JP2017077099A - Controller compensating for iron loss of ac motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve torque linearity by reflecting compensation of iron loss generated in an AC motor on an exciting current command and a torque current command.SOLUTION: Exciting iron loss current calculation means 23 and torque iron loss current calculation means 24 input an iron loss resistance estimation value rc^ set by a user so that the acceleration time of an AC motor 3 at the time of powering is the same as the deceleration time at the time of regeneration. The exciting iron loss current calculation means 23 calculates an exciting iron loss current icd by using the iron loss resistance estimation value rc^ and the q-axis inductance estimation value Lq^, and the like. The torque iron loss current calculation means 24 calculates a torque iron loss current icq by using the iron loss resistance estimation value rc^ and the d-axis inductance estimation value Ld^, and the like. A subtraction unit 21 obtains a new exciting current command id*' by subtracting the exciting iron loss current icd from the exciting current command id*, and an addition unit 22 obtains a new torque current command iq*' by adding a torque iron loss current icq to the torque current command iq*.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、交流モータを制御する制御装置に関し、特に、交流モータにて発生する鉄損を補償する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device that controls an AC motor, and more particularly to a control device that compensates for iron loss generated in an AC motor.

従来、交流モータへ交流電力が供給されると、交流モータにて鉄損が発生することが知られている。鉄損は、交流モータの鉄心を交流で励磁する際に発生する鉄心部の損失であり、交流モータを制御する際の運転効率の低下の原因となっている。   Conventionally, it is known that when AC power is supplied to an AC motor, iron loss occurs in the AC motor. The iron loss is a loss of the iron core portion that occurs when the iron core of the AC motor is excited with an alternating current, and causes a decrease in operating efficiency when the AC motor is controlled.

このような鉄損を補償するために、様々な手法が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。特許文献１の手法は、励磁電流指令及び励磁インダクタンス変化分等から鉄損補償電流を求め、トルク電流指令に鉄損補償電流を加算して新たなトルク電流指令を生成するものである。これにより、励磁インダクタンスの変動に伴う鉄損を補償することができ、トルク制御の精度を高くすることができる。   In order to compensate for such iron loss, various methods have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In the technique of Patent Document 1, an iron loss compensation current is obtained from an excitation current command and an excitation inductance change, and a new torque current command is generated by adding the iron loss compensation current to the torque current command. Thereby, the iron loss accompanying the fluctuation | variation of an excitation inductance can be compensated and the precision of torque control can be made high.

また、特許文献２の手法は、交流モータの二次磁束を励磁電流成分に変更し、二次電圧を鉄損抵抗で除算して鉄損電流成分を求め、鉄損電流成分を一次電流から減算して二次電流へ移行させるものである。これにより、鉄損を補償することができ、鉄損電流成分にて発生する磁束推定誤差を小さくすることができる。   In the method of Patent Document 2, the secondary magnetic flux of the AC motor is changed to an exciting current component, the secondary voltage is divided by the iron loss resistance to obtain the iron loss current component, and the iron loss current component is subtracted from the primary current. Thus, the secondary current is transferred. Thereby, an iron loss can be compensated and the magnetic flux estimation error which generate | occur | produces with an iron loss electric current component can be made small.

特許第３１２３２３５号公報Japanese Patent No. 3123235 特開平１１−２３５０９９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-235099

一般に、交流モータを高速制御する場合には、その回転速度が高くなるから、誘起電圧による鉄損が大きくなり易い。鉄損が大きくなると、力行時にトルクが不足し、回生時にトルクが過剰となり、トルクリニアリティが低下して、トルク指令に対応する実トルクを得ることができなくなる。   Generally, when high-speed control is performed on an AC motor, the rotational speed is increased, and therefore iron loss due to induced voltage tends to increase. When the iron loss increases, the torque becomes insufficient during power running, the torque becomes excessive during regeneration, the torque linearity decreases, and the actual torque corresponding to the torque command cannot be obtained.

前述の特許文献１，２は、いずれも鉄損を補償する手法を提示するものであるが、励磁電流成分及びトルク電流成分のいずれか一方に着目したものである。例えば、特許文献１は、鉄損を補償するためにトルク電流成分に着目し、新たなトルク電流指令を生成するものであり、特許文献２は、鉄損を補償するために励磁電流成分に着目したものである。このため、これらの手法は、鉄損を完全に補償するものではなく、必ずしもトルク制御を精度高く実現できるとは限らない。   The above-mentioned Patent Documents 1 and 2 both present methods for compensating for iron loss, but focus on one of an excitation current component and a torque current component. For example, Patent Document 1 focuses on a torque current component in order to compensate for iron loss, and generates a new torque current command. Patent Document 2 focuses on an excitation current component in order to compensate for iron loss. It is a thing. For this reason, these methods do not completely compensate for iron loss, and it is not always possible to realize torque control with high accuracy.

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、交流モータにて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令及びトルク電流指令へ反映することで、トルクリニアリティを改善可能な制御装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the purpose thereof is to reflect the compensation of iron loss generated in an AC motor in the excitation current command and the torque current command, thereby reducing the torque linearity. It is to provide a control device that can be improved.

前記課題を解決するために、請求項１の制御装置は、励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たな励磁電流指令を求める加算部と、を備え、前記鉄損電流推定部が、前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びｑ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値、ｄ軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びｄ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a control device according to claim 1 is a control device for controlling an AC motor based on an excitation current command and a torque current command, for compensating for iron loss generated in the AC motor. An iron loss current estimator for estimating the iron loss current for excitation and the iron loss current for torque, and a new excitation current by subtracting the iron loss current for excitation estimated by the iron loss current estimation unit from the excitation current command. A subtracting unit for obtaining a command, and an adding unit for adding a torque iron loss current estimated by the iron loss current estimating unit to the torque current command to obtain a new excitation current command. An exciting iron loss current in which the estimating unit calculates the exciting iron loss current based on the torque current command, the electric angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value and a q-axis inductance estimated value. Calculation Means, the exciting current command, the electric angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value, a d-axis inductance estimated value and a magnet magnetic flux estimated value, or the exciting current command, the electric angular velocity of the AC motor. And a torque iron loss current calculating means for calculating the torque iron loss current based on a preset iron loss resistance estimated value and a d-axis inductance estimated value.

また、請求項２の制御装置は、請求項１に記載の制御装置において、前記予め設定された鉄損抵抗推定値を、前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における前記交流モータの加速時間と回生時における前記交流モータの減速時間とが同一のときの値とする、ことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the control device according to the first aspect, wherein the acceleration loss of the AC motor is determined during powering in which the preset iron loss resistance estimated value is obtained from the rotor angular velocity of the AC motor. The time and the deceleration time of the AC motor at the time of regeneration are set to the same value.

また、請求項３の制御装置は、励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たな励磁電流指令を求める加算部と、を備え、前記鉄損電流推定部が、前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における加速時間と回生時における減速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値を同定する鉄損抵抗推定手段と、前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された前記鉄損抵抗推定値、及び予め設定されたｑ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたｄ軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたｄ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device for controlling an AC motor based on an excitation current command and a torque current command, and an excitation iron loss current for compensating for iron loss generated in the AC motor; An iron loss current estimation unit for estimating a torque iron loss current; and a subtraction unit for subtracting the excitation iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit from the excitation current command to obtain a new excitation current command; An addition unit for adding a torque iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit to the torque current command to obtain a new excitation current command, wherein the iron loss current estimation unit includes the alternating current Iron loss resistance estimation means for identifying an iron loss resistance estimation value so that the acceleration time during power running obtained from the rotor angular velocity of the motor and the deceleration time during regeneration are the same, the torque current command, and the AC motor Excitation iron loss current calculation means for calculating the excitation iron loss current based on the electrical angular velocity, the iron loss resistance estimation value identified by the iron loss resistance estimation means, and a preset q-axis inductance estimation value And the excitation current command, the electrical angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and the preset d-axis inductance estimated value and magnet magnetic flux estimated value, or the excitation Torque for calculating the iron loss current for torque based on a current command, an electric angular velocity of the AC motor, an iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset d-axis inductance estimated value And an iron loss current calculating means.

また、請求項４の制御装置は、前記鉄損抵抗推定手段が、前記交流モータの回転子角速度及びトルク指令に基づいて、前記力行時における前記加速時間及び前記回生時における前記減速時間を算出し、前記加速時間と前記減速時間とが同一となるように、前記鉄損抵抗推定値を同定する、ことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the iron loss resistance estimating means calculates the acceleration time during the power running and the deceleration time during the regeneration based on a rotor angular speed and a torque command of the AC motor. The iron loss resistance estimated value is identified so that the acceleration time and the deceleration time are the same.

また、請求項５の制御装置は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の制御装置において、前記励磁用鉄損電流をｉｃｄ、前記トルク用鉄損電流をｉｃｑ、前記鉄損抵抗推定値をｒｃ＾、前記電気角速度をω、前記ｑ軸インダクタンス推定値をＬｑ＾、前記トルク電流指令をｉｑ＊、前記ｄ軸インダクタンス推定値をＬｄ＾、前記励磁電流指令をｉｄ＊、前記マグネット磁束推定値をφｄ＾として、前記励磁用鉄損電流算出手段が、以下の数式：ｉｃｄ＝（ω×Ｌｑ＾×ｉｑ＊）／ｒｃ＾により、前記励磁用鉄損電流を算出し、前記トルク用鉄損電流算出手段が、以下の数式：ｉｃｑ＝｛（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）＋（ω×φｄ＾）｝／ｒｃ＾、または以下の数式：ｉｃｑ＝（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）／ｒｃ＾
により、前記トルク用鉄損電流を算出する、ことを特徴とする。 Further, the control device according to claim 5 is the control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the exciting iron loss current is icd, the torque iron loss current is icq, and the iron loss resistance. The estimated value is rc ^, the electrical angular velocity is ω, the q-axis inductance estimated value is Lq ^, the torque current command is iq *, the d-axis inductance estimated value is Ld ^, the excitation current command is id *, and the magnet With the estimated magnetic flux as φd ^, the exciting iron loss current calculating means calculates the exciting iron loss current by the following formula: icd = (ω × Lq ^ × iq *) / rc ^, and the torque The iron loss current calculation means is calculated by the following formula: icq = {(ω × Ld ^ × id *) + (ω × φd ^)} / rc ^, or the following formula: icq = (ω × Ld ^ × id *) / Rc ^
Thus, the torque iron loss current is calculated.

以上のように、本発明によれば、交流モータにて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令及びトルク電流指令へ反映することができる。そして、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   As described above, according to the present invention, compensation of iron loss generated in an AC motor can be reflected in the excitation current command and the torque current command. Then, the actual torque corresponding to the torque command can be obtained, and the torque linearity can be improved.

本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。1 is an overall view showing a configuration example of a motor control system including a control device according to an embodiment of the present invention. 実施例１の鉄損電流推定部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the iron loss current estimation part of Example 1. FIG. 実施例２の鉄損電流推定部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the iron loss current estimation part of Example 2. FIG. 鉄損抵抗推定手段の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of an iron loss resistance estimation means. （１）はＩＭ（誘導電動機）の等価回路を示す図である。（２）は、ＩＰＭＳＭ（同期モータ）の等価回路を示す図である。（３）は、ＳｙｎＲＭ（シンクロナスリラクタンスモータ）の等価回路を示す図である。(1) is a figure which shows the equivalent circuit of IM (induction motor). (2) is a diagram showing an equivalent circuit of an IPMSM (synchronous motor). (3) is a diagram showing an equivalent circuit of a SynRM (synchronous reluctance motor). 励磁電流指令ｉｄ＊が励磁用鉄損電流ｉｃｄを用いて補正され、励磁電圧指令ｖｄ＊が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of a process until excitation current command id * is corrected using the iron loss current icd for excitation, and excitation voltage command vd * is calculated. トルク電流指令ｉｑ＊がトルク用鉄損電流ｉｃｑを用いて補正され、トルク電圧指令ｖｑ＊が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of a process until the torque current command iq * is corrected using the iron loss current icq for torque and the torque voltage command vq * is calculated. 鉄損抵抗推定段の構成例及び処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the iron loss resistance estimation stage, and the flow of a process. 実施例１のシミュレーション結果（ＩＭの場合、鉄損補償あり）を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (in the case of IM, with iron loss compensation) of Example 1. 実施例２のシミュレーション結果（ＩＭの場合、鉄損補償あり）を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (in the case of IM, with iron loss compensation) of Example 2. 従来技術のシミュレーション結果（ＩＭの場合、鉄損補償なし）を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result (in the case of IM, without iron loss compensation) of a prior art.

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、交流モータにて発生する鉄損を補償するための電流ｉｃｄ，ｉｃｑ（以下、励磁用鉄損電流ｉｃｄ、トルク用鉄損電流ｉｃｑという。）を、交流モータの電気角速度ω、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾等に基づいて推定し、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を補正することを特徴とする。この場合、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾は、力行時における交流モータの加速時間と、回生時における交流モータの減速時間とが同一のときの値が用いられる。また、本発明は、力行時における交流モータの加速時間と、回生時における交流モータの減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を同定することを特徴とする。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present invention, currents icd and icq (hereinafter referred to as excitation iron loss current icd and torque iron loss current icq) for compensating for iron loss generated in an AC motor are used as the electrical angular velocity ω and iron of the AC motor. It is estimated based on a loss resistance estimated value rc ^, a d-axis inductance estimated value Ld ^, a q-axis inductance estimated value Lq ^, and the like, and corrects the excitation current command id * and the torque current command iq *. In this case, the estimated value rc ^ of the iron loss resistance is a value obtained when the acceleration time of the AC motor during power running is the same as the deceleration time of the AC motor during regeneration. Further, the present invention is characterized by identifying an estimated iron loss resistance value rc ^ in which the acceleration time of the AC motor during power running is the same as the deceleration time of the AC motor during regeneration.

