JP2012228058A - 電力変換装置、電動機駆動システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電力変換装置50aにおいて、電圧出力手段3は、ベクトル演算手段4からの基本電圧指令値Vdc*、Vqc*に対して高周波の交番電圧を重畳し、三相交流電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*を電力変換手段11へ出力する。電流成分分離手段5は、三相電流信号Iuc、Ivc、Iwcから交番電圧に応じた高周波電流成分を抽出し、その高周波電流成分の大きさを表す高周波電流ノルムIhを求める。重畳電圧振幅調整手段9は、電流成分分離手段5からの高周波電流ノルムIhに基づいて、交番電圧の振幅を調整するための重畳電圧振幅指令値Vh*を電圧出力手段3へ出力する。
【選択図】図1
Description
本発明による電動機制御システムは、交流電動機と、直流電力を交流電力に変換して交流電動機に供給する電力変換手段と、交流電動機を所定の運転周波数に応じて動作させるための基本電圧指令値に対して、運転周波数よりも高い所定の周波数で周期的に変化する高周波の交番電圧を重畳し、その重畳結果を交流電力の電圧を指令するための電圧指令値として電力変換手段へ出力する電圧出力手段と、交流電力の電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段により検出された電流から交番電圧に応じた高周波電流成分を抽出する高周波成分抽出手段と、高周波成分抽出手段により抽出された高周波電流成分の大きさを表す高周波電流ノルムを求めるノルム演算手段と、ノルム演算手段により求められた高周波電流ノルムに基づいて、交番電圧の振幅を調整するための重畳電圧振幅指令値を電圧出力手段へ出力する重畳電圧振幅調整手段とを備える。
図1は、本発明の第1実施形態による電動機制御システム100aの構成図である。
図12は、本発明の第2実施形態による電動機制御システム100bの全体構成図である。電動機制御システム100bは、電力変換装置50bと電動機1とを備える。電力変換装置50bは、電動機制御装置40bと、電力変換手段11と、電流検出手段2とを備える。なお、電動機1、電力変換手段11および電流検出手段2は、図1に示す電動機制御システム100aと同じものである。以下、本実施形態の電動機制御装置40bと第1実施形態で説明した電動機制御装置40aとの違いについて、図を用いて説明する。
図15は、本発明の第3実施形態による電動機制御システム100cの全体構成図である。電動機制御システム100cは、電力変換装置50cと誘導電動機14とを備えている。電力変換装置50cは、電動機制御装置40cと、電力変換手段11と、電流検出手段2とを備える。なお、電力変換手段11および電流検出手段2は、図1に示す電動機制御システム100aと同じものである。以下、本実施形態の電動機制御装置40cと第1実施形態で説明した電動機制御装置40aとの違いについて、図を用いて説明する。
図17は、本発明の第4実施形態による電動機制御システム100dの全体構成図である。本実施形態は、前述の第2実施形態と第3実施形態を組み合わせたものである。電動機制御システム100dは、電力変換装置50dと誘導電動機14を備えている。電力変換装置50dは、電動機制御装置40dと、電力変換手段11と、電流検出手段2とを備える。電動機制御装置40dは、第2実施形態で説明したのと共通の電圧出力手段12および電流成分分離手段13を備えると共に、第3実施形態で説明したのと共通の位相調整手段15を備えている。それ以外の点は、第1実施形態で説明した電動機制御装置40aと同じである。
2 電流検出手段
3 電圧出力手段
4 ベクトル演算手段
5 電流成分分離手段
6 電流指令生成手段
7 高周波電流ノルム指令生成手段
8 軸偏差基準量指令生成手段
9 重畳電圧振幅調整手段
10 位相調整手段
11 電力変換手段
12 電圧出力手段
13 電流成分分離手段
14 誘導電動機
15 位相調整手段
40a,40b,40c,40d 電動機制御装置
50a,50b,50c,50d 電力変換装置
100a,100b,100c,100d 電動機制御システム
Claims (5)
- 直流電力を交流電力に変換して交流電動機に供給する電力変換手段と、
前記交流電動機を所定の運転周波数に応じて動作させるための基本電圧指令値に対して、前記運転周波数よりも高い所定の周波数で周期的に変化する高周波の交番電圧を重畳し、その重畳結果を前記交流電力の電圧を指令するための電圧指令値として前記電力変換手段へ出力する電圧出力手段と、
前記交流電力の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流から前記交番電圧に応じた高周波電流成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波電流成分の大きさを表す高周波電流ノルムを求めるノルム演算手段と、
前記ノルム演算手段により求められた高周波電流ノルムに基づいて、前記交番電圧の振幅を調整するための重畳電圧振幅指令値を前記電圧出力手段へ出力する重畳電圧振幅調整手段とを備えることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1に記載の電力変換装置において、
前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波電流成分に基づいて、前記交流電動機の磁極位置に応じた軸偏差基準量を求める軸偏差基準量演算手段をさらに備え、
前記軸偏差基準量演算手段により求められた軸偏差基準量に基づいて前記交流電動機の磁極位置を推定することを特徴とする電力変換装置。 - 請求項1または2に記載の電力変換装置において、
前記電流検出手段により検出された電流から前記基本電圧指令値に応じた基本波電流成分を抽出する基本波成分抽出手段と、
前記交流電力の励磁電流成分とトルク電流成分に対する電流指令値をそれぞれ生成する電流指令生成手段と、
前記基本波成分抽出手段により抽出された基本波電流成分と、前記電流指令生成手段により生成された電流指令値とに基づいて、前記運転周波数に応じた所定の制御応答速度で前記基本電圧指令値を演算して前記電圧出力手段へ出力するベクトル演算手段とをさらに備えることを特徴とする電力変換装置。 - 請求項3に記載の電力変換装置において、
前記基本波電流成分の励磁電流成分、前記基本波電流成分のトルク電流成分、前記基本波電流成分のノルム、前記電流指令値の励磁電流成分、前記電流指令値のトルク電流成分および前記電流指令値のノルムのうちいずれか少なくとも一つに基づいて、前記重畳電圧振幅指令値を調整するための高周波電流ノルム指令値を出力する高周波電流ノルム指令生成手段をさらに備え、
前記重畳電圧振幅調整手段は、前記高周波電流ノルムが前記高周波電流ノルム指令値と一致するように、前記重畳電圧振幅指令値を前記電圧出力手段へ出力することを特徴とする電力変換装置。 - 交流電動機と、
直流電力を交流電力に変換して前記交流電動機に供給する電力変換手段と、
前記交流電動機を所定の運転周波数に応じて動作させるための基本電圧指令値に対して、前記運転周波数よりも高い所定の周波数で周期的に変化する高周波の交番電圧を重畳し、その重畳結果を前記交流電力の電圧を指令するための電圧指令値として前記電力変換手段へ出力する電圧出力手段と、
前記交流電力の電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された電流から前記交番電圧に応じた高周波電流成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
前記高周波成分抽出手段により抽出された高周波電流成分の大きさを表す高周波電流ノルムを求めるノルム演算手段と、
前記ノルム演算手段により求められた高周波電流ノルムに基づいて、前記交番電圧の振幅を調整するための重畳電圧振幅指令値を前記電圧出力手段へ出力する重畳電圧振幅調整手段とを備えることを特徴とする電動機制御システム。
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