JP2023136199A - Method of calculating torque of permanent magnet synchronous motor, torque calculation device, and program - Google Patents
Method of calculating torque of permanent magnet synchronous motor, torque calculation device, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023136199A JP2023136199A JP2022041691A JP2022041691A JP2023136199A JP 2023136199 A JP2023136199 A JP 2023136199A JP 2022041691 A JP2022041691 A JP 2022041691A JP 2022041691 A JP2022041691 A JP 2022041691A JP 2023136199 A JP2023136199 A JP 2023136199A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- permanent magnet
- calculation
- motor
- magnet synchronous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 title claims abstract description 47
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 45
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 abstract description 19
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 15
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、永久磁石同期モータのトルク算出方法、トルク算出装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a torque calculation method, a torque calculation device, and a program for a permanent magnet synchronous motor.
従来、様々な機器においてモータが利用されている。モータには様々な種類のものがあり、例えば、永久磁石同期電動機（ＰＭ（Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータ）が挙げられる。PMモータは小型／高効率なモータであることから、電動アクチュエータの動力源として使用されている。電動アクチュエータのスムーズな動きを損なう原因の一つにモータ起因のトルク脈動がある。トルク脈動の抑制手段の一つとして、モータの電流に重畳させた高調波を制御してトルク脈動を抑制するトルク脈動抑制制御がある。図７に、トルク脈動抑制制御が可能な、ＰＭモータの制御装置７００の概略構成を示す。制御装置７００では、高調波電流変換部７０２にてトルク脈動を抑制するための電流高調波の指令値を作成する。ここでは、高調波電流変換部７０２は、トルク指令値とロータ回転角を入力として、電流とトルクの関係式に基づいて高調波電流の振幅と位相を算出する。高調波電流の振幅と位相を算出するための関係式の計算精度はトルク脈動の抑制効果に直結することから、高精度なトルク算出方法が必要になる。
Conventionally, motors have been used in various devices. There are various types of motors, such as permanent magnet synchronous motors (PM (Permanent Magnet) motors). PM motors are small and highly efficient motors, so they are used as power sources for electric actuators. One of the causes of impairing the smooth movement of an electric actuator is torque pulsation caused by the motor. As one means for suppressing torque pulsation, there is torque pulsation suppression control that suppresses torque pulsation by controlling harmonics superimposed on the motor current. FIG. 7 shows a schematic configuration of a PM
例えば、特許文献１では、モータのトルクの算出方法として、エネルギー保存則に基づいて定式化したトルク式に、磁界解析または実測で取得した磁束、インダクタンス、コギングトルクを用いてトルクを算出する方法が開示されている。また、特許文献２では、モータの制御性を向上させるために、トルクをマグネットトルクとリラクタンストルクに分けて計算する方法が開示されている。
For example,
特許文献１の方法では、本来、非線形特性であるコア磁気特性を線形近似して定式化して用いているため、磁束や磁気エネルギーの電流依存性が考慮されてない。また、特許文献２の方法では、マグネットトルクとリラクタンストルクは電流と磁束の外積項のみしか考慮されておらず、また、コギングトルクも考慮されていない。以上より、各特許文献の方法はトルクの計算精度について改良の余地がある。
In the method of
上記課題を鑑み、本発明は、従来よりも精度を向上させた、永久磁石同期モータのトルクの算出方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor, which has improved accuracy compared to the conventional method.
上記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。すなわち、永久磁石同期モータのトルクを算出するトルク算出方法であって、
前記永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出工程と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出工程と、
を有する。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, a torque calculation method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor,
a first calculation step of calculating magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by a FP (Frozen Permeability) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. process and
has.
また、本発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、永久磁石同期モータのトルクを算出するトルク算出装置であって、
前記永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出手段と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出手段と、
を有する。
Further, another embodiment of the present invention has the following configuration. That is, a torque calculation device that calculates the torque of a permanent magnet synchronous motor,
a first calculation means for calculating magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by a frozen permeability (FP) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. means and
has.
また、本発明の別の形態は以下の構成を有する。すなわち、コンピュータに、
永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出工程と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出工程と、
を実行させるためのプログラムを提供する。
Further, another embodiment of the present invention has the following configuration. In other words, the computer
a first calculation step of calculating the magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by the FP (Frozen Permeability) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. process and
Provide a program to run.
本発明により、従来よりも精度を向上させた、永久磁石同期モータのトルクの算出方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor with improved accuracy compared to the conventional method.
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を説明するための一実施形態であり、本発明を限定して解釈されることを意図するものではなく、また、各実施形態で説明されている全ての構成が本発明の課題を解決するために必須の構成であるとは限らない。また、各図面において、同じ構成要素については、同じ参照番号を付すことにより対応関係を示す。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings and the like. The embodiment described below is one embodiment for explaining the present invention, and is not intended to be interpreted as limiting the present invention, and the embodiments described in each embodiment Not all configurations are essential for solving the problems of the present invention. Furthermore, in each drawing, correspondence is indicated by assigning the same reference numerals to the same components.
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について説明を行う。本発明に係る永久磁石同期モータ（以下、単に「モータ」とも称する）のトルク算出方法は、例えば、モータの制御に用いることが可能であり、モータの制御の際に電流とトルクの関係性から電流指令値の生成に使用してもよい。
<First embodiment>
The first embodiment of the present invention will be described below. The torque calculation method for a permanent magnet synchronous motor (hereinafter also simply referred to as "motor") according to the present invention can be used, for example, to control a motor, and can be used to calculate the torque from the relationship between current and torque when controlling the motor. It may also be used to generate a current command value.