これにより、力行時及び回生時において、交流モータにて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊へ反映することができる。そして、交流モータは、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一になるから、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   Thereby, compensation of iron loss generated in the AC motor during power running and regeneration can be reflected in the excitation current command id * and the torque current command iq *. And since the acceleration time at the time of power running becomes the same as the deceleration time at the time of regeneration, the AC motor can obtain the actual torque corresponding to the torque command and can improve the torque linearity.

〔モータ制御システム〕
図１は、本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。このモータ制御システムは、制御装置１、電力増幅器２、交流モータ３及びＰＧ（パルスジェネレータ）４を備えている。尚、図１に示すモータ制御システムには、本発明に直接関連する構成部のみが示されており、その他の構成部は省略してある。 [Motor control system]
FIG. 1 is an overall view showing a configuration example of a motor control system including a control device according to an embodiment of the present invention. This motor control system includes a control device 1, a power amplifier 2, an AC motor 3, and a PG (pulse generator) 4. In the motor control system shown in FIG. 1, only the components directly related to the present invention are shown, and the other components are omitted.

制御装置１は、交流モータ３をｄ軸及びｑ軸においてベクトル制御する装置である。この制御装置１は、交流モータ３の回転子角速度ωr、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾等に基づいて、交流モータ３の鉄損電流を推定し、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を補正する。そして、制御装置１は、補正後の励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’を電流制御して電圧指令に変換する。 The control device 1 is a device that performs vector control of the AC motor 3 on the d-axis and the q-axis. The control device 1 determines the iron loss of the AC motor 3 based on the rotor angular velocity ω r , the iron loss resistance estimated value rc ^, the d-axis inductance estimated value Ld ^, the q-axis inductance estimated value Lq ^, etc. The current is estimated, and the excitation current command id * and the torque current command iq * are corrected. Then, the control device 1 performs current control on the corrected excitation current command id * ′ and torque current command iq * ′ and converts them into voltage commands.

制御装置１は、電圧指令であるＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）を電力増幅器２へ出力する。また、制御装置１は、電力増幅器２と交流モータ３との間に設けられた電流検出器により検出されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電流検出値（Ｕ相交流電流検出値ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値ｉｖ及びＷ相交流電流検出値ｉｗ）を入力すると共に、後述するＰＧ４から回転子角速度ωrを入力する。 The control device 1 uses the U-phase, V-phase and W-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv * and W-phase AC voltage command Vw *) as power commands. Output to the amplifier 2. The control device 1 also detects a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase AC current detection value (U-phase AC current detection value) detected by a current detector provided between the power amplifier 2 and the AC motor 3. iu, a V-phase AC current detection value iv and a W-phase AC current detection value iw) and a rotor angular velocity ω r are input from PG4 described later.

電力増幅器２は、制御装置１から３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）を入力し、当該３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）から生成したＰＷＭ信号によってスイッチング素子のゲートをオンオフし、図示しない電源から供給された電力を増幅する。そして、電力増幅器２は、増幅した電力を交流モータ３へ供給する。これにより、交流モータ３は、制御装置１により、鉄損が補償された状態で制御される。   The power amplifier 2 receives a three-phase AC voltage command (a U-phase AC voltage command Vu *, a V-phase AC voltage command Vv * and a W-phase AC voltage command Vw *) from the control device 1, and the three-phase AC voltage command ( The gate of the switching element is turned on / off by a PWM signal generated from the U-phase AC voltage command Vu *, the V-phase AC voltage command Vv *, and the W-phase AC voltage command Vw *), and the power supplied from a power source (not shown) is amplified. The power amplifier 2 supplies the amplified power to the AC motor 3. Thereby, the AC motor 3 is controlled by the control device 1 in a state where the iron loss is compensated.

ＰＧ４は、交流モータ３の回転に応じたパルス信号を発生する。このパルス信号のカウント値から交流モータ３の回転子角速度ωrが得られ、当該回転子角速度ωrが制御装置１に入力される。尚、図１には、ＰＧ４から制御装置１へ、回転子角速度ωrが入力されるように略して示してある。 The PG 4 generates a pulse signal corresponding to the rotation of the AC motor 3. The rotor angular velocity omega r of the AC motor 3 from the count value of the pulse signal is obtained, the rotor angular velocity omega r is input to the controller 1. In FIG. 1, the rotor angular velocity ω r is abbreviated so as to be input from PG 4 to the control device 1.

〔交流モータ〕
次に、図１に示した交流モータ３の等価回路について説明する。図５（１）は、ＩＭ（Induction Motor：誘導電動機）の等価回路を示す図であり、図５（２）は、ＩＰＭＳＭ（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor：同期モータ）の等価回路を示す図であり、（３）は、ＳｙｎＲＭ（Synchronous Reluctance Motor：シンクロナスリラクタンスモータ）の等価回路を示す図である。 [AC motor]
Next, an equivalent circuit of the AC motor 3 shown in FIG. 1 will be described. 5A is a diagram showing an equivalent circuit of an IM (Induction Motor), and FIG. 5B is a diagram showing an equivalent circuit of an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor). (3) is a figure which shows the equivalent circuit of SynRM (Synchronous Reluctance Motor: Synchronous reluctance motor).

図５（１）に示すＩＭの等価回路を参照して、入力側の電流ｉは、巻線の入力側抵抗ｒ１を経て、漏れインダクタンスσＬ１へ流れる電流ｉ１と、鉄損抵抗ｒｃへ流れる鉄損電流ｉｃとに分かれる。電流ｉ１は、漏れインダクタンスσＬ１を経て、励磁インダクタンス（１−σ）Ｌ１へ流れる励磁電流ｉｄｄと、巻線の出力側抵抗ｒ２ｎへ流れるトルク電流ｉｑｑとに分かれる。σは漏れ係数である。   With reference to the equivalent circuit of IM shown in FIG. 5A, the current i on the input side passes through the input side resistance r1 of the winding, and the current i1 that flows to the leakage inductance σL1 and the iron loss that flows to the iron loss resistance rc. Divided into current ic. The current i1 is divided into an exciting current idd that flows to the exciting inductance (1-σ) L1 via a leakage inductance σL1 and a torque current iqq that flows to the output side resistance r2n of the winding. σ is a leakage coefficient.

ここで、ＩＭの回転子電気角速度をω2n、極対数をＮp、回転子角速度をωrとすると、ω2n＝ＮPωrである。また、速度電圧は、ω2n×（１−σ）Ｌ１×ｉｄｄであり、トルクτは、τ＝Ｎp×（１−σ）×Ｌ１×ｉｄｄ×ｉｑｑとなる。ＩＭの場合、交流モータ３の電気角速度ω＝ω2n＋ωsである。ωsはすべり周波数である。 Here, when the rotor electrical angular velocity of IM is ω 2n , the number of pole pairs is N p , and the rotor angular velocity is ω r , ω 2n = N P ω r . Further, the speed voltage is ω 2n × (1−σ) L1 × idd, and the torque τ is τ = N p × (1−σ) × L1 × id × iqq. In the case of IM, the electric angular velocity of the AC motor 3 is ω = ω 2n + ω s . ω s is the slip frequency.

交流モータ３の力行時には、入力側の電流ｉの増加に伴い、鉄損電流ｉｃが増加し、トルク電流ｉｑｑが減少する。そして、トルク電流ｉｑｑの減少により、トルクが不足することになる。これに対し、回生時には、出力側の電流の増加に伴い、トルク電流ｉｑｑがマイナス側に増加し、鉄損電流ｉｃが増加する。そして、トルク電流ｉｑｑがマイナス側に増加することにより、トルクが過剰となる。   When the AC motor 3 is powered, the iron loss current ic increases and the torque current iqq decreases as the input current i increases. The torque becomes insufficient due to a decrease in the torque current iqq. On the other hand, during regeneration, the torque current iqq increases to the minus side and the iron loss current ic increases as the output side current increases. The torque becomes excessive as the torque current iqq increases to the negative side.

本発明の実施形態では、力行時のトルク不足の原因である鉄損電流ｉｃの増加分、及び回生時のトルク過剰の原因である鉄損電流ｉｃの増加分のそれぞれを減少させるように、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を補正する。つまり、鉄損を補償するための新たな励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’を生成することで、力行時のトルク不足及び回生時のトルク過剰を解消する。図５（２）及び図５（３）についても同様である。   In the embodiment of the present invention, excitation is increased so as to decrease the increase in the iron loss current ic that is the cause of torque shortage during power running and the increase in the iron loss current ic that is the cause of excessive torque during regeneration. The current command id * and the torque current command iq * are corrected. That is, by generating a new excitation current command id * ′ and torque current command iq * ′ for compensating for iron loss, torque shortage during power running and torque excess during regeneration are eliminated. The same applies to FIGS. 5 (2) and 5 (3).

図５（２）に示すＩＰＭＳＭの等価回路を参照して、入力側の電流ｉは、入力側抵抗ｒ１を経て、ｑ軸インダクタンスＬｑへ流れる電流ｉ１と、鉄損抵抗ｒｃへ流れる鉄損電流ｉｃとに分かれる。電流ｉ１は、ｑ軸インダクタンスＬｑを経て、励磁インダクタンス（Ｌｄ−Ｌｑ）へ流れる励磁電流ｉｄｄと、トルク電流ｉｑｑとに分かれる。Ｌｄはｄ軸インダクタンスである。ＩＰＭＳＭの場合、交流モータ３の電気角速度ωは、ω＝ω2nである。 Referring to the equivalent circuit of IPMSM shown in FIG. 5 (2), the current i on the input side passes through the input side resistance r1 and the current i1 flowing to the q-axis inductance Lq and the iron loss current ic flowing to the iron loss resistance rc. And divided. The current i1 is divided into an excitation current idd that flows to the excitation inductance (Ld−Lq) via the q-axis inductance Lq, and a torque current iqq. Ld is a d-axis inductance. In the case of IPMSM, the electrical angular velocity ω of the AC motor 3 is ω = ω 2n .

ここで、ＩＰＭＳＭの回転子電気角速度をω2n、極対数をＮp、ＩＰＭＳＭマグネット磁束をφｄとする。速度電圧は、ω2n×φｄ＋ω2n×（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄｄであり、トルクτは、τ＝Ｎp×｛φｄ×ｉｑｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄｄ×ｉｑｑ｝となる。 Here, the rotor electrical angular velocity of the IPMSM is ω 2n , the number of pole pairs is N p , and the IPMSM magnet magnetic flux is φd. The speed voltage is ω 2n × φd + ω 2n × (Ld−Lq) × idd, and the torque τ is τ = N p × {φd × iqq + (Ld−Lq) × id × iqq}.

図５（３）に示すＳｙｎＲＭの等価回路を参照して、入力側の電流ｉは、入力側抵抗ｒ１を経て、ｑ軸インダクタンスＬｑへ流れる電流ｉ１と、鉄損抵抗ｒｃへ流れる鉄損電流ｉｃとに分かれる。電流ｉ１は、ｑ軸インダクタンスＬｑを経て、励磁インダクタンス（Ｌｄ−Ｌｑ）へ流れる励磁電流ｉｄｄと、トルク電流ｉｑｑとに分かれる。ＳｙｎＲＭの場合、交流モータ３の電気角速度ωは、ω＝ω2nである。 Referring to the equivalent circuit of SynRM shown in FIG. 5 (3), the current i on the input side passes through the input side resistance r1 and the current i1 flowing to the q-axis inductance Lq and the iron loss current ic flowing to the iron loss resistance rc. And divided. The current i1 is divided into an excitation current idd that flows to the excitation inductance (Ld−Lq) via the q-axis inductance Lq, and a torque current iqq. In the case of SynRM, the electrical angular velocity ω of the AC motor 3 is ω = ω 2n .

ここで、ＳｙｎＲＭの回転子電気角速度をω2n、極対数をＮpとする。速度電圧は、ω2n×（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄｄであり、トルクτは、τ＝Ｎp×（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄｄ×ｉｑｑとなる。 Here, the rotor electrical angular velocity of SynRM is ω 2n , and the number of pole pairs is N p . The speed voltage is ω 2n × (Ld−Lq) × idd, and the torque τ is τ = N p × (Ld−Lq) × idd × iqq.

〔制御装置１〕
次に、図１に示した制御装置１について詳細に説明する。以下、交流モータ３は、図５（２）に示したＩＰＭＳＭであるものとする。図１を参照して、この制御装置１は、鉄損電流補償部１０、電流制御部１１及び座標変換部１２，１３を備えている。 [Control device 1]
Next, the control device 1 shown in FIG. 1 will be described in detail. Hereinafter, the AC motor 3 is assumed to be the IPMSM shown in FIG. Referring to FIG. 1, the control device 1 includes an iron loss current compensation unit 10, a current control unit 11, and coordinate conversion units 12 and 13.

