JP2015211633A - 同期電動機のセンサレスベクトル制御のための回転角推定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
静止磁束指令推定部10は、第1回転座標変換部101、第2回転座標変換部102、第1回転磁束演算部103、第2回転磁束演算部104、第1静止座標変換部105、及び第2静止座標変換部106を備える。
静止磁束推定部20は、第1静止磁束変化比演算部201、第2静止磁束変化比演算部202、第1積分器203、及び第2積分器204を備える。
静止磁束誤差推定部30は、第1減算器301、第2減算器302、第1制御器303、及び第2制御器304を備え、推定された静止座標系α−β軸磁束を補償する機能を果たし、誤差分をPI制御器で補償して静止磁束推定部20に入力する。
三角関数演算部40は、第1アークタンジェント部401、第2アークタンジェント部402、及び回転角減算部403を備える。
20 静止磁束推定部
30 静止磁束誤差推定部
40 三角関数演算部
101 第1回転座標変換部
102 第2回転座標変換部
103 第1回転磁束変換部
104 第2回転磁束変換部
105 第1静止座標変換部
106 第2静止座標変換部
201 第1静止磁束変化比演算部
202 第2静止磁束変化比演算部
203 第1積分器
204 第2積分器
301 第1減算器
302 第2減算器
303 第1制御器
304 第2制御器
401 第1アークタンジェント部
402 第2アークタンジェント部
403 回転角減算器
Claims (16)
- 同期電動機に対するセンサレスベクトル制御のための電動機の回転角推定装置であって、
静止座標系の電流Isα、Isβと回転角θとに基づいて、回転磁束λsd、λsqと静止磁束指令λsα *、λsβ *とを算出する静止磁束指令推定部と、
静止座標系の電圧Vsα、Vsβ、静止座標系の電流Isα、Isβ、及び静止磁束誤差△λsα、△λsβに基づいて、静止磁束λsα、λsβを算出する静止磁束推定部と、
前記静止磁束指令λsα *、λsβ *と、静止磁束λsα、λsβとの差を利用して静止磁束誤差△λsα、△λsβを算出し、これを前記静止磁束推定部にフィードバックする静止磁束誤差推定部と、
前記回転磁束λsd、λsqと前記静止磁束λsα、λsβとに基づいて、回転子の移動距離である回転角θを算出する三角関数演算部と、
を備える同期電動機の回転角推定装置。 - 前記三角関数演算部は、
前記回転角θを最終算出して、前記静止磁束指令推定部にフィードバックする、請求項1に記載の同期電動機の回転角推定装置。 - 前記静止磁束指令推定部は、
前記静止座標系電流Isα、Isβ、前記回転角θ、回転座標系インダクタンスLd、Lq及び永久磁石による磁束λPMに基づいて、前記回転磁束λsd、λsqを演算する、請求項1に記載の同期電動機の回転角推定装置。 - 前記静止磁束指令推定部は、
前記回転磁束λsd、λsqに回転角θを補償して、静止磁束指令λsα *、λsβ *を算出する、請求項3に記載の同期電動機の回転角推定装置。 - 前記静止磁束推定部は、
静止座標系α軸電圧Vsα、静止座標系α軸電流Isα、及び静止座標系α軸磁束誤差△λsαを受け取って、式dλsα/dt=Vsα−RsIsα+△λsα(Rs:固定子抵抗)を利用して静止座標系α軸磁束変化比(dλsα/dt)を算出し、
静止座標系β軸電圧Vsβ、静止座標系β軸電流Isβ、及び静止座標系β軸磁束誤差△λsβを受け取って、式dλsβ/dt=Vsβ−RsIsβ+△λsβ(Rs:固定子抵抗)を利用して、静止座標系β軸磁束変化比(dλsβ/dt)を算出し、
前記静止座標系α軸磁束変化比(dλsα/dt)を積分して、静止座標系α軸磁束λsαを出力し、
前記静止座標系β軸磁束変化比(dλsβ/dt)の出力を積分して、静止座標系β軸磁束λsβを出力する、
請求項1に記載の同期電動機の回転角推定装置。 - 前記静止磁束誤差推定部は、
前記静止磁束指令推定部から入力される静止座標系α軸磁束指令値λsα *と、前記静止磁束推定部から入力されるα軸磁束λsαとの差を算出し、
前記静止磁束指令推定部から入力される静止座標系β軸磁束指令値λsβ *と、前記静止磁束推定部から入力されるβ軸磁束λsβとの差を算出し、
前記α軸磁束λsαの差を受け取って利得を調整して、静止座標系α軸磁束誤差△λsαを算出し、
前記β軸磁束λsβの差を受け取って利得を調整して、静止座標系β軸磁束誤差△λsβを算出する、請求項1に記載の同期電動機の回転角推定装置。 - 前記三角関数演算部は、
前記回転磁束λsd、λsqと前記静止磁束λsα、λsβのそれぞれに三角関数を適用して角θdq及び角θαβを求め、
前記角θdq及び前記角θαβに基づいて、前記回転角θを出力する、請求項1に記載の同期電動機の回転角推定装置 - 前記三角関数演算部は、
前記静止磁束指令推定部10から回転座標系d軸磁束λsdと回転座標系q軸磁束λsqとを受け取って、三角関数アークタンジェントを利用してd軸を基準にしたλdqの角θdqを出力し、
