用した場合の回転速度（ｄｅｇ／ｓｅｃ）と、相電圧指令値（Ｖ）と、積分値（Ｖ・ｓｅｃ）とを示している。グラフＲ１は、三相モータ９０の回転速度が周期内において変動する様子を示している。グラフＴ２は、三相モータ９０の回転に応じて正弦波の相電圧指令値が出力されていることを示している。横軸に対して、相電圧指令値の正弦波の形状が維持されているのは、横軸が回転角度なので速度変動の影響を受けないからである。これにより、グラフＲ３に示されるように、三相モータ９０の回転速度が周期内において変動しているにもかかわらず、相電圧指令値の積分値の終値がゼロとなっている。
The three graphs R1, R2, and R3 show the rotation speed (deg / sec) and the phase voltage command value when the integration based on the rotation angle is used instead of the time integration in calculating the integral value of one electrical angle cycle. (V) and an integral value (V · sec) are shown. The graph R1 shows how the rotational speed of the three-
このように、第４実施形態のオフセット値の算出方法は、三相モータ９０の回転速度の変動に拘わらず、正確にオフセット値を算出することができる。本方法は、三相モータ９０の回転数の変動に起因するオフセット値の算出誤差が発生しやすい低速回転時において顕著な効果を奏する。
As described above, the offset value calculation method of the fourth embodiment can accurately calculate the offset value regardless of fluctuations in the rotational speed of the three-
第３実施形態と第４実施形態のオフセット値の算出方法は、学習時の回転速度に応じて切り替えるようにしてもよい。さらに、第４実施形態のオフセット値の算出方法は、サンプリング位置を調整して、各周期でズレが発生するような位置（たとえば３６０°で割り切れない角度毎）でのサンプリングを実行することによって第３実施形態の方法と組み合わせることも可能である。これにより、たとえば高速回転時に処理時間の問題でサンプリング頻度を低下させる必要性が生じた場合にも対応することが可能である。なお、本方法は、電流検出値のサンプリングに適用することも可能である。The offset value calculation method of the third embodiment and the fourth embodiment may be switched according to the rotation speed at the time of learning. Furthermore, the offset value calculation method according to the fourth embodiment adjusts the sampling position and performs sampling at a position where a deviation occurs in each cycle (for example, every angle that is not divisible by 360 °). A combination with the method of the third embodiment is also possible. Thereby, for example, it is possible to cope with a case where it is necessary to reduce the sampling frequency due to a problem of processing time during high-speed rotation. Note that the present method can also be applied to sampling of the current detection value.
（他の実施形態）
なお、実施の形態は上記した内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
(Other embodiments)
The embodiment is not limited to the above contents, and may be implemented as follows, for example.
（１）上述の各実施形態では、相電圧オフセット補正部１７は、三相静止座標系の電圧指令値の電圧オフセット補正値Ｃｖを、三相静止座標系の各相電流のフィードバック値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに含めることによって相電圧のオフセット補正を行っている。しかし、このような構成に限られず、たとえば図１０の第１変形例の相電圧オフセット補正部１７ａのように三相静止座標系の電圧指令値の電圧オフセット補正値Ｃｖを、ｄｑ変換器２８で変換して回転座標系である直交二軸回転座標系であるｄｑ座標系においてフィードバック量に含めるようにしてもよい。
(1) In each of the embodiments described above, the phase voltage offset
（２）上述の各実施形態では、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃや相電流検出値オフセット算出値Ｃｉｃの時間積分値を使用して符号を決定している。しかし、たとえばゼロクロス時のタイミングを検出すれば、正弦波の正側の時間と負側の時間を検出することができるので、その比較に基づいて正負のいずれ側にオフセットしているかを決定することもできる。 (2) In each of the above-described embodiments, the sign is determined using the time integral value of the phase voltage command value offset calculation value Cvc and the phase current detection value offset calculation value Cic. However, for example, if the timing at the time of zero crossing is detected, the positive side time and the negative side time of the sine wave can be detected. Therefore, based on the comparison, it is determined which side is positive or negative. You can also.
（３）上述の各実施形態では、相電流オフセット補正部１６は、オフセット補正後の中間フィードバック値Ｉｕ２，Ｉｖ２，Ｉｗ２の値を積分することによって電流オフセット補正値Ｃｉを操作している。しかし、このような方法に限られず、たとえばオフセット補正前の電流検出値Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｗ１の値の積分値から、直接的に電流センサ誤差Ｉｅに相当する電流オフセット補正値を生成して補正するようにしてもよい。
(3) In each of the above-described embodiments, the phase current offset
（４）上述の各実施形態では、相電圧オフセット補正部１７は、相電圧指令値オフセット算出値Ｃｖｃの符号に応じて一定の補正量を加減算部２３で加減算することによって電圧オフセット補正値Ｃｖを操作している。しかし、このような構成に限られず、たとえば図１１の第２変形例の相電圧オフセット補正部１７ｂのように相電圧積分値をモータ抵抗値で割ることで相電圧オフセット値に相当する電流補正量を算出し、その値を加減算して電圧オフセット補正値Ｃｖを操作するようにしてもよい。
(4) In each of the embodiments described above, the phase voltage offset
こうすれば、相電圧オフセット補正の収束時間を短くすることができるので、簡易に相電流オフセット補正に対して小さな時定数の制御系を構成することができる。なお、図１２の第３変形例のように第１変形例と第２変形例とを組み合わせた構成としても良い。 In this way, the convergence time of the phase voltage offset correction can be shortened, so that a control system having a small time constant can be easily configured for the phase current offset correction. In addition, it is good also as a structure which combined the 1st modification and the 2nd modification like the 3rd modification of FIG.