鉄損電流補償部１０は、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を入力すると共に、ＰＧ４から回転子角速度ωrを入力する。そして、鉄損電流補償部１０は、回転子角速度ωrから電気角速度ωを求め、電気角速度ω及び所定の鉄損抵抗推定値ｒｃ＾等に基づいて、鉄損電流を推定し、当該鉄損電流に基づいて、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を補正する。これにより、鉄損を補償するための補正後の励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’が生成される。鉄損電流補償部１０は、補正後の励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’を電流制御部１１に出力する。鉄損電流補償部１０の詳細については後述する。 The iron loss current compensator 10 receives the excitation current command id * and the torque current command iq * and also receives the rotor angular velocity ω r from PG4. Then, the iron loss current compensator 10 obtains the electric angular velocity ω from the rotor angular velocity ω r , estimates the iron loss current based on the electric angular velocity ω and the predetermined iron loss resistance estimated value rc ^, and the like. Based on the current, the excitation current command id * and the torque current command iq * are corrected. As a result, the corrected excitation current command id * ′ and torque current command iq * ′ for compensating for iron loss are generated. The iron loss current compensating unit 10 outputs the corrected excitation current command id * ′ and torque current command iq * ′ to the current control unit 11. Details of the iron loss current compensator 10 will be described later.

電流制御部１１は、減算部３０，３１及び制御部３２，３３を備えている。減算部３０は、鉄損電流補償部１０から励磁電流指令ｉｄ＊’を入力すると共に、後述する座標変換部１３から励磁電流検出値ｉｄを入力し、励磁電流指令ｉｄ＊’から励磁電流検出値ｉｄを減算し、励磁電流偏差値を制御部３２に出力する。   The current control unit 11 includes subtraction units 30 and 31 and control units 32 and 33. The subtractor 30 receives the excitation current command id * ′ from the iron loss current compensation unit 10 and also receives the excitation current detection value id from the coordinate conversion unit 13 described later, and the excitation current detection value from the excitation current command id * ′. The id is subtracted and the excitation current deviation value is output to the control unit 32.

減算部３１は、鉄損電流補償部１０からトルク電流指令ｉｑ＊’を入力すると共に、後述する座標変換部１３からトルク電流検出値ｉｑを入力し、トルク電流指令ｉｑ＊’からトルク電流検出値ｉｑを減算し、トルク電流偏差値を制御部３３に出力する。   The subtractor 31 receives the torque current command iq * ′ from the iron loss current compensator 10 and the torque current detection value iq from the coordinate conversion unit 13 described later, and the torque current detection value from the torque current command iq * ′. iq is subtracted, and the torque current deviation value is output to the control unit 33.

制御部３２は、減算部３０から励磁電流偏差値を入力し、当該励磁電流偏差値が０になるように電流制御し、励磁電圧指令ｖｄ＊を算出する。そして、制御部３２は、励磁電圧指令ｖｄ＊を座標変換部１２に出力する。   The control unit 32 inputs the excitation current deviation value from the subtraction unit 30, performs current control so that the excitation current deviation value becomes 0, and calculates the excitation voltage command vd *. Then, the control unit 32 outputs the excitation voltage command vd * to the coordinate conversion unit 12.

制御部３３は、減算部３１からトルク電流偏差値を入力し、当該トルク電流偏差値が０になるように電流制御し、トルク電圧指令ｖｑ＊を算出する。そして、制御部３３は、トルク電圧指令ｖｑ＊を座標変換部１２に出力する。   The control unit 33 inputs the torque current deviation value from the subtraction unit 31, performs current control so that the torque current deviation value becomes 0, and calculates a torque voltage command vq *. Then, the control unit 33 outputs the torque voltage command vq * to the coordinate conversion unit 12.

座標変換部１２は、電流制御部１１から励磁電圧指令ｖｄ＊及びトルク電圧指令ｖｑ＊を入力すると共に、図示しない回転磁界位置検出部により検出された回転磁界位置θを入力する。そして、座標変換部１２は、回転磁界位置θに基づいて、回転座標系の励磁電圧指令ｖｄ＊及びトルク電圧指令ｖｑ＊をＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）に変換する。座標変換部１２は、３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）を電力増幅器２に出力する。   The coordinate conversion unit 12 receives the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * from the current control unit 11 and the rotating magnetic field position θ detected by a rotating magnetic field position detection unit (not shown). Then, based on the rotating magnetic field position θ, the coordinate conversion unit 12 converts the excitation voltage command vd * and torque voltage command vq * of the rotating coordinate system into a three-phase AC voltage command (U-phase AC command) of the U-phase, V-phase, and W-phase. Voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv * and W-phase AC voltage command Vw *). The coordinate conversion unit 12 outputs a three-phase AC voltage command (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv *, and W-phase AC voltage command Vw *) to the power amplifier 2.

図示しない回転磁界位置検出部は、電気角速度ωを時間積分し、回転磁界位置θを検出する。   A rotating magnetic field position detector (not shown) detects the rotating magnetic field position θ by integrating the electrical angular velocity ω over time.

座標変換部１３は、電力増幅器２と交流モータ３との間に設けられた電流検出器により検出されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電流検出値（Ｕ相交流電流検出値ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値ｉｖ及びＷ相交流電流検出値ｉｗ）を入力すると共に、図示しない回転磁界位置検出部により検出された回転磁界位置θを入力する。そして、座標変換部１３は、回転磁界位置θに基づいて、３相交流電流検出値（Ｕ相交流電流検出値ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値ｉｖ及びＷ相交流電流検出値ｉｗ）を回転座標系の励磁電流検出値ｉｄ及びトルク電流検出値ｉｑに変換する。座標変換部１３は、励磁電流検出値ｉｄを電流制御部１１の減算部３０に出力すると共に、トルク電流検出値ｉｑを減算部３１に出力する。   The coordinate conversion unit 13 detects a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase AC current detection value (U-phase AC current detection value iu) detected by a current detector provided between the power amplifier 2 and the AC motor 3. , A V-phase AC current detection value iv and a W-phase AC current detection value iw) and a rotating magnetic field position θ detected by a rotating magnetic field position detector (not shown). The coordinate conversion unit 13 then rotates the three-phase alternating current detection values (the U-phase alternating current detection value iu, the V-phase alternating current detection value iv, and the W-phase alternating current detection value iw) based on the rotating magnetic field position θ. The excitation current detection value id and the torque current detection value iq of the system are converted. The coordinate conversion unit 13 outputs the excitation current detection value id to the subtraction unit 30 of the current control unit 11 and outputs the torque current detection value iq to the subtraction unit 31.

〔鉄損電流補償部１０〕
次に、図１に示した鉄損電流補償部１０について詳細に説明する。この鉄損電流補償部１０は、鉄損電流推定部２０、減算部２１及び加算部２２を備えている。前述のとおり、鉄損電流補償部１０は、交流モータ３の鉄損電流を推定し、当該鉄損電流を補償するために、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を補正し、励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’を生成する。 [Iron loss current compensator 10]
Next, the iron loss current compensator 10 shown in FIG. 1 will be described in detail. The iron loss current compensation unit 10 includes an iron loss current estimation unit 20, a subtraction unit 21, and an addition unit 22. As described above, the iron loss current compensator 10 estimates the iron loss current of the AC motor 3 and corrects the excitation current command id * and the torque current command iq * to compensate for the iron loss current. A command id * ′ and a torque current command iq * ′ are generated.

鉄損電流補償部１０の鉄損電流推定部２０は、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊を入力すると共に、回転子角速度ωrを入力する。また、鉄損電流推定部２０は、後述する実施例１において、さらに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾及びＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾を入力する。 Iron loss current estimation unit 20 of the iron loss current compensating unit 10 inputs the excitation current command id * and the torque current command iq *, and inputs the rotor angular velocity omega r. Further, the iron loss current estimation unit 20 further includes an iron loss resistance estimation value rc ^, a d-axis inductance estimation value Ld ^, a q-axis inductance estimation value Lq ^ and an IPMSM preset by the user in Example 1 described later. The magnet magnetic flux estimated value φd ^ is input.

また、鉄損電流推定部２０は、後述する実施例２において、さらに、トルク指令τ＊を入力すると共に、ユーザにより予め設定されたｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾及びＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾を入力する。実施例２では、鉄損電流推定部２０は、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を入力する代わりに、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を内部の処理にて推定する。尚、トルク電流指令ｉｑ＊とトルク指令τ＊とは、トルク電流指令ｉｑ＊がトルク指令τ＊に基づいて算出される関係にある。   Further, in Example 2 described later, the iron loss current estimation unit 20 further receives a torque command τ *, and the d-axis inductance estimated value Ld ^, q-axis inductance estimated value Lq ^ preset by the user, and IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^ is input. In the second embodiment, the iron loss current estimation unit 20 estimates the iron loss resistance estimated value rc ^ by internal processing instead of inputting the iron loss resistance estimated value rc ^. The torque current command iq * and the torque command τ * are in a relationship in which the torque current command iq * is calculated based on the torque command τ *.

鉄損電流推定部２０は、後述する実施例１において、励磁電流指令ｉｄ＊、トルク電流指令ｉｑ＊、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾及びＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾に基づいて、鉄損を補償するための励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。また、鉄損電流推定部２０は、後述する実施例２において、励磁電流指令ｉｄ＊、トルク電流指令ｉｑ＊、トルク指令τ＊、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾及びＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾に基づいて、鉄損を補償するための励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。鉄損電流推定部２０の詳細については後述する。   In Example 1, which will be described later, the iron loss current estimator 20 includes an exciting current command id *, a torque current command iq *, an iron loss resistance estimated value rc ^, a d-axis inductance estimated value Ld ^, and a q-axis inductance estimated value Lq ^. And the exciting iron loss current icd and the torque iron loss current icq for compensating the iron loss are calculated based on the estimated IPMSM magnetic flux φd ^. Further, the iron loss current estimation unit 20 in the second embodiment to be described later, an excitation current command id *, a torque current command iq *, a torque command τ *, a d-axis inductance estimated value Ld ^, a q-axis inductance estimated value Lq ^ and Based on the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, an exciting iron loss current icd and a torque iron loss current icq for compensating the iron loss are calculated. Details of the iron loss current estimation unit 20 will be described later.

減算部２１は、励磁電流指令ｉｄ＊を入力すると共に、鉄損電流推定部２０から励磁用鉄損電流ｉｃｄを入力し、励磁電流指令ｉｄ＊から励磁用鉄損電流ｉｃｄを減算することで励磁電流指令ｉｄ＊を補正し、励磁電流指令ｉｄ＊’を求める。そして、減算部２１は、補正後の励磁電流指令ｉｄ＊’を電流制御部１１の減算部３０に出力する。   The subtracting unit 21 inputs the excitation current command id *, inputs the excitation iron loss current icd from the iron loss current estimation unit 20, and subtracts the excitation iron loss current icd from the excitation current command id *. The current command id * is corrected to obtain the excitation current command id * ′. Then, the subtraction unit 21 outputs the corrected excitation current command id * ′ to the subtraction unit 30 of the current control unit 11.

加算部２２は、トルク電流指令ｉｑ＊を入力すると共に、鉄損電流推定部２０からトルク用鉄損電流ｉｃｑを入力し、トルク電流指令ｉｑ＊にトルク用鉄損電流ｉｃｑを加算することでトルク電流指令ｉｑ＊を補正し、トルク電流指令ｉｑ＊’を求める。そして、加算部２２は、補正後のトルク電流指令ｉｑ＊’を電流制御部１１の減算部３１に出力する。   The adder 22 receives the torque current command iq *, and also receives the torque iron loss current icq from the iron loss current estimation unit 20, and adds the torque iron loss current icq to the torque current command iq *. The current command iq * is corrected to obtain the torque current command iq * ′. Then, the addition unit 22 outputs the corrected torque current command iq * ′ to the subtraction unit 31 of the current control unit 11.

〔鉄損電流推定部２０／実施例１〕
次に、図１に示した鉄損電流推定部２０について、実施例１を説明する。実施例１では、ユーザは、様々に鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を設定し、各鉄損抵抗推定値ｒｃ＾に対応した、力行時における交流モータ３の回転子角速度ωrの加速時間、及び回生時における交流モータ３の回転子角速度ωrの減速時間を監視する。そして、ユーザは、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を設定する。 [Iron Loss Current Estimator 20 / Example 1]
Next, Example 1 is demonstrated about the iron loss electric current estimation part 20 shown in FIG. In Example 1, a user may variously set the iron loss resistance estimation value rc ^, corresponding to the iron loss resistance estimation value rc ^, acceleration time of the rotor angular velocity omega r of AC motor 3 during power running, and The deceleration time of the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 during regeneration is monitored. Then, the user sets the iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same.