［装置構成］
図１は、本実施形態に係る算出方法を実行可能な情報処理装置の全体構成の一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る情報処理装置１は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などが用いられてよく、その構成は特に限定するものではない。また、情報処理装置１は、本実施形態に係るモータの制御を行う制御装置と一体になった構成であってもよい。
[Device configuration]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the overall configuration of an information processing device that can execute the calculation method according to the present embodiment. The
情報処理装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１３、入力装置１４、表示装置１５、および通信装置１６を含んで構成される。ＣＰＵ１０は、情報処理装置１全体の制御を司る部位であり、例えば、ＨＤＤ１３に格納されたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現してよい。ＲＯＭ１１は、不揮発性の記憶領域である。ＲＡＭ１２は、揮発性の記憶領域であり、一時的なデータの保存場所として用いられる。ＨＤＤ１３は、不揮発性の記憶領域であり、各種プログラムやデータが記憶、管理される。入力装置１４は、外部からの入力を受け付ける部位であり、例えば、マウスやキーボードなどから構成される。表示装置１５は、各種情報を表示するための部位であり、例えば、液晶ディスプレイなどが該当する。なお、入力装置１４と表示装置１５が一体となったタッチパネルディスプレイが用いられてもよい。通信装置１６は、外部装置（不図示）とネットワーク（不図示）を介して通信するための部位である。ここでの通信は、有線／無線は問わず、また、通信規格なども特に限定するものではない。
The
情報処理装置１は、後述する本実施形態に係る算出方法を実行するためのプログラムの他、電磁界解析を行うための汎用の電磁界解析ソフトウェアを実行可能な構成であってよい。なお、各ソフトウェアやプログラムは、必ずしも後述するトルク算出方法を実行する装置と同じ装置で実行される必要はない。例えば、上記のようなプログラムが別個の装置で実行された後、その処理結果が本実施形態に係るトルク算出方法が実行される装置に入力されるような構成であってもよい。
The
本実施形態のモータ算出方法が適用可能なモータの例については、例えば、電動アクチュエータやステアリング装置、電動ブレーキブースタ、産機モータなどに搭載された永久磁石同期モータに適用可能である。そのほか、電動機全般に用いられている永久磁石同期モータを対象としてもよい。 Examples of motors to which the motor calculation method of this embodiment is applicable include, for example, permanent magnet synchronous motors installed in electric actuators, steering devices, electric brake boosters, industrial machinery motors, and the like. In addition, permanent magnet synchronous motors used in electric motors in general may be targeted.
［処理フロー］
図２は、本実施形態に係るモータのトルクを算出するためのトルク算出処理のフローチャートである。本処理は、情報処理装置１により実行され、例えば、情報処理装置１が備えるＣＰＵ１０が本実施形態に係る処理を実現するためのプログラムをＨＤＤ１３から読み出して実行することにより実現される。
[Processing flow]
FIG. 2 is a flowchart of a torque calculation process for calculating the torque of the motor according to this embodiment. This process is executed by the
Ｓ２０１にて、情報処理装置１は、計測対象のモータに対して非線形磁界解析を適用することにより、後段の工程にて用いられるパラメータである、磁束、磁気エネルギーを取得する。本工程は、汎用の解析ソフトウェアを用いて実行されてよく、本例では、ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）による解析を行うものとして説明する。また、ここで取得される各パラメータの詳細は後述する。
In S201, the
Ｓ２０２にて、情報処理装置１は、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法に基づく、以下の式（１）～（５）を用いて、磁束ψ、φ、および磁気エネルギーWの算出を行う。なお、ＦＰ法の詳細については、公知であるため、本明細書での説明は省略するが、算出時の条件については後述する。
In S202, the
ψ＝λＦＥＭ［０，ψ］ ・・・（１）
φ＝λＦＥＭ［ｉ，０］ ・・・（２）
Ｗｍｐ＝ＷＦＥＭ［０，ψ］ ・・・（３）
Ｗｍｃ＝ＷＦＥＭ［ｉ，０］ ・・・（４）
Ｗｍｍ＝ＷＦＥＭ［ｉ，ψ］－ＷＦＥＭ［０，ψ］－ＷＦＥＭ［ｉ，０］ ・・・（５）
ψ：コイルに鎖交する永久磁石磁束
φ：コイルに鎖交するコイル磁束
Ｗｍｐ：永久磁束起因の磁気エネルギー
Ｗｍｃ：コイル磁束起因の磁気エネルギー
Ｗｍｍ：永久磁石磁束とコイル電流の相互作用起因の磁気エネルギー
λＦＥＭ：ＦＥＭで算出される鎖交磁束
ＷＦＥＭ：ＦＥＭで算出される磁気エネルギー
ψ=λ FEM [0, ψ] ...(1)
φ=λ FEM [i,0] ...(2)
W mp = W FEM [0, ψ] ... (3)
W mc = W FEM [i, 0] ... (4)
W mm = W FEM [i, ψ] - W FEM [0, ψ] - W FEM [i, 0] ... (5)
ψ: Permanent magnetic flux interlinking with the coil φ: Coil magnetic flux interlinking with the coil W mp : Magnetic energy due to permanent magnetic flux W mc : Magnetic energy due to coil magnetic flux W mm : Due to interaction between permanent magnet magnetic flux and coil current λ FEM : Magnetic flux linkage calculated by FEM W FEM : Magnetic energy calculated by FEM
ここで、上記の式において、括弧［］は、ＦＰ法の起磁力源の条件を示す。［０，ψ］は、コイル起磁力をゼロ（０）とし、永久磁石磁化のみを考慮した場合の値を示す。同様に、［ｉ，０］は、永久磁石磁化をゼロ（０）とし、コイル起磁力のみを考慮した場合の値を示す。また、［ｉ，ψ］は、永久磁石磁化とコイル起磁力を同時に考慮した場合の値を示す。 Here, in the above equation, the brackets [ ] indicate the conditions of the magnetomotive force source in the FP method. [0, ψ] indicates a value when the coil magnetomotive force is set to zero (0) and only permanent magnet magnetization is considered. Similarly, [i, 0] indicates a value when the permanent magnet magnetization is set to zero (0) and only the coil magnetomotive force is considered. Moreover, [i, ψ] indicates a value when permanent magnet magnetization and coil magnetomotive force are considered simultaneously.
