JP2012065519A - 交流電動機制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、多相交流電動機90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10を提供する。交流電動機制御装置10は、電流センサ34と、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11と、各相の電圧指令値に応じて各相の電圧を多相交流電動機に印加する電力増幅部13と、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17と、各相の電流検出値を補正して電流オフセットを低減させる相電流オフセット補正部16と、を備える。交流電動機制御装置10は、相電流オフセット補正部16の作動よりも相電圧オフセット補正部17を優先的に作動させることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
- 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交流電動機制御装置。 - 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請求項1に記載の交流電動機制御装置。
- 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請求項1又は2に記載の交流電動機制御装置。
- 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請求項1乃至3のいずれか1項に記載の交流電動機制御装置。
- 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。 - 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請求項1乃至5のいずれか1項に記載の交流電動機制御装置。
- 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請求項1乃至6のいずれか1項に記載の交流電動機制御装置。
- 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請求項1乃至7のいずれか1項に記載の交流電動機制御装置。
- 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。 - 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。
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