１０…動力制御装置、１１…電流制御器、１２…逆ｄｑ変換器、１３…パワー増幅器、１５…電流センサ、１６…相電流オフセット補正部、１７，１７ａ，１７ｂ…相電圧オフセット補正部、１８…ｄｑ変換器、１９…位置センサ、２１…電流積分器、２２…加減算部、２３…加減算部、２４…電圧積分器、２８…ｄｑ変換器、９０…三相モータ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記多相交流電動機に供給されている各相の電流を検出して各相の電流検出値を出力する電流センサと、
与えられた電流指令値と前記各相の電流検出値とに応じて、前記電流指令値に対して各相の電流を追従させるための各相の電圧指令値を生成する制御部と、
前記各相の電圧指令値に応じて各相の電圧を前記多相交流電動機に印加する電力増幅部と、
前記各相の電圧指令値の電圧オフセットを表す電圧オフセット値を決定し、前記各相の電圧オフセット値に応じて前記各相の電流検出値を操作して、前記電圧オフセット値を低減させる相電圧オフセット補正部と、
前記各相の電流検出値の電流オフセットを表す電流オフセット値を決定し、前記各相の電流オフセット値に応じて前記各相の電流検出値を補正して前記電流オフセットを低減させる相電流オフセット補正部と、
を備え、
前記交流電動機制御装置は、前記相電流オフセット補正部の作動よりも前記相電圧オフセット補正部を優先的に作動させることを特徴とする交流電動機制御装置。 An AC motor control device that controls by applying a polyphase AC voltage to a multiphase AC motor,
A current sensor that detects a current of each phase supplied to the multiphase AC motor and outputs a current detection value of each phase;
A control unit that generates a voltage command value for each phase for causing the current of each phase to follow the current command value according to the given current command value and the current detection value of each phase;
A power amplifying unit that applies a voltage of each phase to the multiphase AC motor in accordance with a voltage command value of each phase;
A phase voltage for determining a voltage offset value representing a voltage offset of a voltage command value for each phase, and operating the current detection value for each phase according to the voltage offset value for each phase to reduce the voltage offset value An offset correction unit;
A phase current offset correction that determines a current offset value representing a current offset of a current detection value of each phase and corrects the current detection value of each phase according to the current offset value of each phase to reduce the current offset And
With
The AC motor control device operates the phase voltage offset correction unit with priority over the operation of the phase current offset correction unit.
前記電流センサは、前記静止座標系における値として前記各相の電流検出値を出力し、
前記制御部は、前記回転座標系において、前記座標変換部によって変換された前記各相の電流検出値に応じて前記各相の電圧指令値を生成し、
前記相電圧オフセット補正部は、前記座標変換部によって前記回転座標系における値に変換された前記各相の電流検出値を操作する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の交流電動機制御装置。 The AC motor control device further includes a coordinate conversion unit that converts the coordinate system from a stationary coordinate system to a rotating coordinate system,
The current sensor outputs a current detection value of each phase as a value in the stationary coordinate system,
The control unit generates a voltage command value of each phase according to the current detection value of each phase converted by the coordinate conversion unit in the rotating coordinate system,
5. The AC motor control device according to claim 1, wherein the phase voltage offset correction unit operates a current detection value of each phase converted into a value in the rotating coordinate system by the coordinate conversion unit. 6. .
前記相電圧オフセット補正部は、前記電圧指令値を積分する電圧積分器を有し、
前記電圧積分器は、前記回転位置情報の演算周期間の位置変化量を前記電圧指令値に乗じて積分する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の交流電動機制御装置。 The AC motor control device further includes a position sensor that detects a rotational position of the AC motor and outputs rotational position information.
The phase voltage offset correction unit has a voltage integrator that integrates the voltage command value,
9. The AC motor control device according to claim 1, wherein the voltage integrator integrates the voltage command value by multiplying a position change amount during a calculation cycle of the rotational position information by the voltage command value.
前記相電流オフセット補正部は、前記電流検出値を積分する電流積分器を有し、
前記電流積分器は、前記回転位置情報の演算周期間の位置変化量を前記電流検出値に乗じて積分する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の交流電動機制御装置。 The AC motor control device further includes a position sensor that detects a rotational position of the AC motor and outputs rotational position information.
The phase current offset correction unit includes a current integrator that integrates the current detection value,
10. The AC motor control device according to claim 1, wherein the current integrator multiplies the current detection value by a position change amount during a calculation cycle of the rotational position information and integrates the current detection value.
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