Ｓ２０２にて、情報処理装置１は、以下の式（６）～（８）を用いて、各トルク成分の算出を行う。
In S202, the
τＭ：マグネットトルク
τＣ：コギングトルク
τＲ：リラクタンストルク
ｐ：モータの極対数
ω：電気角周波数
ｄ／ｄｔ：時間微分
ψｄ、ψｑ：ｄｑ軸座標系のｄ軸、ｑ軸それぞれのコイルに鎖交する永久磁石磁束
φｄ、φｑ：ｄｑ軸座標系のｄ軸、ｑ軸それぞれのコイルに鎖交するコイル磁束
ｉｄ、ｉｑ：ｄｑ軸座標系のｄ軸、ｑ軸それぞれのコイル電流
τ M : Magnetic torque τ C : Cogging torque τ R : Reluctance torque p: Number of pole pairs of the motor ω: Electrical angular frequency d/dt: Time differential ψ d , ψ q : d-axis and q-axis of the dq-axis coordinate system, respectively Permanent magnet magnetic flux interlinking with the coil φ d , φ q : Coil magnetic flux interlinking with the coil of the d-axis and q-axis of the dq-axis coordinate system, respectively i d , i q : The d-axis and the q-axis of the dq-axis coordinate system, respectively coil current of
なお、モータにおけるｄ軸とｑ軸は、ｄｑ軸座標系における軸である。ｄ軸は、モータが備える回転子の磁束の方向を示す。また、ｑ軸は、ｄ軸に直交した方向を示す。 Note that the d-axis and q-axis in the motor are axes in a dq-axis coordinate system. The d-axis indicates the direction of magnetic flux of a rotor included in the motor. Further, the q-axis indicates a direction perpendicular to the d-axis.
Ｓ２０４にて、情報処理装置１は、Ｓ２０３にて算出した各トルク成分と、以下の式（９）を用いて、モータのトータルトルクを算出する。
τ＝τＭ＋τＣ＋τＲ ・・・（９）
τ：永久磁石同期モータのトータルトルク
In S204, the
τ=τ M +τ C +τ R ...(9)
τ: Total torque of permanent magnet synchronous motor
Ｓ２０５にて、情報処理装置１は、Ｓ２０４にて算出したモータのトータルトルクを出力する。ここでの出力方法は特に限定するものではなく、例えば、算出結果として画面上に出力してもよいし、電流とトルクの関係性からモータ制御に係る電流指令値生成のための信号として出力してもよい。そして、本処理フローを終了する。
In S205, the
［モータ概略］
図３Ａおよび図３Ｂは、モータの概略構成を示す図である。本実施形態に係るトルク算出方法を適用可能な永久磁石同期電動機（ＰＭモータ）の概略構成を示す。ここでは説明を省略するが、モータには、モータの動作を制御する制御装置（不図示）や、モータにより出力されるトルクを伝達するための伝達部（不図示）などが接続されてよい。また、ＰＭモータを動作させるためのインバータ（不図示）や、モータの回転子の位置を検出するための位置センサ（不図示）などが備えられてよい。
[Motor overview]
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a schematic configuration of a motor. 1 shows a schematic configuration of a permanent magnet synchronous motor (PM motor) to which the torque calculation method according to the present embodiment can be applied. Although the description will be omitted here, the motor may be connected to a control device (not shown) that controls the operation of the motor, a transmission section (not shown) that transmits the torque output by the motor, and the like. Further, an inverter (not shown) for operating the PM motor, a position sensor (not shown) for detecting the position of the rotor of the motor, etc. may be provided.