実施例１の鉄損電流推定部２０は、ユーザにより力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となるように設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を入力し、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを推定する。そして、鉄損電流推定部２０により推定された励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを用いて、鉄損を補償する新たな励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’が生成される   The iron loss current estimation unit 20 of the first embodiment inputs the iron loss resistance estimated value rc ^ set so that the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same by the user, and the iron loss resistance The estimated iron loss current icd and the torque iron loss current icq are estimated using the estimated value rc ^. Then, using the exciting iron loss current icd and the torque iron loss current icq estimated by the iron loss current estimating unit 20, a new exciting current command id * ′ and torque current command iq * ′ for compensating the iron loss are obtained. Generated

ここで、交流モータ３の回転子角速度ωrの加速時間は、交流モータ３の回転が加速したときに、回転子角速度ωrが加速前の第１所定値から加速後の第２所定値へ到達する時間である。また、交流モータ３の回転子角速度ωrの減速時間は、交流モータ３の回転が減速したときに、回転子角速度ωrが減速前の第２所定値から減速後の第１所定値へ到達する時間である。実施例２についても同様である。 Here, the acceleration time of the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 is such that when the rotation of the AC motor 3 is accelerated, the rotor angular velocity ω r changes from the first predetermined value before acceleration to the second predetermined value after acceleration. It is time to reach. The deceleration time of the rotor angular speed ω r of the AC motor 3 is such that when the rotation of the AC motor 3 is reduced, the rotor angular speed ω r reaches the first predetermined value after deceleration from the second predetermined value before deceleration. It is time to do. The same applies to the second embodiment.

図２は、実施例１の鉄損電流推定部２０の構成例を示すブロック図である。この実施例１の鉄損電流推定部２０−１は、励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４を備えている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the iron loss current estimation unit 20 according to the first embodiment. The iron loss current estimating unit 20-1 of the first embodiment includes an excitation iron loss current calculating unit 23 and a torque iron loss current calculating unit 24.

励磁用鉄損電流算出手段２３は、トルク電流指令ｉｑ＊を入力すると共に、ＰＧ４から回転子角速度ωrを入力し、さらに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾及びｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾を入力する。そして、励磁用鉄損電流算出手段２３は、回転子角速度ωrに、予め設定された極対数Ｎpを乗算することで、電気角速度ωを求める。 The exciting iron loss current calculating means 23 receives the torque current command iq * and the rotor angular velocity ω r from PG4. Further, the iron loss resistance estimated value rc ^ and q-axis inductance preset by the user are input. The estimated value Lq ^ is input. The exciting iron loss current calculating means 23 obtains the electrical angular velocity ω by multiplying the rotor angular velocity ω r by a preset number of pole pairs Np.

励磁用鉄損電流算出手段２３は、以下の数式により、電気角速度ω、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾、トルク電流指令ｉｑ＊及び鉄損抵抗推定値ｒｃ＾から、励磁用鉄損電流ｉｃｄを算出する。
〔数式１〕
ｉｃｄ＝（ω×Ｌｑ＾×ｉｑ＊）／ｒｃ＾ ・・・（１）
ここで、ｑ軸磁束Ｌｑ×ｉｑｑによるｄ軸速度電圧が−ω×Ｌｑ×ｉｑｑとなり、励磁用鉄損電流（−ω×Ｌｑ×ｉｑｑ＋ｒ１×ｉｄｄ）／（ｒｃ＋ｒ１）が発生する。しかし、ｒ１成分は微小であるから無視することができ、前記数式（１）が導出される。 The exciting iron loss current calculating means 23 calculates the exciting iron loss current icd from the electrical angular velocity ω, the q-axis inductance estimated value Lq ^, the torque current command iq *, and the iron loss resistance estimated value rc ^ according to the following formula. To do.
[Formula 1]
icd = (ω × Lq ^ × iq *) / rc ^ (1)
Here, the d-axis velocity voltage due to the q-axis magnetic flux Lq × iqq becomes −ω × Lq × iqq, and the exciting iron loss current (−ω × Lq × iqq + r1 × idd) / (rc + r1) is generated. However, since the r1 component is very small, it can be ignored and the formula (1) is derived.

励磁用鉄損電流算出手段２３は、前記数式（１）にて算出した励磁用鉄損電流ｉｃｄを減算部２１に出力する。   The exciting iron loss current calculating means 23 outputs the exciting iron loss current icd calculated by the equation (1) to the subtracting unit 21.

トルク用鉄損電流算出手段２４は、励磁電流指令ｉｄ＊を入力すると共に、ＰＧ４から回転子角速度ωrを入力し、さらに、予め設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾及びＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾を入力する。そして、励磁用鉄損電流算出手段２３は、回転子角速度ωrに、予め設定された極対数Ｎpを乗算することで、電気角速度ωを求める。 The torque iron loss current calculating means 24 receives the excitation current command id * and the rotor angular speed ω r from PG4, and further sets the iron loss resistance estimated value rc ^ and the d-axis inductance estimated value set in advance. Input Ld ^ and IPMSM magnet magnetic flux estimate φd ^. The exciting iron loss current calculating means 23 obtains the electrical angular velocity ω by multiplying the rotor angular velocity ω r by a preset number of pole pairs Np.

トルク用鉄損電流算出手段２４は、以下の数式により、電気角速度ω、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、励磁電流指令ｉｄ＊、ＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾及び鉄損抵抗推定値ｒｃ＾から、トルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。
〔数式２〕
ｉｃｑ＝｛（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）＋（ω×φｄ＾）｝／ｒｃ＾ ・・・（２）
ここで、ｄ軸磁束（Ｌｄ×ｉｄｄ＋φｄ）によるｑ軸速度電圧がω×（Ｌｄ×ｉｄｄ＋φｄ）となり、トルク用鉄損電流｛ω×（Ｌｄ×ｉｄｄ＋φｄ）＋ｒ１×ｉｑｑ｝／（ｒｃ＋ｒ１）が発生する。しかし、ｒ１成分は微小であるから無視することができ、前記数式（２）が導出される。 The torque iron loss current calculating means 24 calculates the electrical angular velocity ω, the d-axis inductance estimated value Ld ^, the excitation current command id *, the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, and the iron loss resistance estimated value rc ^ according to the following formula. The iron loss current icq for torque is calculated.
[Formula 2]
icq = {(ω × Ld ^ × id *) + (ω × φd ^)} / rc ^ (2)
Here, the q-axis velocity voltage due to the d-axis magnetic flux (Ld × idd + φd) becomes ω × (Ld × idd + φd), and the iron loss current for torque {ω × (Ld × idd + φd) + r1 × iqq} / (rc + r1) is generated. . However, since the r1 component is very small, it can be ignored and the formula (2) is derived.

トルク用鉄損電流算出手段２４は、前記数式（２）にて算出したトルク用鉄損電流ｉｃｑを加算部２２に出力する。   The torque iron loss current calculation means 24 outputs the torque iron loss current icq calculated by the mathematical formula (2) to the adder 22.

図６は、励磁電流指令ｉｄ＊が励磁用鉄損電流ｉｃｄを用いて補正され、励磁電圧指令ｖｄ＊が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。減算部２１は、励磁電流指令ｉｄ＊及び励磁用鉄損電流ｉｃｄを入力し、励磁電流指令ｉｄ＊から励磁用鉄損電流ｉｃｄを減算し、鉄損電流を補償した新たな励磁電流指令ｉｄ＊’を求め、励磁電流指令ｉｄ＊’を減算部３０に出力する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of processing until the excitation current command id * is corrected using the excitation iron loss current icd and the excitation voltage command vd * is calculated. The subtracting unit 21 receives the excitation current command id * and the iron loss current icd for excitation, subtracts the iron loss current icd for excitation from the excitation current command id *, and a new excitation current command id * that compensates for the iron loss current. 'Is obtained and the excitation current command id *' is output to the subtracting unit 30.

減算部３０は、減算部２１から励磁電流指令ｉｄ＊’を入力すると共に、励磁電流検出値ｉｄを入力し、励磁電流指令ｉｄ＊’から励磁電流検出値ｉｄを減算し、励磁電流偏差値を制御部３２に出力する。制御部３２は、減算部３０から励磁電流偏差値を入力し、当該励磁電流偏差値が０になるように電流制御し、励磁電圧指令ｖｄ＊を算出し、励磁電圧指令ｖｄ＊を出力する。後述する実施例２についても同様である。   The subtractor 30 inputs the excitation current command id * ′ from the subtractor 21 and also receives the excitation current detection value id, subtracts the excitation current detection value id from the excitation current command id * ′, and calculates the excitation current deviation value. Output to the control unit 32. The control unit 32 inputs the excitation current deviation value from the subtraction unit 30, performs current control so that the excitation current deviation value becomes 0, calculates the excitation voltage command vd *, and outputs the excitation voltage command vd *. The same applies to Example 2 described later.

図７は、トルク電流指令ｉｑ＊がトルク用鉄損電流ｉｃｑを用いて補正され、トルク電圧指令ｖｑ＊が算出されるまでの処理の流れを説明する図である。加算部２２は、トルク電流指令ｉｑ＊及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを入力し、トルク電流指令ｉｑ＊にトルク用鉄損電流ｉｃｑを加算し、鉄損電流を補償した新たなトルク電流指令ｉｑ＊’を求め、トルク電流指令ｉｑ＊’を減算部３１に出力する。   FIG. 7 is a diagram for explaining the flow of processing until the torque current command iq * is corrected using the torque iron loss current icq and the torque voltage command vq * is calculated. The adder 22 inputs the torque current command iq * and the iron loss current icq for torque, adds the iron loss current icq for torque to the torque current command iq *, and a new torque current command iq * compensated for the iron loss current. 'Is obtained and the torque current command iq *' is output to the subtractor 31.

減算部３１は、加算部２２からトルク電流指令ｉｑ＊’を入力すると共に、トルク電流検出値ｉｑを入力し、トルク電流指令ｉｑ＊’からトルク電流検出値ｉｑを減算し、トルク電流偏差値を制御部３３に出力する。制御部３３は、減算部３１からトルク電流偏差値を入力し、当該トルク電流偏差値が０になるように電流制御し、トルク電圧指令ｖｑ＊を算出し、トルク電圧指令ｖｑ＊を出力する。後述する実施例２についても同様である。   The subtractor 31 receives the torque current command iq * ′ from the adder 22 and also receives the torque current detection value iq, subtracts the torque current detection value iq from the torque current command iq * ′, and calculates the torque current deviation value. Output to the control unit 33. The control unit 33 inputs the torque current deviation value from the subtraction unit 31, performs current control so that the torque current deviation value becomes 0, calculates the torque voltage command vq *, and outputs the torque voltage command vq *. The same applies to Example 2 described later.

ユーザは、自らが設定した様々な鉄損抵抗推定値ｒｃ＾に対応する交流モータ３の回転子角速度ωrを監視し、力行時の交流モータ３の加速時間と、回生時の交流モータ３の減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を探索する。そして、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値ｒｃ＾がユーザにより設定され、鉄損電流推定部２０−１は、その鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を入力することで、制御装置１は、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、交流モータ３の制御を行う。 The user monitors the rotor angular velocity ω r of the AC motor 3 corresponding to various iron loss resistance estimation values rc ^ set by the user, and determines the acceleration time of the AC motor 3 during power running and the AC motor 3 during regeneration. The iron loss resistance estimated value rc ^ having the same deceleration time is searched. Then, the iron loss resistance estimated value rc ^ in which the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration is the same is set by the user, and the iron loss current estimation unit 20-1 uses the estimated iron loss resistance value rc ^. By inputting, the control device 1 controls the AC motor 3 using the iron loss resistance estimated value rc ^.

これにより、力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が用いられるから、交流モータ３のトルクリニアリティは、力行時及び回生時において同一とすることができる。   Thereby, since the iron loss resistance estimated value rc ^ in which the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration is the same is used, the torque linearity of the AC motor 3 may be the same during power running and regeneration. it can.

〔シミュレーション結果〕
次に、実施例１の鉄損電流推定部２０−１を備えた制御装置１のシミュレーション結果について説明する。図９は、実施例１のシミュレーション結果を示すグラフであり、交流モータ３がＩＭ、鉄損補償あり、鉄損抵抗ｒｃ＝２６．７Ωの場合を示している。図１１は、従来技術のシミュレーション結果を示すグラフであり、交流モータ３がＩＭであり、鉄損補償なしの場合を示している。これらのシミュレーション結果は、コンピュータを用いて得られたものである。 〔simulation result〕
Next, the simulation result of the control apparatus 1 provided with the iron loss current estimation part 20-1 of Example 1 is demonstrated. FIG. 9 is a graph showing a simulation result of Example 1, and shows a case where the AC motor 3 has IM, iron loss compensation, and iron loss resistance rc = 26.7Ω. FIG. 11 is a graph showing a simulation result of the prior art, and shows a case where the AC motor 3 is IM and there is no iron loss compensation. These simulation results were obtained using a computer.

図９及び図１１において、シミュレーション結果は、グラフの上から、回転子角速度ωr、励磁電流指令ｉｄ＊’、励磁電流検出値ｉｄ、トルク電流指令ｉｑ＊、トルク電流指令ｉｑ＊’、トルク電流検出値ｉｑ及び端子電圧指令ｖ１＊の特性を示している。端子電圧指令ｖ１＊は、励磁電圧指令ｖｄ＊及びトルク電圧指令ｖｑ＊をベクトル合成した指令であり、√（｜ｖｄ＊｜2＋｜ｖｑ＊｜2）にて算出される。 9 and 11, the simulation results are shown in the graph from the top of the graph: rotor angular velocity ω r , excitation current command id * ′, excitation current detection value id, torque current command iq *, torque current command iq * ′, torque current The characteristic of detected value iq and terminal voltage command v1 * is shown. The terminal voltage command v1 * is a command obtained by vector synthesis of the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq *, and is calculated by √ (| vd * | 2 + | vq * | 2 ).

