JP4207810B2 - PM motor evaluation test equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ＰＭモータ（永久磁石同期電動機）の特性を評価する評価試験装置に関する。   The present invention relates to an evaluation test apparatus for evaluating the characteristics of a PM motor (permanent magnet synchronous motor).

従来のＰＭモータの評価試験装置の構成を図６に示す（非特許文献１参照）。
同図に示すように、ＰＭモータの評価試験装置は、ＰＭモータ１００の回転軸に出力軸が連結される負荷装置１０１と、ＰＭモータ１００のトルクを検出するトルクメータ１０２と、ＰＭモータ１０３を駆動するＰＭモータ１０３の専用インバータであるＰＷＭインバータ１０３と、直流電源１０４と、ＰＭモータ１０３の磁極位置を検出する位置センサ（ＰＳ）１０５と、速度指令部１０６と、速度検出部１０７と、位置検出部１０８と、速度制御電流指令作成部１０９と、電流制御回路１１０と、ＦＦＴアナライザ１１１とを有している。 The configuration of a conventional PM motor evaluation test apparatus is shown in FIG. 6 (see Non-Patent Document 1).
As shown in the figure, the PM motor evaluation test apparatus includes a load device 101 having an output shaft coupled to the rotation shaft of the PM motor 100, a torque meter 102 for detecting the torque of the PM motor 100, and a PM motor 103. PWM inverter 103, which is a dedicated inverter for driving PM motor 103, DC power supply 104, position sensor (PS) 105 for detecting the magnetic pole position of PM motor 103, speed command unit 106, speed detection unit 107, position It has a detection unit 108, a speed control current command creation unit 109, a current control circuit 110, and an FFT analyzer 111.

上記構成において、負荷装置１０１は、ＰＭモータ１００の運転特性を試験すために外部からの指令によりＰＭモータ１００の出力軸に加えるトルクを発生する。このトルクはトルクメータ１０２により検出される。
ＰＭモータ１００は、直流電源１０４により供給される直流電圧をパルス幅変調して三相交流信号を出力するＰＷＭインバータ１０３により駆動される。
ＰＭモータ１００の磁極位置は位置センサ（ＰＭ）により検出され、この出力に基づいてＰＭモータ１０５の回転速度が速度検出部１０７により、また、位置検出部１０８により基準位置からの回転角度θが検出される。 In the above configuration, the load device 101 generates torque to be applied to the output shaft of the PM motor 100 in accordance with an external command in order to test the operation characteristics of the PM motor 100. This torque is detected by the torque meter 102.
The PM motor 100 is driven by a PWM inverter 103 that outputs a three-phase AC signal by pulse width modulating a DC voltage supplied from a DC power source 104.
The magnetic pole position of the PM motor 100 is detected by a position sensor (PM). Based on this output, the rotational speed of the PM motor 105 is detected by the speed detector 107, and the rotation angle θ from the reference position is detected by the position detector 108. Is done.

速度制御電流指令作成部１０９では、速度指令部１０６により与えられた速度指令及び速度検出部１０７により検出された回転速度とを比較して速度制御電流指令を作成し、電流制御回路１１０に出力する。
ｄ-ｑ座標軸上で表したＰＭモータの電圧方程式は、（１）空隙の磁束分布は正弦波状であること、（２）電圧及び電流の高調波成分は無視できること、（３）鉄損は無視できる、と仮定して次式で与えられ、ベクトル図は図２に示すようになる。 The speed control current command creating unit 109 creates a speed control current command by comparing the speed command given by the speed command unit 106 with the rotational speed detected by the speed detection unit 107 and outputs the command to the current control circuit 110. .
The voltage equation of the PM motor expressed on the dq coordinate axes is as follows: (1) The magnetic flux distribution in the air gap is sinusoidal, (2) the harmonic components of voltage and current can be ignored, and (3) the iron loss is ignored. Assuming that it can be given by the following equation, the vector diagram is as shown in FIG.