図３Ａは、一例としてのモータ３００の断面の概略構成を示す。モータ３００は、永久磁石３０１、ロータコア３０２（回転子）、コイル３０３、および、ステータコア３０４（固定子）を含んで構成される。ロータコア３０２の円周に沿って、複数の永久磁石３０１が設けられる。モータ３００は、ロータコア３０２の表面に永久磁石３０１を張り合わせたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータの構成を有し、ここでは８極の磁極数となっている。コイル３０３は、モータ３００の駆動に係る電磁力を発生させる巻き線等により構成され、ここでは巻き線の種類が集中巻きで、かつ、スロット数が１２の例を示している。便宜上、モータ３００をモータＡとも称する。
FIG. 3A shows a schematic cross-sectional configuration of a
図３Ｂは、一例としてのモータ３１０の断面の概略構成を示す。モータ３１０は、永久磁石３１１、ロータコア３１２（回転子）、コイル３１３、および、ステータコア３１４（固定子）を含んで構成される。ロータコア３１２の円周側の内部に、複数の永久磁石３１１が設けられる。モータ３１０は、ロータコア３０２の円周側内部に永久磁石３１１が埋め込まれたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ：磁石埋め込み式）モータの構成を有し、ここでは８極の磁極数となっている。コイル３１３は、モータ３１０の駆動に係る電磁力を発生させる巻き線等により構成され、ここでは巻き線の種類が分布巻きで、かつ、スロット数が２４の例を示している。便宜上、モータ３１０をモータＢとも称する。
FIG. 3B shows a schematic cross-sectional configuration of the
本実施形態では、図３Ａおよび図３Ｂに示すモータ３００、３１０を適用例として用いて、図２にて示した処理フローにおけるトルク算出方法を用いて算出した例について説明する。
In this embodiment, an example in which the torque is calculated using the torque calculation method in the processing flow shown in FIG. 2 will be described using the
図４Ａ～図４Ｃは、モータ３００およびモータ３１０におけるトルクの算出例を示す。図４Ａ～図４Ｃにおいて縦軸はトルク［ｐ．ｕ．（任意単位）］を示し、横軸は電気角［ｄｅｇ．］を示す。また、以下の結果ではトルクを最大値で正規化して示している。
4A to 4C show examples of calculation of torque in
図４Ａは、モータ３００において、電流の基本成分波のみを通電した際の算出例を示す。ここでは、出力トルクとしてマグネットトルクを活用するために電流進角βを０［ｄｅｇ．］とし、電流振幅を５０［Ａ］とした例である。
FIG. 4A shows an example of calculation when only the fundamental component wave of the current is energized in the
図４Ｂは、モータ３００において、電流の基本成分波のみを通電した際の算出例を示す。ここでは、出力トルクとしてマグネットトルクを活用するために電流進角βを０［ｄｅｇ．］とし、電流振幅をコア磁気飽和の影響を受ける１００［Ａ］とした例である。
FIG. 4B shows an example of calculation when only the fundamental component wave of the current is energized in the
図４Ｃは、モータ３１０において、電流の基本成分波のみを通電した際の算出例を示す。ここでは、出力トルクとしてマグネットトルクとリラクタンストルクを併用するために電流進角βを１５［ｄｅｇ．］とし、電流振幅を５０［Ａ］とした例である。
FIG. 4C shows an example of calculation when only the fundamental component wave of the current is energized in the
図４Ａ～図４Ｃにおいて、三角にて示した値は、ＦＥＭによる非線形磁界解析から公知の手法である節点力法で算出した値の例を示している。この値と、本実施形態に係るトルク算出方法で算出されたトータルトルクの値を比較すると、いずれのモータの結果においても一致する。そのため、上記の処理フローにて用いた各式が矛盾なく定義されていることが分かる。 In FIGS. 4A to 4C, the values indicated by triangles are examples of values calculated by the nodal force method, which is a known method, from nonlinear magnetic field analysis using FEM. When this value is compared with the total torque value calculated by the torque calculation method according to the present embodiment, the results match for all motors. Therefore, it can be seen that each formula used in the above processing flow is defined without contradiction.
図５Ａ～図５Ｃは、モータ３００およびモータ３１０に対するトルクの算出した例をトルク成分ごとに比較した結果を示す。図５Ａ～図５Ｃにおいて縦軸はトルク［ｐ．ｕ．（任意単位）］を示し、横軸は電気角［ｄｅｇ．］を示す。
5A to 5C show the results of comparing examples of calculated torques for
図５Ａは、図４Ｂの条件下におけるモータ３００のマグネットトルクに係る、磁束と電流の外積項、磁束の時間微分項、磁気エネルギーの時間微分項を示している。図５Ａのトータルマグネットトルクの値は、図４Ｂのマグネットトルクの値に一致している。
FIG. 5A shows the cross product term of magnetic flux and current, the time differential term of magnetic flux, and the time differential term of magnetic energy, regarding the magnet torque of
図５Ｂは、図４Ｃの条件下におけるモータ３１０のリラクタンストルクに係る、磁束と電流の外積項、磁束の時間微分項、磁気エネルギーの時間微分項を示している。図５Ｂのトータルリラクタンストルクの値は、図４Ｃのリラクタンストルクの値に一致する。
FIG. 5B shows a cross product term of magnetic flux and current, a time differential term of magnetic flux, and a time differential term of magnetic energy, related to the reluctance torque of the
図５Ｃは、モータ３００の電流振幅ごとのコギングトルクの電流依存性を示している。また、図５Ｃでは、コギングトルクを無負荷時の最大値で正規化して示している。電流振幅が０Ａ、５０Ａ、１００Ａの場合をそれぞれ示しており、電流進角βは０［ｄｅｇ．］とする。
FIG. 5C shows the current dependence of the cogging torque for each current amplitude of the
図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、トルクの直流成分は磁束と電流の外積項のみで決まり、トルクの脈動成分は上記の全項にて決まることが分かる。このことを踏まえると、例えば、特許文献２の外積項のみのトルク算出方法では、磁束や磁気エネルギーの時間微分項を考慮していないため、トルク脈動の計算に関して十分な精度を得ることができないと考えられる。また、図５Ａや図５Ｂを参照すると、マグネットトルクの磁気エネルギーの時間微分項によるトルク脈動の寄与度が大きいことから、マグネットトルクの計算では、永久磁石磁束とコイル電流の相互作用起因の磁気エネルギーを考慮する必要があると考えられる。また、図５Ｃにより、コギングトルクの振幅と位相は電流の大きさで変化している。 Referring to FIGS. 5A and 5B, it can be seen that the DC component of torque is determined only by the cross product term of magnetic flux and current, and the pulsating component of torque is determined by all of the above terms. Considering this, for example, the torque calculation method using only the cross product term in Patent Document 2 does not take into account the time differential term of magnetic flux or magnetic energy, and therefore cannot obtain sufficient accuracy in calculating torque pulsation. Conceivable. Furthermore, referring to FIGS. 5A and 5B, since the contribution of torque pulsation due to the time differential term of the magnetic energy of the magnet torque is large, in the calculation of the magnet torque, the magnetic energy due to the interaction between the permanent magnet magnetic flux and the coil current is It is considered necessary to take this into consideration. Further, as shown in FIG. 5C, the amplitude and phase of the cogging torque change depending on the magnitude of the current.