図１１の従来技術では、鉄損補償がないから、励磁電流指令ｉｄ＊’＝ｉｄ＊、及びトルク電流指令ｉｑ＊’＝ｉｑ＊である。   In the prior art of FIG. 11, since there is no iron loss compensation, the excitation current command id * ′ = id * and the torque current command iq * ′ = iq *.

図１１の従来技術のシミュレーション結果から、励磁電流指令ｉｄ＊’に対応した励磁電流検出値ｉｄが得られ、トルク電流指令ｉｑ＊’に対応したトルク電流検出値ｉｑが得られていることがわかる。また、鉄損補償がないから、力行時における回転子角速度ωrの加速時間Ｔ１と、回生時における回転子角速度ωrの減速時間Ｔ２とが異なり、Ｔ１＞Ｔ２であることがわかる。これは、力行時にトルクが低下して不足し、回生時にトルクが上昇して過剰となっていることを意味する。つまり、トルクリニアリティは、力行時及び回生時において同一ではない。 From the simulation result of the prior art in FIG. 11, it can be seen that the excitation current detection value id corresponding to the excitation current command id * ′ is obtained, and the torque current detection value iq corresponding to the torque current command iq * ′ is obtained. . Further, since there is no iron loss compensation, it can be seen that the acceleration time T1 of the rotor angular velocity ω r during power running is different from the deceleration time T2 of the rotor angular velocity ω r during regeneration, and T1> T2. This means that the torque decreases and becomes insufficient during power running, and the torque increases and becomes excessive during regeneration. That is, the torque linearity is not the same during power running and regeneration.

これに対し、図９の実施例１のシミュレーション結果から、トルク電流指令ｉｑ＊と補正後のトルク電流指令ｉｑ＊’とに差があり、この差がトルク用鉄損電流ｉｃｑであることがわかる。また、励磁電流指令ｉｄ＊’に対応した励磁電流検出値ｉｄが得られ、トルク電流指令ｉｑ＊’に対応したトルク電流検出値ｉｑが得られている。   In contrast, the simulation result of Example 1 in FIG. 9 shows that there is a difference between the torque current command iq * and the corrected torque current command iq * ′, and this difference is the torque iron loss current icq. . Further, an excitation current detection value id corresponding to the excitation current command id * ′ is obtained, and a torque current detection value iq corresponding to the torque current command iq * ′ is obtained.

また、力行時における回転子角速度ωrの加速時間Ｔ１と、回生時における回転子角速度ωrの減速時間Ｔ２とが同一となり、Ｔ１＝Ｔ２であることがわかる。これは、トルク用鉄損電流ｉｃｑによりトルク電流指令ｉｑ＊から新たなトルク電流指令ｉｑ＊’が生成され、励磁用鉄損電流ｉｃｄによりグラフにない励磁電流指令ｉｄ＊から新たな励磁電流指令ｉｄ＊’が生成されることで、鉄損が補償され、力行時に不足していたトルクを増加させ、回生時に過剰であったトルクを低下させたからである。つまり、トルクリニアリティは、力行時及び回生時において同一となり、図１１に比べて改善されている。 It can also be seen that the acceleration time T1 of the rotor angular velocity ω r during power running is the same as the deceleration time T2 of the rotor angular velocity ω r during regeneration, and T1 = T2. This is because a new torque current command iq * ′ is generated from the torque current command iq * by the torque iron loss current icq, and a new excitation current command id from the excitation current command id * not shown in the graph by the excitation iron loss current icd. This is because the generation of * 'compensated for iron loss, increased the torque that was insufficient during powering, and decreased the torque that was excessive during regeneration. That is, the torque linearity is the same during power running and regeneration, which is improved as compared to FIG.

以上のように、本発明の実施形態の制御装置１は、実施例１の鉄損電流推定部２０−１を有する鉄損電流補償部１０を備えている。鉄損電流推定部２０−１の励磁用鉄損電流算出手段２３は、トルク電流指令ｉｑ＊及び電気角速度ω、並びに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾及びｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＾を用いて、前記数式（１）により、励磁用鉄損電流ｉｃｄ＝（ω×Ｌｑ＾×ｉｑ＊）／ｒｃ＾を算出するようにした。   As described above, the control device 1 according to the embodiment of the present invention includes the iron loss current compensation unit 10 including the iron loss current estimation unit 20-1 of the first example. The exciting iron loss current calculating means 23 of the iron loss current estimating unit 20-1 includes the torque current command iq * and the electrical angular velocity ω, and the iron loss resistance estimated value rc ^ and the q-axis inductance estimated value preset by the user. Using Lq ^, the exciting iron loss current icd = (ω * Lq ^ * iq *) / rc ^ is calculated from the equation (1).

また、鉄損電流推定部２０−１のトルク用鉄損電流算出手段２４は、励磁電流指令ｉｄ＊及び電気角速度ω、並びに、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾及びＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾を用いて、前記数式（２）により、トルク用鉄損電流ｉｃｑ＝｛（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）＋（ω×φｄ＾）｝／ｒｃ＾を算出するようにした。   Moreover, the iron loss current calculating means 24 for torque of the iron loss current estimating unit 20-1 includes the excitation current command id * and the electrical angular velocity ω, the iron loss resistance estimated value rc ^ preset by the user, and the d-axis inductance. Using the estimated value Ld ^ and the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^, the iron loss current for torque icq = {(ω * Ld ^ * id *) + (ω * φd ^)} / rc according to the equation (2). ^ Was calculated.

減算部２１は、励磁電流指令ｉｄ＊から励磁用鉄損電流ｉｃｄを減算し、鉄損電流を補償した新たな励磁電流指令ｉｄ＊’を求める。また、加算部２２は、トルク電流指令ｉｑ＊にトルク用鉄損電流ｉｃｑを加算し、鉄損電流を補償した新たなトルク電流指令ｉｑ＊’を求める。そして、電流制御部１１は、新たな励磁電流指令ｉｄ＊’と励磁電流検出値ｉｄとの間の偏差が０になるように、励磁電圧指令ｖｄ＊を算出する。また、電流制御部１１は、新たなトルク電流指令ｉｑ＊’とトルク電流検出値ｉｑとの間の偏差が０になるように、トルク電圧指令ｖｑ＊を算出する。   The subtracting unit 21 subtracts the exciting iron loss current icd from the exciting current command id * to obtain a new exciting current command id * ′ that compensates for the iron loss current. Further, the adding unit 22 adds the torque iron loss current icq to the torque current command iq * to obtain a new torque current command iq * ′ that compensates for the iron loss current. Then, the current control unit 11 calculates the excitation voltage command vd * so that the deviation between the new excitation current command id * ′ and the excitation current detection value id becomes zero. Further, the current control unit 11 calculates the torque voltage command vq * so that the deviation between the new torque current command iq * ′ and the detected torque current value iq becomes zero.

このようにして算出された励磁電圧指令ｖｄ＊及びトルク電圧指令ｖｑ＊は、３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）に変換され、電力増幅器２を介して交流モータ３が制御される。   The excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * thus calculated are three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv * and W-phase AC voltage command Vw *). The AC motor 3 is controlled via the power amplifier 2.

ユーザは、様々に鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を設定し、各鉄損抵抗推定値ｒｃ＾に対応した交流モータ３の回転子角速度ωrを監視し、力行時における交流モータ３の回転子角速度ωrの加速時間と、回生時における交流モータ３の回転子角速度ωrの減速時間とが同一となる鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を探索する。そして、ユーザは、力行時の加速時間と回生時の加速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を設定する。 The user sets various iron loss resistance estimated values rc ^, monitors the rotor angular speed ω r of the AC motor 3 corresponding to each iron loss resistance estimated value rc ^, and the rotor angular speed of the AC motor 3 during power running. omega acceleration time and the r, and the rotor angular velocity omega r deceleration time of the AC motor 3 at the time of regeneration to explore the iron loss resistance estimation value rc ^ having the same. And a user sets iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time at the time of power running and the acceleration time at the time of regeneration may become the same.

鉄損電流推定部２０−１は、ユーザにより力行時の加速時間と回生時の減速時間とが同一となるように設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を入力し、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを推定する。そして、鉄損電流推定部２０により推定された励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを用いて、鉄損を補償する新たな励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’が生成され、交流モータ３が制御される。   The iron loss current estimation unit 20-1 inputs the iron loss resistance estimated value rc ^ set so that the acceleration time during power running and the deceleration time during regeneration are the same by the user, and the iron loss resistance estimated value. Using rc ^, the iron loss current icd for excitation and the iron loss current icq for torque are estimated. Then, using the exciting iron loss current icd and the torque iron loss current icq estimated by the iron loss current estimating unit 20, a new exciting current command id * ′ and torque current command iq * ′ for compensating the iron loss are obtained. The AC motor 3 is generated.

これにより、力行時及び回生時において、交流モータ３にて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊へ反映することができる。そして、交流モータ３にて発生する鉄損を補償することで、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   Thereby, compensation of the iron loss generated in the AC motor 3 during power running and regeneration can be reflected in the excitation current command id * and the torque current command iq *. Then, by compensating for the iron loss generated in the AC motor 3, an actual torque corresponding to the torque command can be obtained, and the torque linearity can be improved.

〔鉄損電流推定部２０／実施例２〕
次に、図１に示した鉄損電流推定部２０について、実施例２を説明する。実施例１では、ユーザにより力行時の加速時間と回生時の加速時間とが同一となるように設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いるようにした。これに対し、実施例２の鉄損電流推定部２０は、力行時の加速時間と回生時の加速時間とが同一となるように鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を推定し、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを推定する。そして、鉄損電流推定部２０により推定された励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを用いて、鉄損を補償する新たな励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’が生成される [Iron loss current estimation unit 20 / Example 2]
Next, Example 2 is described about the iron loss current estimation part 20 shown in FIG. In the first embodiment, the iron loss resistance estimated value rc ^ set so that the acceleration time during power running and the acceleration time during regeneration is the same by the user is used. On the other hand, the iron loss current estimation unit 20 of the second embodiment estimates the iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time during power running is the same as the acceleration time during regeneration, and the iron loss resistance estimation is performed. Using the value rc ^, the iron loss current icd for excitation and the iron loss current icq for torque are estimated. Then, using the exciting iron loss current icd and the torque iron loss current icq estimated by the iron loss current estimating unit 20, a new exciting current command id * ′ and torque current command iq * ′ for compensating the iron loss are obtained. Generated

図３は、実施例２の鉄損電流推定部２０の構成例を示すブロック図である。この実施例２の鉄損電流推定部２０−２は、励磁用鉄損電流算出手段２３、トルク用鉄損電流算出手段２４及び鉄損抵抗推定手段２５を備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the iron loss current estimation unit 20 according to the second embodiment. The iron loss current estimating unit 20-2 of the second embodiment includes an exciting iron loss current calculating unit 23, a torque iron loss current calculating unit 24, and an iron loss resistance estimating unit 25.

図２に示した実施例１の鉄損電流推定部２０−１と図３に示す実施例２の鉄損電流推定部２０−２とを比較すると、鉄損電流推定部２０−１，２０−２は、励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４を備えている点で同一である。これに対し、実施例２の鉄損電流推定部２０−２は、実施例１の鉄損電流推定部２０−１の構成に加え、さらに鉄損抵抗推定手段２５を備えている点で相違する。   When comparing the iron loss current estimation unit 20-1 of the first embodiment shown in FIG. 2 and the iron loss current estimation unit 20-2 of the second embodiment shown in FIG. 3, the iron loss current estimation units 20-1, 20- No. 2 is the same in that an exciting iron loss current calculating means 23 and a torque iron loss current calculating means 24 are provided. On the other hand, the iron loss current estimation unit 20-2 of the second embodiment is different in that the iron loss resistance estimation means 25 is further provided in addition to the configuration of the iron loss current estimation unit 20-1 of the first embodiment. .

詳細には、実施例１の鉄損電流推定部２０−１は、ユーザにより予め設定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いるのに対し、実施例２の鉄損電流推定部２０−２は、鉄損抵抗推定手段２５により推定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いる点で相違する。また、実施例２の鉄損電流推定部２０−２は、トルク指令τ＊を入力する点で、実施例１の鉄損電流推定部２０−１と相違する。   Specifically, the iron loss current estimation unit 20-1 of the first embodiment uses the iron loss resistance estimation value rc ^ preset by the user, whereas the iron loss current estimation unit 20-2 of the second embodiment The difference is that the estimated iron loss resistance value rc ^ estimated by the iron loss resistance estimating means 25 is used. Moreover, the iron loss current estimation unit 20-2 of the second embodiment is different from the iron loss current estimation unit 20-1 of the first embodiment in that a torque command τ * is input.

励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４は、図２に示した実施例１の鉄損電流推定部２０−１に備えた構成部と同じであるから、ここでは説明を省略する。   The exciting iron loss current calculating means 23 and the torque iron loss current calculating means 24 are the same as the components provided in the iron loss current estimating section 20-1 of the first embodiment shown in FIG. Is omitted.