前記静止磁束推定部から静止座標系α軸磁束λsαと静止座標系β軸磁束λsβとを受け取って、三角関数アークタンジェントを利用してα軸を基準にλαβの角θαβを出力し、
前記角θαβと角θdqとの差を求めて回転角θを出力する、請求項7に記載の同期電動機の回転角推定装置。 - 同期電動機に対するセンサレスベクトル制御のための電動機の回転角推定装置の動作方法であって、
静止座標系の電流Isα、Isβと回転角θとに基づいて、回転磁束λsd、λsqと静止磁束指令λsα *、λsβ *とを算出するステップと、
静止磁束推定部を介して静止座標系の電圧Vsα、Vsβ、静止座標系の電流Isα、Isβ、及び静止磁束誤差△λsα、△λsβに基づいて、静止磁束λsα、λsβを算出するステップと、
前記静止磁束指令λsα *、λsβ *と、静止磁束λsα、λsβとの差を利用して静止磁束誤差△λsα、△λsβを算出し、これを前記静止磁束推定部にフィードバックするステップと、
前記回転磁束λsd、λsqと前記静止磁束λsα、λsβとに基づいて、回転子の移動距離である回転角θを算出するステップと、
を含む同期電動機の回転角推定装置の動作方法。 - 前記回転角θを最終算出して、前記静止磁束指令推定部にフィードバックするステップをさらに含む、請求項9に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法。
- 前記回転磁束λsd、λsqと前記静止磁束指令λsα *、λsβ *とを算出するステップは、
前記静止座標系電流Isα、Isβ、前記回転角θ、回転座標系インダクタンスLd、Lq及び永久磁石による磁束λPMに基づいて、前記回転磁束λsd、λsqを演算するステップを含む、請求項9に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法。 - 前記回転磁束λsd、λsqと前記静止磁束指令λsα *、λsβ *とを算出するステップは、
前記回転磁束λsd、λsqに回転角θを補償して、静止磁束指令λsα *、λsβ *を算出するステップを含む、請求項11に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法。 - 前記静止磁束λsα、λsβを算出するステップは、
静止座標系α軸電圧Vsα、静止座標系α軸電流Isα、及び静止座標系α軸磁束誤差△λsαを受け取って、式dλsα/dt=Vsα−RsIsα+△λsα(Rs:固定子抵抗)を利用して、静止座標系α軸磁束変化比(dλsα/dt)を算出するステップと、
静止座標系β軸電圧Vsβ、静止座標系β軸電流Isβ、及び静止座標系β軸磁束誤差△λsβを受け取って、式dλsβ/dt=Vsβ−RsIsβ+△λsβ(Rs:固定子抵抗)を利用して、静止座標系β軸磁束変化比(dλsβ/dt)を算出するステップと、
前記静止座標系α軸磁束変化比(dλsα/dt)を積分して、静止座標系α軸磁束λsαを出力するステップと、
前記静止座標系β軸磁束変化比(dλsβ/dt)の出力を積分して、静止座標系β軸磁束λsβを出力するステップと、
を含む、請求項9に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法。 - 前記静止磁束誤差△λsα、△λsβを算出するステップは、
前記静止磁束指令推定部から入力される静止座標系α軸磁束指令値λsα *と、前記静止磁束推定部から入力されるα軸磁束λsαとの差を算出するステップと、
前記静止磁束指令推定部から入力される静止座標系β軸磁束指令値λsβ *と、前記静止磁束推定部から入力されるβ軸磁束λsβとの差を算出するステップと、
前記α軸磁束λsαの差を受け取って利得を調整して、静止座標系α軸磁束誤差△λsαを算出するステップと、
前記β軸磁束λsβの差を受け取って利得を調整して、静止座標系β軸磁束誤差△λsβを算出するステップと、
を含む、請求項9に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法。 - 前記回転角θを算出するステップは、
前記回転磁束λsd、λsqと前記静止磁束λsα、λsβのそれぞれに三角関数を適用して、角θdq及び角θαβを獲得するステップと、
前記角θdq及び前記角θαβに基づいて、前記回転角θを出力するステップと、を含む、請求項9に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法 - 前記角θdq及び前記角θαβに基づいて、前記回転角θを出力するステップは、
回転座標系d軸磁束λsdと回転座標系q軸磁束λsqとを受け取って、三角関数アークタンジェントを利用してd軸を基準にしたλdqの角θdqを出力するステップと、
静止座標系α軸磁束λsαと静止座標系β軸磁束λsβとを受け取って、三角関数アークタンジェントを利用してα軸を基準にλαβの角θαβを出力するステップと、
前記角θαβと角θdqとの差を求めて、回転角θを出力するステップと、
を含む、請求項15に記載の同期電動機の回転角推定装置の動作方法。
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