［従来方法との比較］
以下、本実施形態と、従来方法による比較結果について説明する。ここでは、従来方法として特許文献２として挙げた手法を用いる。図７は、比較に用いられる制御装置７００の概略構成を示す。制御装置７００は、基本波電流変換部７０１、高調波電流変換部７０２、インバータ７０３を含んで構成される。基本波電流変換部７０１は、入力されたトルク指令値を電流指令値に変換する。高調波電流変換部７０２は、入力されたトルク指令値とロータ（不図示）の回転角に基づき、トルク脈動を抑制するための電流高調波の指令値を導出する。このとき、高調波電流変換部７０２は、電流とトルクの関係式に基づいて高調波電流の振幅と位相を算出する。インバータ７０３は、基本波電流変換部７０１からの電流指令値と、高調波電流変換部７０２からの電流指令値とが加算された電流指令値に基づいて、電源（不図示）から電力を変換してモータへ供給する。インバータ７０３には、電流制御装置が含まれてよい。制御装置７００にて示した構成の一部が、図１の情報処理装置１の一部により構成されてよい。
[Comparison with conventional method]
Comparison results between this embodiment and the conventional method will be described below. Here, as a conventional method, the method cited in Patent Document 2 is used. FIG. 7 shows a schematic configuration of a
本実施形態では、モータＡ（モータ３００）と、モータＢ（モータ３１０）を用いた比較結果を示す。また、特許文献２に開示されているように、従来方法では、以下の式（１０）を用いて、高調波電流変換部７０２の処理が行われるものとする。
In this embodiment, comparison results using motor A (motor 300) and motor B (motor 310) will be shown. Further, as disclosed in Patent Document 2, in the conventional method, processing of the harmonic
Ｌｄ、Ｌｑ：ｄｑ軸座標系のｄ軸、ｑ軸それぞれのインダクタンス L d , L q : Inductance of the d-axis and q-axis of the dq-axis coordinate system, respectively
図６Ａ～図６Ｃは、モータ３００およびモータ３１０におけるトータルトルクの算出結果の例を示す。図６Ａ～図６Ｃにおいて縦軸はトルク［ｐ．ｕ．（任意単位）］を示し、横軸は電気角［ｄｅｇ．］を示す。図６Ａ～図６Ｃに示す本実施形態に係る手法の結果は、図４Ａ～図４Ｃにそれぞれ対応している。
6A to 6C show examples of calculation results of total torque in
図６Ａは、モータ３００において、電流の基本成分波のみを通電した際の、本実施形態に係る方法、従来方法、および節点力法による算出結果の例を示す。ここでは、図４Ａと同様、出力トルクとしてマグネットトルクを活用するために電流進角βを０［ｄｅｇ．］とし、電流振幅を５０［Ａ］とした例である。
FIG. 6A shows an example of calculation results using the method according to the present embodiment, the conventional method, and the nodal force method when only the fundamental component wave of the current is energized in the
図６Ｂは、モータ３００において、電流の基本成分波のみを通電した際の、本実施形態に係る方法、従来方法、および節点力法による算出結果の例を示す。ここでは、図４Ｂと同様、出力トルクとしてマグネットトルクを活用するために電流進角βを０［ｄｅｇ．］とし、電流振幅をコア磁気飽和の影響を受ける１００［Ａ］とした例である。
FIG. 6B shows examples of calculation results using the method according to the present embodiment, the conventional method, and the nodal force method when only the fundamental component wave of current is applied to the
図６Ｃは、モータ３１０において、電流の基本成分波のみを通電した際の、本実施形態に係る方法、従来方法、および節点力法による算出結果の例を示す。ここでは、図４Ｃと同様、出力トルクとしてマグネットトルクとリラクタンストルクを併用するために電流進角βを１５［ｄｅｇ．］とし、電流振幅を５０［Ａ］とした例である。
FIG. 6C shows examples of calculation results using the method according to the present embodiment, the conventional method, and the nodal force method when only the fundamental component wave of current is applied to the
接点力法では、コア磁気特性の非線形性、マグネットトルク、リラクタンストルク、コギングトルクの全てを考慮できるため、これを再現できることが望ましい。図６Ａ～図６Ｃを参照すると、従来方法である特許文献２の手法では、時間平均トルク（直流成分）については、ほぼ再現できているが、トルク脈動については再現できていない。これは、式（１０）にて示したトルク式において、磁束の時間微分項、磁気エネルギーの時間微分項、コギングトルクが考慮されていないためである。一方、図４Ａ～図４Ｃ、図５Ａ～図５Ｃ、図６Ａ～図６Ｃを参照すると、本実施形態に係る方法では、従来方法では再現できていなかったトルク脈動を再現でき、節点力法と同等の結果を得ることができている。つまり、本実施形態に係る手法により、従来よりも精度良く永久磁石同期モータのトルクを算出することができると言える。 Since the contact force method can take into account all of the nonlinearity of the core magnetic properties, magnet torque, reluctance torque, and cogging torque, it is desirable to be able to reproduce this. Referring to FIGS. 6A to 6C, the conventional method disclosed in Patent Document 2 can almost reproduce the time average torque (DC component), but cannot reproduce the torque pulsation. This is because the torque equation shown in equation (10) does not take into account the time differential term of magnetic flux, the time differential term of magnetic energy, and the cogging torque. On the other hand, referring to FIGS. 4A to 4C, 5A to 5C, and 6A to 6C, the method according to this embodiment can reproduce torque pulsations that could not be reproduced by conventional methods, and is equivalent to the nodal force method. I have been able to obtain results. In other words, it can be said that the method according to the present embodiment allows the torque of the permanent magnet synchronous motor to be calculated with higher accuracy than before.