鉄損抵抗推定手段２５は、まず、予め設定された初期の鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４に出力する。これにより、励磁用鉄損電流算出手段２３は、初期の鉄損抵抗推定値ｒｃ＾をパラメータとして、前記数式（１）を用いて、励磁用鉄損電流ｉｃｄを算出する。同様に、トルク用鉄損電流算出手段２４は、初期の鉄損抵抗推定値ｒｃ＾をパラメータとして、前記数式（２）を用いて、トルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。そして、励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑを用いて、新たな励磁電流指令ｉｄ＊’及びトルク電流指令ｉｑ＊’が生成され、交流モータ３が制御される。   The iron loss resistance estimating means 25 first outputs a preset initial iron loss resistance estimated value rc ^ to the exciting iron loss current calculating means 23 and the torque iron loss current calculating means 24. Thereby, the exciting iron loss current calculating means 23 calculates the exciting iron loss current icd using the mathematical formula (1) with the initial estimated iron loss resistance value rc ^ as a parameter. Similarly, the torque iron loss current calculation means 24 calculates the torque iron loss current icq using the mathematical formula (2) with the initial iron loss resistance estimated value rc ^ as a parameter. Then, a new exciting current command id * ′ and torque current command iq * ′ are generated using the exciting iron loss current icd and the torque iron loss current icq, and the AC motor 3 is controlled.

そして、鉄損抵抗推定手段２５は、トルク指令τ＊を入力すると共に、ＰＧ４から回転子角速度ωrを入力し、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出する。そして、鉄損抵抗推定手段２５は、トルク指令τ＊及び回転子加速度ωr・に基づいて、交流モータ３の加速時間Ｊａ＾及び減速時間Ｊｄ＾を算出する。 Then, the iron loss resistance estimating means 25 receives the torque command τ * and also receives the rotor angular velocity ω r from PG 4 and calculates the rotor acceleration ω r · based on the rotor angular velocity ω r . Then, the iron loss resistance estimating means 25 calculates the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ of the AC motor 3 based on the torque command τ * and the rotor acceleration ω r ·.

鉄損抵抗推定手段２５は、加速時間Ｊａ＾と減速時間Ｊｄ＾とが同一になるように、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を同定することで、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を推定する。鉄損抵抗推定手段２５は、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４に出力する。鉄損抵抗推定手段２５の詳細については後述する。   The iron loss resistance estimation means 25 estimates the iron loss resistance estimated value rc ^ by identifying the iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ become the same. The iron loss resistance estimating means 25 outputs the iron loss resistance estimated value rc ^ to the exciting iron loss current calculating means 23 and the torque iron loss current calculating means 24. Details of the iron loss resistance estimating means 25 will be described later.

そして、励磁用鉄損電流算出手段２３は、鉄損抵抗推定手段２５から鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を入力し、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾をパラメータとして、前記数式（１）を用いて、励磁用鉄損電流ｉｃｄを算出する。同様に、トルク用鉄損電流算出手段２４は、鉄損抵抗推定手段２５から鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を入力し、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾をパラメータとして、前記数式（２）を用いて、トルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。これにより、交流モータ３が制御され、時間の経過と共に、鉄損抵抗推定手段２５により推定される鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が安定し、加速時間Ｊａ＾と減速時間Ｊｄ＾とが同一になるように、鉄損補償が有効に機能した交流モータ３の制御が実現される。   Then, the exciting iron loss current calculating means 23 receives the estimated iron loss resistance value rc ^ from the iron loss resistance estimating means 25, and uses the calculated iron loss resistance value rc ^ as a parameter, using the equation (1). Then, the iron loss current icd for excitation is calculated. Similarly, the iron loss current calculating means 24 for torque receives the iron loss resistance estimated value rc ^ from the iron loss resistance estimating means 25, and uses the mathematical expression (2) using the iron loss resistance estimated value rc ^ as a parameter. Thus, the iron loss current icq for torque is calculated. Thereby, AC motor 3 is controlled, and over time, iron loss resistance estimated value rc ^ estimated by iron loss resistance estimating means 25 becomes stable, and acceleration time Ja ^ and deceleration time Jd ^ become the same. Thus, the control of the AC motor 3 in which the iron loss compensation functions effectively is realized.

図４は、図３に示した鉄損抵抗推定手段２５の構成例を示すブロック図である。この鉄損抵抗推定手段２５は、加速時間算出段２６、減速時間算出段２７及び鉄損抵抗推定段２８を備えている。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the iron loss resistance estimation unit 25 shown in FIG. The iron loss resistance estimation means 25 includes an acceleration time calculation stage 26, a deceleration time calculation stage 27, and an iron loss resistance estimation stage 28.

加速時間算出段２６は、トルク指令τ＊を入力すると共に、ＰＧ４から回転子角速度ωrを入力し、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出する。そして、加速時間算出段２６は、トルク指令τ＊及び回転子加速度ωr・に基づいて、以下の数式により、交流モータ３の加速時間Ｊａ＾を算出する。加速時間算出段２６は、加速時間Ｊａ＾を鉄損抵抗推定段２８に出力する。
〔数式３〕
Ｊａ＾(n)＝Ｊａ＾(n-1)＋｛（Ｐ０×ωr・(n)）／（１＋Ｐ０×ωr・2(n)）｝
×｛τ＊(n)−Ｊａ＾(n-1)×ωr・(n)｝ ・・・（３）
ただし、ｎはサンプリング時間であり、ωr・(n)≧０である。Ｐ０はフィルタゲインである。 The acceleration time calculation stage 26 receives the torque command τ * and also receives the rotor angular velocity ω r from PG 4 and calculates the rotor acceleration ω r · based on the rotor angular velocity ω r . Then, the acceleration time calculation stage 26 calculates the acceleration time Ja ^ of the AC motor 3 by the following formula based on the torque command τ * and the rotor acceleration ω r ·. The acceleration time calculation stage 26 outputs the acceleration time Ja ^ to the iron loss resistance estimation stage 28.
[Formula 3]
Ja ^ (n) = Ja ^ (n-1) + {(P0 * [omega] r. (N)) / (1 + P0 * [omega] r * 2 (n))}
× {τ * (n) −Ja ^ (n−1) × ω r · (n)} (3)
Here, n is the sampling time, and ω r · (n) ≧ 0. P0 is a filter gain.

減速時間算出段２７は、トルク指令τ＊を入力すると共に、ＰＧ４から回転子角速度ωrを入力し、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出する。そして、減速時間算出段２７は、トルク指令τ＊及び回転子加速度ωr・に基づいて、以下の数式により、交流モータ３の減速時間Ｊｄ＾を算出する。減速時間算出段２７は、減速時間Ｊｄ＾を鉄損抵抗推定段２８に出力する。
〔数式４〕
Ｊｄ＾(n)＝Ｊｄ＾(n-1)＋｛（Ｐ０×ωr・(n)）／（１＋Ｐ０×ωr・2(n)）｝
×｛τ＊(n)−Ｊｄ＾(n-1)×ωr・(n)｝ ・・・（４）
ただし、ωr・(n)≦０である。Ｐ０はフィルタゲインである。 The deceleration time calculation stage 27 receives the torque command τ * and also receives the rotor angular velocity ω r from PG 4 and calculates the rotor acceleration ω r · based on the rotor angular velocity ω r . Then, the deceleration time calculating stage 27 calculates the deceleration time Jd ^ of the AC motor 3 by the following formula based on the torque command τ * and the rotor acceleration ω r ·. The deceleration time calculation stage 27 outputs the deceleration time Jd ^ to the iron loss resistance estimation stage 28.
[Formula 4]
Jd ^ (n) = Jd ^ (n-1) + {(P0 * [omega] r. (N)) / (1 + P0 * [omega] r * 2 (n))}
× {τ * (n) −Jd ^ (n−1) × ω r · (n)} (4)
However, ω r · (n) ≦ 0. P0 is a filter gain.

鉄損抵抗推定段２８は、加速時間算出段２６及び減速時間算出段２７から、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾のパラメータに対応する加速時間Ｊａ＾及び減速時間Ｊｄ＾を入力する。そして、鉄損抵抗推定段２８は、加速時間Ｊａ＾と減速時間Ｊｄ＾とが同一になるように鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を同定することで、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を推定する。このように、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を同定することにより、加速時間Ｊａ＾と減速時間Ｊｄ＾とが同一になるように、鉄損補償が有効に機能した鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が求められる。鉄損抵抗推定段２８は、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４に出力する。   The iron loss resistance estimation stage 28 inputs the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ corresponding to the parameters of the iron loss resistance estimated value rc ^ from the acceleration time calculation stage 26 and the deceleration time calculation stage 27. Then, the iron loss resistance estimation stage 28 estimates the iron loss resistance estimated value rc ^ by identifying the iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ are the same. In this way, by identifying the iron loss resistance estimated value rc ^, the iron loss resistance estimated value rc ^ in which the iron loss compensation functioned effectively so that the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ become the same. Desired. The iron loss resistance estimating stage 28 outputs the estimated iron loss resistance value rc ^ to the exciting iron loss current calculating means 23 and the torque iron loss current calculating means 24.

図８は、鉄損抵抗推定段２８の構成例及び処理の流れを示すブロック図である。この処理は、加速時間Ｊａ＾及び減速時間Ｊｄ＾から鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が同定されることで、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が推定されるまでの流れを示している。   FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the iron loss resistance estimation stage 28 and a processing flow. This process shows a flow until the iron loss resistance estimated value rc ^ is estimated by identifying the iron loss resistance estimated value rc ^ from the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^.

鉄損抵抗推定段２８は、減算部４０、加算部４１、除算部４２、正規化定数化部４３、低速フィルタ４４、可変比例ゲイン部４５、リミッタ４６、ＲＣレギュレータ４７、リミッタ４８、減算部４９、乗算部５０及び保持部５１を備えている。鉄損抵抗推定段２８は、これらの構成部により、加速時間Ｊａ＾と減速時間Ｊｄ＾とが同一になるように、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を同定し、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を推定する。   The iron loss resistance estimation stage 28 includes a subtraction unit 40, an addition unit 41, a division unit 42, a normalization constant unit 43, a low speed filter 44, a variable proportional gain unit 45, a limiter 46, an RC regulator 47, a limiter 48, and a subtraction unit 49. , A multiplication unit 50 and a holding unit 51 are provided. The iron loss resistance estimation stage 28 identifies the iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ become the same by these components, and the iron loss resistance estimated value rc ^ is determined. presume.

減算部４０は、加速時間算出段２６から加速時間Ｊａ＾（n）を入力すると共に、減速時間算出段２７から減速時間Ｊｄ＾（n）を入力し、加速時間Ｊａ＾（n）から減速時間Ｊｄ＾（n）を減算し、減算結果である時間差を正規化定数化部４３に出力する。   The subtracting unit 40 inputs the acceleration time Ja ^ (n) from the acceleration time calculation stage 26, and also receives the deceleration time Jd ^ (n) from the deceleration time calculation stage 27, and the deceleration time from the acceleration time Ja ^ (n). Jd ^ (n) is subtracted, and the time difference as the subtraction result is output to the normalized constant unit 43.

加算部４１は、加速時間算出段２６から加速時間Ｊａ＾（n）を入力すると共に、減速時間算出段２７から減速時間Ｊｄ＾（n）を入力し、加速時間Ｊａ＾（n）に減速時間Ｊｄ＾（n）を加算し、加算結果を除算部４２に出力する。除算部４２は、加算部４１から加算結果を入力し、加算結果を２で除算し、除算結果を同定加速定数Ｊ＾（n）として正規化定数化部４３に出力する。   The adder 41 inputs the acceleration time Ja ^ (n) from the acceleration time calculation stage 26 and also inputs the deceleration time Jd ^ (n) from the deceleration time calculation stage 27, and the deceleration time is added to the acceleration time Ja ^ (n). Jd ^ (n) is added and the addition result is output to the division unit 42. The division unit 42 receives the addition result from the addition unit 41, divides the addition result by 2, and outputs the division result to the normalized constant unit 43 as an identification acceleration constant J ^ (n).

正規化定数化部４３は、減算部４０から時間差を入力すると共に、除算部４２から同定加速定数Ｊ＾（n）を入力し、時間差を同定加速定数Ｊ＾（n）で除算することで正規化定数化し、正規化定数を低速フィルタ４４に出力する。   The normalization constant unit 43 receives the time difference from the subtraction unit 40 and the identification acceleration constant J ^ (n) from the division unit 42, and normalizes by dividing the time difference by the identification acceleration constant J ^ (n). The normalized constant is output and the normalized constant is output to the low speed filter 44.

低速フィルタ４４は、正規化定数化部４３から正規化定数を入力し、正規化定数に｛（Ｐ０×ωr 2(n)）／（１＋Ｐ０×ωr 2(n)）｝を乗算することで低速フィルタ処理を施す。そして、低速フィルタ４４は、低速フィルタ処理後の正規化定数εを可変比例ゲイン部４５及びＲＣレギュレータ４７に出力する。 The slow filter 44 receives the normalization constant from the normalization constant unit 43 and multiplies the normalization constant by {(P0 × ω r 2 (n)) / (1 + P0 × ω r 2 (n))}. Apply low-speed filtering. Then, the low speed filter 44 outputs the normalized constant ε after the low speed filter processing to the variable proportional gain unit 45 and the RC regulator 47.

