JP2013055713A - モータ制御装置及びモータ駆動システム、並びにモータ制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モータ制御装置2は、3相/2相変換部12によって、電流センサ7によって検出された3相交流測定電流を2相交流測定電流へ変換し、2相測定交流電流に重畳する基本波成分を含む周波数帯域を阻止帯域とし、交流モータ4の回転数に基づいて該阻止帯域が変化するノッチフィルタを有する可変ノッチフィルタ部13によって、該阻止帯域の周波数成分を減衰させる。そして、モータ制御装置2は、電流PI制御部14、及び極座標/3相変換部15によって、交流モータ4を駆動させる3相交流電力指令値を、可変ノッチフィルタ部13から出力された2相交流測定電流と電流指令値に基づいて生成する。
【選択図】図2
Description
また、ローパスフィルタを用いることによって、時定数よりも高帯域の周波数帯域は全て減衰されてしまう。
さらに、ローパスフィルタを用いると、図9に示される一般的なローパスフィルタの特性に示されるように、時定数(カットオフ周波数)より手間の低い周波数からそれ以上の高い周波数帯域において位相遅れが顕著となる。その結果、ローパスフィルタを通過した後の電流をモータの制御に用いると、ローパスフィルタによる位相遅れにより、制御の安定裕度が小さくなり、モータの制御が不安定になる可能性が生じる。
変換手段から出力された2相交流電流であるd軸電流及びq軸電流には、基本波成分が重畳されている。この基本波成分は、モータのトルク変動を生じさせる。
そして、生成手段によって、モータを駆動させる3相交流電圧指令値が、フィルタ手段から出力された2相交流電流と電流指令値に基づいて生成される。すなわち、モータは、基本波成分が除去された2相交流電流を用いてフィードバック制御されることとなる。
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
モータ制御装置2は、速度計算部10、電流指令部11、3相/2相変換部12、可変ノッチフィルタ部13、電流PI制御部14、極座標/3相変換部15、及び駆動信号生成部16を備える。
以下、この基本波成分を除去するために用いられる可変ノッチフィルタ部13の詳細について説明する。
そのため、可変ノッチフィルタ部13は、下記(3)式に示される補正式を用いたプリワーピング処理を行うことによって、アナログ周波数とディジタル周波数との変換誤差を解消することが好ましい。なお、(3)式においてωdは、ディジタルノッチフィルタにおける要求周波数(rad/s)である。
従って、本第1実施形態に係るモータ制御装置2は、交流モータ4の制御を不安定にすることなく、交流モータ4を駆動するための3相交流電力に重畳する基本波成分を除去できる。
以下、本発明の第2実施形態について説明する。
交流モータ4が正弦波PWM制御によって制御される場合は、図3に示されるようにモータ電圧が正弦波状に制御される。この場合、高調波成分は正弦波PWM制御のキャリア周波数である数kHzで発生するが、この高調波成分は小さく交流モータ4のトルク変動として問題となる大きさではない。一方、交流モータ4が1パルス駆動制御によって制御される場合は、図4に示されるようにモータ電気角180°毎にスイッチング素子をON/OFFさせるため、3相電圧に、基本波成分の5倍及び7倍の高調波成分が重畳することとなる。
以下、本発明の第3実施形態について説明する。
一方、交流モータ4の回転数が低くなると、可変ノッチフィルタ部13は、変数ζ1を小さくしてノッチフィルタの減衰量を小さくすると共に、変数ζ2を大きくしてノッチフィルタの帯域幅を広くする。これにより、交流モータ4の低回転領域では、可変ノッチフィルタ部13の効果が弱くなり、ノッチフィルタによる位相遅れの影響を小さくすることができる。
2 モータ制御装置
3 インバータ
4 交流モータ
7 電流センサ
12 3相/2相変換部
13 可変ノッチフィルタ部
14 電流PI制御部
15 極座標/3相変換部
16 駆動信号生成部
Claims (6)
- 3相交流電力によって駆動するモータに流れる3相交流電流を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された3相交流電流を2相交流電流へ変換する変換手段と、
前記変換手段から出力された前記2相交流電流に重畳する基本波成分を含む周波数帯域を阻止帯域とし、前記モータの回転数に基づいて該阻止帯域が変化するノッチフィルタを有するフィルタ手段と、
前記モータを駆動させる3相交流電圧指令値を、前記フィルタ手段から出力された2相交流電流と電流指令値に基づいて生成する生成手段と、
を備えたモータ制御装置。 - 前記ノッチフィルタは、阻止帯域の帯域幅及び減衰量の少なくとも一方が前記モータの回転数に応じて変化する請求項1記載のモータ制御装置。
- 前記ノッチフィルタは、前記モータの回転数が所定値以上である高速領域において行われる1パルス駆動制御又は過変調制御で生じる前記基本波成分及び6倍高調波成分を含む周波数帯域を阻止帯域とする請求項1記載のモータ制御装置。
- 前記フィルタ手段は、前記ノッチフィルタと共に前記6倍高調波成分を含む周波数帯域に対応したローパスフィルタを有する請求項3記載のモータ制御装置。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置により生成されたインバータ駆動信号に基づいて制御されるインバータと
を具備するモータ駆動システム。 - 3相交流電力によって駆動するモータに流れる3相交流電流を検出する第1工程と、
前記第1工程によって検出した3相交流電流を2相交流電流へ変換する第2工程と、
前記第2工程で変換した前記2相交流電流に重畳する基本波成分を含む周波数帯域を阻止帯域とし、前記モータの回転数に基づいて該阻止帯域が変化するノッチフィルタによって、該阻止帯域の周波数成分を減衰させる第3工程と、
前記モータを駆動させる3相交流電圧指令値を、前記フィルタ手段から出力された2相交流電流と電流指令値に基づいて生成する第4工程と、
を含むモータ制御方法。
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