以上を踏まえ、本実施形態では、先行技術文献のような方法では算出精度が不十分であったトルク成分を考慮した算出式を用いている。そのため、従来の手法よりもより精度のよいトルク算出が可能となる。特に、磁束や磁気エネルギーの電流依存性を、これらの時間微分項により反映させた算出式により、これらを考慮して精度のよい算出結果を得ることができる。 Based on the above, the present embodiment uses a calculation formula that takes into account the torque component, for which the calculation accuracy was insufficient in the methods described in the prior art documents. Therefore, it is possible to calculate torque with higher accuracy than with conventional methods. In particular, by using a calculation formula that reflects the current dependence of magnetic flux and magnetic energy using these time differential terms, highly accurate calculation results can be obtained by taking these into account.
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と重複する構成等については説明を省略し、差分に着目して説明する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described below. Note that the explanation will be omitted for the configurations that overlap with those of the first embodiment, and the explanation will focus on the differences.
第１の実施形態では、ｄｑ座標系の２相座標系を例に挙げて説明した。本実施形態では、３相座標系の値に基づいてトルク算出を行う形態について説明する。３相座標系として、ｕ軸、ｖ軸、ｗ軸から構成されるｕｖｗ軸座標系を用いる。なお、２相座標系と３相座標系とは、不図示のモータ制御装置が備える変換部により座標変換が行われてよい。 The first embodiment has been described using the two-phase coordinate system of the dq coordinate system as an example. In this embodiment, a mode in which torque calculation is performed based on values of a three-phase coordinate system will be described. As a three-phase coordinate system, a uvw-axis coordinate system is used, which is composed of a u-axis, a v-axis, and a w-axis. Note that coordinate conversion may be performed between the two-phase coordinate system and the three-phase coordinate system by a conversion unit included in a motor control device (not shown).
３相座標系の値を用いる場合、各トルク成分の値を算出する処理（図２のＳ２０２）の算出式が、式（６）、（８）に代えて、以下の式（１１）、（１２）が用いられる。 When using the values of the three-phase coordinate system, the calculation formula for the process of calculating the value of each torque component (S202 in FIG. 2) is the following formula (11), ( 12) is used.
ψｕ、ψｖ、ψｗ：ｕｖｗ軸座標系のｕ軸、ｖ軸、ｗ軸それぞれのコイルに鎖交する永久磁石磁束
φｕ、φｖ、φｗ：ｕｖｗ軸座標系のｕ軸、ｖ軸、ｗ軸それぞれのコイルに鎖交するコイル磁束
ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ：ｕｖｗ軸座標系のｕ軸、ｖ軸、ｗ軸それぞれのコイル電流
ψ u , ψ v , ψ w : Permanent magnet magnetic flux interlinking with the coils of the u-axis, v-axis, and w-axis of the uvw-axis coordinate system φ u , φ v , φ w : The u-axis, v of the uvw-axis coordinate system Coil magnetic flux interlinking with the coils of the axis and w axes i u , i v , i w : Coil currents of the u axis, v axis, and w axis of the uvw axis coordinate system
そのほかの算出の流れは第１の実施形態と同様である。このような構成により、第１の実施形態と同等の算出精度を実現することが可能となる。 The rest of the calculation flow is the same as in the first embodiment. With such a configuration, it is possible to achieve calculation accuracy equivalent to that of the first embodiment.
＜その他の実施形態＞
また、上記の実施形態にて示した式（５）に含まれるＷＦＥＭ［ｉ，ψ］の値は、非線形磁界解析にて計算可能な磁気エネルギーに置き換えてもよい。
<Other embodiments>
Further, the value of W FEM [i, ψ] included in equation (5) shown in the above embodiment may be replaced with magnetic energy that can be calculated by nonlinear magnetic field analysis.