可変比例ゲイン部４５は、低速フィルタ４４から正規化定数εを入力し、Ｋｐ＊／（１＋Ｐ０×ε2）を算出することで可変比例ゲイン処理を施し、算出結果であるゲインＫｐをリミッタ４６に出力する。 The variable proportional gain unit 45 receives the normalization constant ε from the low-speed filter 44, calculates Kp * / (1 + P0 × ε 2 ), performs variable proportional gain processing, and supplies the gain Kp, which is the calculation result, to the limiter 46. Output.

リミッタ４６は、可変比例ゲイン部４５からゲインＫｐを入力し、上限値＝Ｋｐ＊及び下限値＝１として、ゲインＫｐに対し上下限値内に制限する処理を施し、上下限処理後のゲインＫｐをＲＣレギュレータ４７に出力する。   The limiter 46 receives the gain Kp from the variable proportional gain unit 45, sets the upper limit value = Kp * and the lower limit value = 1, limits the gain Kp within the upper and lower limit values, and performs the gain Kp after the upper / lower limit process. Is output to the RC regulator 47.

ＲＣレギュレータ４７は、低速フィルタ４４から正規化定数εを入力すると共に、リミッタ４６からゲインＫｐを入力し、正規化定数εにゲインＫｐを乗算することでゲイン処理を施し、乗算結果である補正値δをリミッタ４８に出力する。   The RC regulator 47 receives the normalization constant ε from the low-speed filter 44 and also receives the gain Kp from the limiter 46, performs gain processing by multiplying the normalization constant ε by the gain Kp, and a correction value that is a multiplication result δ is output to the limiter 48.

リミッタ４８は、ＲＣレギュレータ４７から補正値δを入力し、上限値＝１として、補正値δに対し上限値以下に制限する処理を施し、上限処理後の補正値δを減算部４９に出力する。   The limiter 48 receives the correction value δ from the RC regulator 47, sets the upper limit value = 1, limits the correction value δ to the upper limit value or less, and outputs the correction value δ after the upper limit process to the subtractor 49. .

減算部４９は、リミッタ４８から補正値δを入力すると共に、定数１を入力し、定数１から補正値δを減算し、減算結果（１−δ）を乗算部５０に出力する。   The subtractor 49 receives the correction value δ from the limiter 48, inputs the constant 1, subtracts the correction value δ from the constant 1, and outputs the subtraction result (1−δ) to the multiplier 50.

乗算部５０は、減算部４９から減算結果（１−δ）を入力すると共に、後述する保持部５１から鉄損抵抗保持値ｒｃ＊を入力し、減算結果（１−δ）に鉄損抵抗保持値ｒｃ＊を乗算する。そして、乗算部５０は、乗算結果である鉄損抵抗推定値ｒｃ＾（ｎ）を保持部５１に出力すると共に、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾（ｎ）をサンプリング時間ｎの鉄損抵抗推定値ｒｃ＾として励磁用鉄損電流算出手段２３及びトルク用鉄損電流算出手段２４に出力する。   The multiplication unit 50 inputs the subtraction result (1-δ) from the subtraction unit 49 and also inputs the iron loss resistance holding value rc * from the holding unit 51 described later, and holds the iron loss resistance in the subtraction result (1-δ). Multiply by the value rc *. Multiplying unit 50 outputs iron loss resistance estimated value rc ^ (n), which is the multiplication result, to holding unit 51, and uses iron loss resistance estimated value rc ^ (n) as the iron loss resistance estimated value at sampling time n. rc ^ is output to the exciting iron loss current calculating means 23 and the torque iron loss current calculating means 24.

保持部５１は、乗算部５０から鉄損抵抗推定値ｒｃ＾（ｎ）を入力し、これを、過去のサンプリング時間（ｎ−１）の鉄損抵抗推定値ｒｃ＾（ｎ−１）として保持する。そして、保持部５１は、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾（ｎ−１）を、乗算部５０が次のサンプリング時間ｎの処理にて用いるための鉄損抵抗保持値ｒｃ＊として乗算部５０に出力する。   The holding unit 51 receives the iron loss resistance estimated value rc ^ (n) from the multiplying unit 50, and holds this as the iron loss resistance estimated value rc ^ (n-1) of the past sampling time (n-1). To do. Then, holding unit 51 outputs iron loss resistance estimated value rc ^ (n-1) to multiplication unit 50 as iron loss resistance holding value rc * for use in processing of next sampling time n by multiplication unit 50. To do.

このように、鉄損抵抗推定段２８により、加速時間Ｊａ＾（ｎ）から減速時間Ｊｄ＾（ｎ）を減算した減算結果がプラス側に大きいほど、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が小さくなるように制御され、当該減算結果が０となるように、すなわち加速時間Ｊａ＾（ｎ）と減速時間Ｊｄ＾（ｎ）とが同一になるように、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾（ｎ）が同定される。   Thus, the iron loss resistance estimation value rc ^ decreases as the subtraction result obtained by subtracting the deceleration time Jd ^ (n) from the acceleration time Ja ^ (n) by the iron loss resistance estimation stage 28 increases toward the plus side. The iron loss resistance estimated value rc ^ (n) is identified so that the subtraction result is 0, that is, the acceleration time Ja ^ (n) and the deceleration time Jd ^ (n) are the same. Is done.

〔シミュレーション結果〕
次に、実施例２の鉄損電流推定部２０−２を備えた制御装置１のシミュレーション結果について説明する。図１０は、実施例２のシミュレーション結果を示すグラフであり、交流モータ３がＩＭ、鉄損補償ありの場合を示している。このシミュレーション結果は、コンピュータを用いて得られたものである。 〔simulation result〕
Next, the simulation result of the control apparatus 1 provided with the iron loss current estimation part 20-2 of Example 2 is demonstrated. FIG. 10 is a graph showing the simulation result of Example 2, and shows a case where the AC motor 3 has IM and iron loss compensation. This simulation result was obtained using a computer.

図１０において、シミュレーション結果は、グラフの上から、回転子角速度ωr、励磁電流指令ｉｄ＊’、励磁電流検出値ｉｄ、トルク指令τ＊、トルク電流指令ｉｑ＊’、トルク電流検出値ｉｑ及び鉄損抵抗推定値ｒｃ＾の特性を示している。 In FIG. 10, the simulation results are shown in the graph from the top of the graph: rotor angular velocity ω r , excitation current command id * ′, excitation current detection value id, torque command τ *, torque current command iq * ′, torque current detection value iq, The characteristic of the iron loss resistance estimated value rc ^ is shown.

このシミュレーション結果から、最初は鉄損補償が有効に機能していないから、図１１の従来技術のシミュレーション結果と同様に、力行時における回転子角速度ωrの加速時間Ｔ１（加速時間Ｊａ＾に相当）と、回生時における回転子角速度ωrの減速時間Ｔ２（減速時間Ｊｄ＾に相当）とが異なり、Ｔ１＞Ｔ２であることがわかる。そして、時間の経過と共に鉄損補償が有効に機能するようになり、図９の実施例１のシミュレーション結果と同様に、加速時間Ｔ１と減速時間Ｔ２とが同一となり、Ｔ１＝Ｔ２となることがわかる。これは、加速時間Ｔ１と減速時間Ｔ２とが同一となるように鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が推定され、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、励磁用鉄損電流ｉｃｄ及びトルク用鉄損電流ｉｃｑが推定され、鉄損が補償されるからである。鉄損抵抗推定値ｒｃ＾は、時間の経過と共に、安定した値となる。 From this simulation result, since iron loss compensation does not function effectively at first, the acceleration time T1 of the rotor angular velocity ω r during powering (corresponding to the acceleration time Ja ^) is similar to the simulation result of the prior art in FIG. ), and it is different from the rotor angular velocity ω r deceleration time of T2 (corresponding to the deceleration time Jd ^) at the time of regeneration, it is understood that T1> T2. Then, the iron loss compensation functions effectively with the passage of time, and the acceleration time T1 and the deceleration time T2 become the same as in the simulation result of the first embodiment of FIG. 9, and T1 = T2. Recognize. This is because the estimated iron loss resistance value rc ^ is estimated so that the acceleration time T1 and the deceleration time T2 are the same, and the exciting iron loss current icd and the torque iron are calculated using the estimated iron loss resistance value rc ^. This is because the loss current icq is estimated and the iron loss is compensated. The iron loss resistance estimated value rc ^ becomes a stable value as time passes.

以上のように、本発明の実施形態の制御装置１は、実施例２の鉄損電流推定部２０−２を有する鉄損電流補償部１０を備えている。鉄損電流推定部２０−２の鉄損抵抗推定手段２５は、予め設定された初期の鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を出力し、当該鉄損抵抗推定値ｒｃ＾に従い交流モータ３が制御される。   As described above, the control device 1 according to the embodiment of the present invention includes the iron loss current compensation unit 10 including the iron loss current estimation unit 20-2 of the second example. The iron loss resistance estimation means 25 of the iron loss current estimation unit 20-2 outputs a preset initial iron loss resistance estimation value rc ^, and the AC motor 3 is controlled according to the iron loss resistance estimation value rc ^. .

そして、鉄損抵抗推定手段２５に備えた加速時間算出段２６は、回転子角速度ωrに基づいて回転子加速度ωr・を算出し、トルク指令τ＊及び回転子加速度ωr・に基づいて、前記数式（３）により、交流モータ３の加速時間Ｊａ＾を算出する。また、減速時間算出段２７は、トルク指令τ＊及び回転子加速度ωr・に基づいて、前記数式（４）により、交流モータ３の減速時間Ｊｄ＾を算出する。 Then, the acceleration time calculation stage 26 provided in the iron loss resistance estimation means 25 calculates the rotor acceleration ω r · based on the rotor angular velocity ω r, and based on the torque command τ * and the rotor acceleration ω r ·. , The acceleration time Ja ^ of the AC motor 3 is calculated by the mathematical formula (3). Further, the deceleration time calculation stage 27 calculates the deceleration time Jd ^ of the AC motor 3 by the above formula (4) based on the torque command τ * and the rotor acceleration ω r ·.

鉄損抵抗推定段２８は、加速時間Ｊａ＾と減速時間Ｊｄ＾とが同一になるように鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を同定することで、鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を推定する。   The iron loss resistance estimation stage 28 estimates the iron loss resistance estimated value rc ^ by identifying the iron loss resistance estimated value rc ^ so that the acceleration time Ja ^ and the deceleration time Jd ^ are the same.

励磁用鉄損電流算出手段２３は、鉄損抵抗推定段２８により推定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、前記数式（１）により、励磁用鉄損電流ｉｃｄを算出する。また、トルク用鉄損電流算出手段２４は、鉄損抵抗推定段２８により推定された鉄損抵抗推定値ｒｃ＾を用いて、前記数式（２）により、トルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。   The exciting iron loss current calculating means 23 calculates the exciting iron loss current icd from the mathematical expression (1) using the estimated iron loss resistance value rc ^ estimated by the iron loss resistance estimating stage 28. Further, the torque iron loss current calculating means 24 calculates the torque iron loss current icq according to the equation (2) using the iron loss resistance estimated value rc ^ estimated by the iron loss resistance estimating stage 28.

そして、減算部２１は、励磁電流指令ｉｄ＊から励磁用鉄損電流ｉｃｄを減算し、鉄損電流を補償した新たな励磁電流指令ｉｄ＊’を求め、加算部２２は、トルク電流指令ｉｑ＊にトルク用鉄損電流ｉｃｑを加算し、鉄損電流を補償した新たなトルク電流指令ｉｑ＊’を求める。そして、電流制御部１１は、励磁電圧指令ｖｄ＊及びトルク電圧指令ｖｑ＊を算出する。   The subtracting unit 21 subtracts the exciting iron loss current icd from the exciting current command id * to obtain a new exciting current command id * ′ compensated for the iron loss current, and the adding unit 22 determines the torque current command iq *. Is added to the torque iron loss current icq to obtain a new torque current command iq * ′ compensated for the iron loss current. Then, the current control unit 11 calculates the excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq *.

このようにして算出された励磁電圧指令ｖｄ＊及びトルク電圧指令ｖｑ＊は、３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）に変換され、電力増幅器２を介して交流モータ３が制御される。   The excitation voltage command vd * and the torque voltage command vq * thus calculated are three-phase AC voltage commands (U-phase AC voltage command Vu *, V-phase AC voltage command Vv * and W-phase AC voltage command Vw *). The AC motor 3 is controlled via the power amplifier 2.

そして、時間の経過と共に、鉄損抵抗推定手段２５により推定される鉄損抵抗推定値ｒｃ＾が安定し、鉄損補償が有効に機能した交流モータ３の制御が実現される。   Then, with the passage of time, the iron loss resistance estimated value rc ^ estimated by the iron loss resistance estimating means 25 is stabilized, and the control of the AC motor 3 in which the iron loss compensation functions effectively is realized.

これにより、力行時及び回生時において、交流モータ３にて発生する鉄損の補償を、励磁電流指令ｉｄ＊及びトルク電流指令ｉｑ＊へ反映することができる。そして、交流モータ３にて発生する鉄損を補償することで、トルク指令に対応する実トルクを得ることができ、トルクリニアリティを改善することができる。   Thereby, compensation of the iron loss generated in the AC motor 3 during power running and regeneration can be reflected in the excitation current command id * and the torque current command iq *. Then, by compensating for the iron loss generated in the AC motor 3, an actual torque corresponding to the torque command can be obtained, and the torque linearity can be improved.

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。前記実施形態では、交流モータ３をＩＰＭＳＭ（図５（２）を参照）として説明した。本発明は、交流モータ３をＩＰＭＳＭに限定するものではなく、ＩＭ（図５（１）を参照）及びＳｙｎＲＭ（図５（３）を参照）等にも適用がある。交流モータ３がＩＭまたはＳｙｎＲＭの場合は、ＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾＝０とすればよい。すなわち、図１に示した制御装置１において、鉄損電流補償部１０の鉄損電流推定部２０は、ＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾を入力しない。   The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea thereof. In the embodiment, the AC motor 3 has been described as the IPMSM (see FIG. 5 (2)). The present invention does not limit the AC motor 3 to the IPMSM, but is applicable to IM (see FIG. 5 (1)), SynRM (see FIG. 5 (3)), and the like. When the AC motor 3 is IM or SynRM, the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^ = 0 may be set. That is, in the control device 1 shown in FIG. 1, the iron loss current estimating unit 20 of the iron loss current compensating unit 10 does not input the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^.

つまり、鉄損電流推定部２０は、ＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値φｄ＾＝０を入力した場合と同様の処理を行い、図２及び図３に示したトルク用鉄損電流算出手段２４は、以下の数式により、電気角速度ω、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＾、励磁電流指令ｉｄ＊及び鉄損抵抗推定値ｒｃ＾から、トルク用鉄損電流ｉｃｑを算出する。
〔数式２’〕
ｉｃｑ＝（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）／ｒｃ＾ ・・・（２’） That is, the iron loss current estimating unit 20 performs the same processing as when the IPMSM magnet magnetic flux estimated value φd ^ = 0 is input, and the torque iron loss current calculating means 24 shown in FIGS. The iron loss current for torque icq is calculated from the electrical angular velocity ω, the d-axis inductance estimated value Ld ^, the excitation current command id *, and the iron loss resistance estimated value rc ^ using mathematical formulas.
[Formula 2 ']
icq = (ω × Ld ^ × id *) / rc ^ (2 ′)

１ 制御装置
２ 電力増幅器
３ 交流モータ
４ ＰＧ（パルスジェネレータ）
１０ 鉄損電流補償部
１１ 電流制御部
１２，１３ 座標変換部
２０ 鉄損電流推定部
２１，３０，３１，４０，４９ 減算部
２２，４１ 加算部
２３ 励磁用鉄損電流算出手段
２４ トルク用鉄損電流算出手段
２５ 鉄損抵抗推定手段
２６ 加速時間算出段
２７ 減速時間算出段
２８ 鉄損抵抗推定段
３２，３３ 制御部
４２ 除算部
４３ 正規化定数化部
４４ 低速フィルタ
４５ 可変比例ゲイン部
４６，４８ リミッタ
４７ ＲＣレギュレータ
５０ 乗算部
５１ 保持部
ｉｄ＊，ｉｄ＊’ 励磁電流指令
ｉｑ＊，ｉｑ＊’ トルク電流指令
ｉｃｄ 励磁用鉄損電流
ｉｃｑ トルク用鉄損電流
ｖｄ＊ 励磁電圧指令
ｖｑ＊ トルク電圧指令
Ｖｕ＊ Ｕ相交流電圧指令
Ｖｖ＊ Ｖ相交流電圧指令
Ｖｗ＊ Ｗ相交流電圧指令
ｉｕ Ｕ相交流電流検出値
ｉｖ Ｖ相交流電流検出値
ｉｗ Ｗ相交流電流検出値
ｉｄ 励磁電流検出値
ｉｑ トルク電流検出値
ωr 回転子角速度
ω 電気角速度
ｒｃ＾ 鉄損抵抗推定値
Ｌｄ＾ ｄ軸インダクタンス推定値
Ｌｑ＾ ｑ軸インダクタンス推定値
φｄ＾ ＩＰＭＳＭマグネット磁束推定値
ｒ１ 入力側抵抗
ｒ２ｎ 出力側抵抗
ｉ１ 電流
ｉｃ 鉄損電流
ｉｄｄ 励磁電流
ｉｑｑ トルク電流
ｒｃ 鉄損抵抗
σ 漏れ係数
Ｎp 極対数
Ｌｄ ｄ軸インダクタンス
Ｌｑ ｑ軸インダクタンス
φｄ ＩＰＭＳＭマグネット磁束
σＬ１ 漏れインダクタンス
（１−σ）Ｌ１，（Ｌｄ−Ｌｑ） 励磁インダクタンス
θ 回転磁界位置
ωr・ 回転子加速度
Ｊａ＾ 加速時間
Ｊｄ＾ 減速時間
τ＊ トルク指令
ω2n 回転子電気角速度
ωs すべり周波数
Ｊ＾ 同定加速定数
ε 正規化定数
Ｋｐ ゲイン
δ 補正値
ｒｃ＊ 鉄損抵抗保持値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 Power amplifier 3 AC motor 4 PG (pulse generator)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Iron loss current compensation part 11 Current control part 12, 13 Coordinate conversion part 20 Iron loss current estimation part 21, 30, 31, 40, 49 Subtraction part 22, 41 Adder 23 Excitation iron loss current calculation means 24 Torque iron Loss current calculation means 25 Iron loss resistance estimation means 26 Acceleration time calculation stage 27 Deceleration time calculation stage 28 Iron loss resistance estimation stages 32 and 33 Control section 42 Division section 43 Normalization constant conversion section 44 Low speed filter 45 Variable proportional gain section 46, 48 Limiter 47 RC regulator 50 Multiplying unit 51 Holding unit id *, id * 'Excitation current command iq *, iq *' Torque current command icd Excitation iron loss current icq Torque iron loss current vd * Excitation voltage command vq * Torque voltage Command Vu * U phase AC voltage command Vv * V phase AC voltage command Vw * W phase AC voltage command iu U phase AC current detection value iv V phase AC current detection value iw W phase AC Flow detection value id exciting current detection value iq torque current detection value omega r rotor speed omega electrical angular rc ^ iron loss resistance estimation value Ld ^ d-axis inductance estimate Lq ^ q-axis inductance estimate .phi.d ^ IPMSM magnet flux estimation value r1 Input side resistance r2n Output side resistance i1 Current ic Iron loss current idd Excitation current iqq Torque current rc Iron loss resistance σ Leakage coefficient N p Number of pole pairs Ld d axis inductance Lq q axis inductance φd IPMSM magnet magnetic flux σL1 Leakage inductance (1-σ) L1, (Ld-Lq) Excitation inductance θ Rotating magnetic field position ω r · Rotor acceleration Ja ^ Acceleration time Jd ^ Deceleration time τ * Torque command ω 2n Rotor electrical angular velocity ω s Slip frequency J ^ Identification acceleration constant ε Normalization constant Kp gain δ correction value rc * Iron loss resistance holding value

Claims (5)

励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、
前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、
前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、
前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たな励磁電流指令を求める加算部と、を備え、
前記鉄損電流推定部は、
前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びｑ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、
前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値、ｄ軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、並びに予め設定された鉄損抵抗推定値及びｄ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備えたことを特徴とする制御装置。 In the control device that controls the AC motor based on the excitation current command and the torque current command,
An iron loss current estimator for estimating the iron loss current for excitation and the iron loss current for torque to compensate for the iron loss generated in the AC motor;
A subtracting unit for subtracting the exciting iron loss current estimated by the iron loss current estimating unit from the exciting current command to obtain a new exciting current command;
An addition unit for adding a torque iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit to the torque current command and obtaining a new excitation current command;
The iron loss current estimation unit is
An exciting iron loss current calculating means for calculating the exciting iron loss current based on the torque current command, the electrical angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value and a q-axis inductance estimated value;
The excitation current command, the electrical angular velocity of the AC motor, and a preset iron loss resistance estimated value, a d-axis inductance estimated value and a magnet magnetic flux estimated value, or the excitation current command, the electrical angular velocity of the AC motor, and And a torque iron loss current calculating means for calculating the torque iron loss current based on the set iron loss resistance estimated value and the d-axis inductance estimated value. 請求項１に記載の制御装置において、
前記予め設定された鉄損抵抗推定値を、前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における前記交流モータの加速時間と回生時における前記交流モータの減速時間とが同一のときの値とする、ことを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1,
The preset iron loss resistance estimated value is a value obtained when the acceleration time of the AC motor during power running obtained from the angular velocity of the rotor of the AC motor and the deceleration time of the AC motor during regeneration are the same. A control device characterized by that. 励磁電流指令及びトルク電流指令に基づいて、交流モータを制御する制御装置において、
前記交流モータにて発生する鉄損を補償するための励磁用鉄損電流及びトルク用鉄損電流を推定する鉄損電流推定部と、
前記励磁電流指令から、前記鉄損電流推定部により推定された励磁用鉄損電流を減算し、新たな励磁電流指令を求める減算部と、
前記トルク電流指令に、前記鉄損電流推定部により推定されたトルク用鉄損電流を加算し、新たな励磁電流指令を求める加算部と、を備え、
前記鉄損電流推定部は、
前記交流モータの回転子角速度から得られる力行時における加速時間と回生時における減速時間とが同一となるように、鉄損抵抗推定値を同定する鉄損抵抗推定手段と、
前記トルク電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された前記鉄損抵抗推定値、及び予め設定されたｑ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記励磁用鉄損電流を算出する励磁用鉄損電流算出手段と、
前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたｄ軸インダクタンス推定値及びマグネット磁束推定値、または、前記励磁電流指令、前記交流モータの電気角速度、前記鉄損抵抗推定手段により同定された鉄損抵抗推定値、並びに予め設定されたｄ軸インダクタンス推定値に基づいて、前記トルク用鉄損電流を算出するトルク用鉄損電流算出手段と、を備えたことを特徴とする制御装置。 In the control device that controls the AC motor based on the excitation current command and the torque current command,
An iron loss current estimator for estimating the iron loss current for excitation and the iron loss current for torque to compensate for the iron loss generated in the AC motor;
A subtracting unit for subtracting the exciting iron loss current estimated by the iron loss current estimating unit from the exciting current command to obtain a new exciting current command;
An addition unit for adding a torque iron loss current estimated by the iron loss current estimation unit to the torque current command and obtaining a new excitation current command;
The iron loss current estimation unit is
Iron loss resistance estimation means for identifying an iron loss resistance estimation value so that the acceleration time during powering obtained from the angular velocity of the rotor of the AC motor and the deceleration time during regeneration are the same;
Based on the torque current command, the electrical angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and a preset q-axis inductance estimated value, the exciting iron loss current is An excitation iron loss current calculating means for calculating;
The excitation current command, the electrical angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, the preset d-axis inductance estimated value and the magnet magnetic flux estimated value, or the excitation current command The torque iron for calculating the torque iron loss current based on the electrical angular velocity of the AC motor, the iron loss resistance estimated value identified by the iron loss resistance estimating means, and the preset d-axis inductance estimated value And a loss current calculating means. 請求項３に記載の制御装置において、
前記鉄損抵抗推定手段は、
前記交流モータの回転子角速度及びトルク指令に基づいて、前記力行時における前記加速時間及び前記回生時における前記減速時間を算出し、前記加速時間と前記減速時間とが同一となるように、前記鉄損抵抗推定値を同定する、ことを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 3,
The iron loss resistance estimating means includes
Based on the rotor angular velocity and torque command of the AC motor, the acceleration time during the power running and the deceleration time during the regeneration are calculated, and the acceleration time and the deceleration time are the same. A control device that identifies an estimated value of loss resistance. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の制御装置において、
前記励磁用鉄損電流をｉｃｄ、前記トルク用鉄損電流をｉｃｑ、前記鉄損抵抗推定値をｒｃ＾、前記電気角速度をω、前記ｑ軸インダクタンス推定値をＬｑ＾、前記トルク電流指令をｉｑ＊、前記ｄ軸インダクタンス推定値をＬｄ＾、前記励磁電流指令をｉｄ＊、前記マグネット磁束推定値をφｄ＾として、
前記励磁用鉄損電流算出手段は、
以下の数式：
ｉｃｄ＝（ω×Ｌｑ＾×ｉｑ＊）／ｒｃ＾
により、前記励磁用鉄損電流を算出し、
前記トルク用鉄損電流算出手段は、
以下の数式：
ｉｃｑ＝｛（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）＋（ω×φｄ＾）｝／ｒｃ＾
、または以下の数式：
ｉｃｑ＝（ω×Ｌｄ＾×ｉｄ＊）／ｒｃ＾
により、前記トルク用鉄損電流を算出する、ことを特徴とする制御装置。 In the control device according to any one of claims 1 to 3,
The exciting iron loss current is icd, the torque iron loss current is icq, the iron loss resistance estimated value is rc ^, the electrical angular velocity is ω, the q-axis inductance estimated value is Lq ^, and the torque current command is iq *, Where the d-axis inductance estimated value is Ld ^, the excitation current command is id *, and the magnet magnetic flux estimated value is φd ^,
The exciting iron loss current calculating means includes:
The following formula:
icd = (ω × Lq ^ × iq *) / rc ^
To calculate the iron loss current for excitation,
The torque iron loss current calculating means includes:
The following formula:
icq = {(ω × Ld ^ × id *) + (ω × φd ^)} / rc ^
Or the following formula:
icq = (ω × Ld ^ × id *) / rc ^
The torque iron loss current is calculated by the control device.
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