また、本発明において、上述した１以上の実施形態の機能を実現するためのプログラムやアプリケーションを、ネットワーク又は記憶媒体等を用いてシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。 In addition, in the present invention, a program or application for realizing the functions of one or more embodiments described above is supplied to a system or device using a network or a storage medium, and one or more computers of the system or device are provided with a program or an application. This can also be realized by a process in which a processor reads and executes a program.
また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ））によって実現してもよい。 Further, it may be realized by a circuit (for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array)) that realizes one or more functions.
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and those skilled in the art can combine the configurations of the embodiments with each other, modify and apply them based on the description of the specification and well-known techniques. It is also contemplated by the present invention to do so, and is within the scope for which protection is sought.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 永久磁石同期モータのトルクを算出するトルク算出方法であって、
前記永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出工程と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出工程と、
を有するトルク算出方法。
この構成によれば、従来よりも精度を向上させた、永久磁石同期モータのトルクの算出方法を提供することが可能となる。
As mentioned above, the following matters are disclosed in this specification.
(1) A torque calculation method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor, comprising:
a first calculation step of calculating magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by a FP (Frozen Permeability) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. process and
A torque calculation method having
According to this configuration, it is possible to provide a method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor with improved accuracy compared to the conventional method.
（２） 前記第１の算出工程において、ＦＰ法による以下の式が用いられる、（１）に記載のトルク算出方法。
ψ＝λＦＥＭ［０，ψ］
φ＝λＦＥＭ［ｉ，０］
Ｗｍｐ＝ＷＦＥＭ［０，ψ］
Ｗｍｃ＝ＷＦＥＭ［ｉ，０］
Ｗｍｍ＝ＷＦＥＭ［ｉ，ψ］－ＷＦＥＭ［０，ψ］－ＷＦＥＭ［ｉ，０］
この構成によれば、ＦＰ法による算出式を用いて、精度良く永久磁石同期モータのトルクを算出することが可能となる。
(2) The torque calculation method according to (1), wherein the first calculation step uses the following equation based on the FP method.
ψ=λ FEM [0, ψ]
φ=λ FEM [i,0]
W mp = W FEM [0, ψ]
W mc =W FEM [i,0]
W mm =W FEM [i, ψ]-W FEM [0, ψ]-W FEM [i, 0]
According to this configuration, it is possible to accurately calculate the torque of the permanent magnet synchronous motor using a calculation formula based on the FP method.
（３） ＷＦＥＭ［ｉ，ψ］は、非線形磁界解析の解析結果に基づいて算出される磁気エネルギーである、（２）に記載のトルク算出方法。
この構成によれば、非線形磁界解析の解析結果に基づいて算出される磁気エネルギーを用いてＷＦＥＭ［ｉ，ψ］を導出することが可能である。
(3) The torque calculation method according to (2), wherein W FEM [i, ψ] is magnetic energy calculated based on the analysis result of nonlinear magnetic field analysis.
According to this configuration, it is possible to derive W FEM [i, ψ] using the magnetic energy calculated based on the analysis result of the nonlinear magnetic field analysis.
（４） 前記第２の算出工程において、以下の式が用いられる、（２）または（３）に記載のトルク算出方法。 (4) The torque calculation method according to (2) or (3), wherein the following formula is used in the second calculation step.
この構成によれば、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式を用いて、精度良く永久磁石同期モータのトルクを算出することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to accurately calculate the torque of the permanent magnet synchronous motor using equations in which magnet torque, cogging torque, and reluctance torque are each formulated based on the law of conservation of energy.
（５） 前記第２の算出工程において、以下の式が用いられる、（２）または（３）に記載のトルク算出方法。 (5) The torque calculation method according to (2) or (3), wherein the following formula is used in the second calculation step.
この構成によれば、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式を用いて、精度良く永久磁石同期モータのトルクを算出することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to accurately calculate the torque of the permanent magnet synchronous motor using equations in which magnet torque, cogging torque, and reluctance torque are each formulated based on the law of conservation of energy.
（６） 永久磁石同期モータのトルクを算出するトルク算出装置であって、
前記永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出手段と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出手段と、
を有するトルク算出装置。
この構成によれば、従来よりも精度を向上させた、永久磁石同期モータのトルクの算出方法を提供することが可能となる。
(6) A torque calculation device that calculates the torque of a permanent magnet synchronous motor,
a first calculation means for calculating magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by a frozen permeability (FP) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. means and
A torque calculation device having:
According to this configuration, it is possible to provide a method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor with improved accuracy compared to the conventional method.
（７） コンピュータに、
永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出工程と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出工程と、
を実行させるためのプログラム。
この構成によれば、従来よりも精度を向上させた、永久磁石同期モータのトルクの算出方法を提供することが可能となる。
(7) On the computer,
a first calculation step of calculating the magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by the FP (Frozen Permeability) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. process and
A program to run.
According to this configuration, it is possible to provide a method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor with improved accuracy compared to the conventional method.
１…情報処理装置
１０…ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）
１１…ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）
１２…ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）
１３…ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）
１４…入力装置
１５…表示装置
１６…通信装置
３００、３１０…モータ
３０１、３１１…永久磁石
３０２、３１２…ロータコア
３０３、３１３…コイル
３０４、３１４…ステータコア
７００…制御装置
７０１…基本波電流変換部
７０２…高調波電流変換部
７０３…インバータ
1...
11...ROM (Read Only Memory)
12...RAM (Random Access Memory)
13...HDD (Hard Disk Drive)
14...
Claims (7)
前記永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出工程と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出工程と、
を有するトルク算出方法。 A torque calculation method for calculating the torque of a permanent magnet synchronous motor, the method comprising:
a first calculation step of calculating magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by a FP (Frozen Permeability) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. process and
A torque calculation method having
ψ＝λＦＥＭ［０，ψ］
φ＝λＦＥＭ［ｉ，０］
Ｗｍｐ＝ＷＦＥＭ［０，ψ］
Ｗｍｃ＝ＷＦＥＭ［ｉ，０］
Ｗｍｍ＝ＷＦＥＭ［ｉ，ψ］－ＷＦＥＭ［０，ψ］－ＷＦＥＭ［ｉ，０］ The torque calculation method according to claim 1, wherein in the first calculation step, the following equation based on the FP method is used.
ψ=λ FEM [0, ψ]
φ=λ FEM [i,0]
W mp = W FEM [0, ψ]
W mc =W FEM [i,0]
W mm =W FEM [i, ψ]-W FEM [0, ψ]-W FEM [i, 0]
前記永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出手段と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出手段と、
を有するトルク算出装置。 A torque calculation device that calculates the torque of a permanent magnet synchronous motor,
a first calculation means for calculating magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by a frozen permeability (FP) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. means and
A torque calculation device having:
永久磁石同期モータにおける磁束および磁気エネルギーを、ＦＰ（Ｆｒｏｚｅｎ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）法により算出する第１の算出工程と、
前記算出された磁束および磁気エネルギーと、エネルギー保存則に基づいてマグネットトルク、コギングトルク、およびリラクタンストルクそれぞれを定式化した式とを用いて、前記永久磁石同期モータのトルクを算出する第２の算出工程と、
を実行させるためのプログラム。 to the computer,
a first calculation step of calculating the magnetic flux and magnetic energy in the permanent magnet synchronous motor by the FP (Frozen Permeability) method;
A second calculation of calculating the torque of the permanent magnet synchronous motor using the calculated magnetic flux and magnetic energy and formulas each formulating magnet torque, cogging torque, and reluctance torque based on the law of conservation of energy. process and
A program to run.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022041691A JP2023136199A (en) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | Method of calculating torque of permanent magnet synchronous motor, torque calculation device, and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022041691A JP2023136199A (en) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | Method of calculating torque of permanent magnet synchronous motor, torque calculation device, and program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023136199A true JP2023136199A (en) | 2023-09-29 |
Family
ID=88146400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022041691A Pending JP2023136199A (en) | 2022-03-16 | 2022-03-16 | Method of calculating torque of permanent magnet synchronous motor, torque calculation device, and program |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023136199A (en) |
-
2022
- 2022-03-16 JP JP2022041691A patent/JP2023136199A/en active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lai et al. | Torque ripple modeling and minimization for interior PMSM considering magnetic saturation | |
| JP5167631B2 (en) | Motor control method and motor control apparatus using the same | |
| Barakat et al. | Analysis of synchronous machine modeling for simulation and industrial applications | |
| Weidenholzer et al. | A flux-based PMSM motor model using RBF interpolation for time-stepping simulations | |
| JP5332400B2 (en) | Torque pulsation suppression device and suppression method for electric motor | |
| WO2010116815A1 (en) | Ac motor control device and ac motor driving system | |
| JP2008295200A (en) | Synchronous motor control device and method for optimizing synchronous motor control | |
| US9007014B2 (en) | System and method for compensating for high frequency application of ripple correlation to minimize power losses in induction machines | |
| Nie et al. | Deadbeat-direct torque and flux control for wound field synchronous machines | |
| Nirgude et al. | Nonlinear mathematical modeling and simulation of switched reluctance motor | |
| JP2008072832A (en) | Controller for ac motor, and method of calculating superimposition current for suppression of iron loss | |
| KR20190143630A (en) | Sensorless control system and method for permanent magnet synchronous motor | |
| Wang et al. | Improved predictive current control with static current error elimination for permanent magnet synchronous machine | |
| Huang et al. | Torque control in constant power region for IPMSM under six‐step voltage operation | |
| WO2018198694A1 (en) | Control device for outputting voltage command value | |
| Veena et al. | Vector control of three phase PMSM drive using power transformations for future spacecraft application | |
| KR101591198B1 (en) | Inductance estimator of permanent magnet synchronous motor, method for estimating inductance of permanent magnet synchronous motor and record media recorded program for implement thereof | |
| JP2023136199A (en) | Method of calculating torque of permanent magnet synchronous motor, torque calculation device, and program | |
| JP2006197718A (en) | Controller for motor | |
| Pina et al. | Modeling and experimental verification of torque transients in interior permanent magnet synchronous motors by including harmonics in d-and q-axes flux linkages | |
| Pałka et al. | Experimental verification of Dead-Beat predictive current controller for small power, low speed PMSM | |
| Shen et al. | Sensorless control of IPMSM using rotor flux observer | |
| JP2013039015A (en) | Method for controlling driving of permanent-magnet synchronous motor | |
| Lee et al. | Power-factor and torque calculation with consideration of cross saturation of the interior permanent magnet synchronous motor with brushless field excitation | |
| Ergene et al. | Cross saturation inductance analysis of a permanent magnet synchronous motor |