Figure 0004207810
ただし、φaは、永久磁石による電機子鎖交磁束数、ｉd，ｉqは、電機子電流のｄ軸、ｑ軸成分、Ｖd，Ｖqは、端子電圧のｄ軸、ｑ軸成分、Ｒaは、１相分の電機子巻線抵抗、Ｌd，Ｌqは、ｄ軸、ｑ軸の電機子自己インダクタンス、ωは電気角速度、ｖa，ｉaは、相電圧、相電流である。
ＰＭモータ１００は、ＰＷＭインバータ１０３で駆動されるため、その電圧、電流には高調波成分が含まれる。式（１）で表されるモータモデルは、上記仮定（２）の下に成立するので、ＦＦＴアナライザ１１１により相電流、線間電圧の基本波成分を計測し、等価回路定数を測定してＰＭモータ１００の特性評価を行う。
森本、武田、平紗「ＰＭモータのｄｑ等価回路定数の測定法」T.IEE Japan，Vol．113-D，No.11，‘93
Figure 0004207810
 Here, φa is the number of armature flux linkages by a permanent magnet, id and iq are the d-axis and q-axis components of the armature current, Vd and Vq are the d-axis and q-axis components of the terminal voltage, and Ra is 1 The armature winding resistance of the phase, Ld and Lq are the d-axis and q-axis armature self-inductance, ω is the electrical angular velocity, and va and ia are the phase voltage and the phase current.
Since the PM motor 100 is driven by the PWM inverter 103, the voltage and current include harmonic components. Since the motor model represented by the equation (1) is established under the above assumption (2), the fundamental component of the phase current and the line voltage is measured by the FFT analyzer 111, the equivalent circuit constant is measured, and PM The characteristics of the motor 100 are evaluated.
Morimoto, Takeda, Hirata “Measuring method of dq equivalent circuit constant of PM motor” T.IEE Japan, Vol. 113-D, No. 11, '93

ＰＭモータの制御を行うには、一般的には磁極位置の検出機能が必要であり、そのためにＰＭモータには磁極位置検出センサが付設されている。この磁極位置検出センサがモータにより異なるため、誘導電動機のような汎用インバータが存在せず、専用のインバータを必要としていた。
また、自動車メーカは、電気自動車のためのＰＭモータ及び該モータを駆動するためのインバータの開発を行っている。ＰＭモータの開発者は、インバータが無いとＰＭモータの特性が測定できないが、通常、ＰＭモータおよび磁極位置センサに合わせた専用インバータは、別部門で並行して開発しており、相互の開発の進捗具合によって、ＰＭモータの特性評価が思うようにできないのが実情である。 In order to control the PM motor, a magnetic pole position detection function is generally required. For this purpose, the PM motor is provided with a magnetic pole position detection sensor. Since this magnetic pole position detection sensor differs depending on the motor, there is no general-purpose inverter such as an induction motor, and a dedicated inverter is required.
In addition, automobile manufacturers are developing PM motors for electric vehicles and inverters for driving the motors. PM motor developers cannot measure the characteristics of PM motors without an inverter, but usually a dedicated inverter for PM motors and magnetic pole position sensors is being developed in parallel in different departments. The actual situation is that PM motor characteristics cannot be evaluated as expected due to progress.

また、製品のインバータは、モータの特性測定に必要となる機能が不足していることが多く、また、モータ特性の測定結果が、モータに起因するかインバータに起因するかが不明確になるという問題が有った。
加えて、供試体のＰＭモータの角度センサは、モータの特性測定には分解能、精度、応答等の性能が不十分であったり、センサの種類に応じて装置の変更が必要になったりする問題が有った。 In addition, product inverters often lack the functions required for measuring motor characteristics, and it is unclear whether the measurement results of motor characteristics are due to the motor or the inverter. There was a problem.
In addition, the angle sensor of the PM motor of the test specimen has problems such as insufficient performance, resolution, accuracy, response, etc. for measuring the motor characteristics, or changes in the device depending on the type of sensor. There was.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、供試体であるＰＭモータ用の角度センサを使用することなく、かつ供試体用の専用インバータを使用せずに、特性評価を行うことができるＰＭモータの評価試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and performs characteristic evaluation without using an angle sensor for a PM motor as a specimen and without using a dedicated inverter for the specimen. An object of the present invention is to provide a PM motor evaluation test apparatus capable of performing

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＰＭモータの特性を評価する評価試験装置であって、供試体としてのＰＭモータの回転軸に、出力軸が連結され該ＰＭモータの負荷装置として機能するダイナモメータと、前記ダイナモメータに付設され、該ダイナモメータの回転軸の回転角度を検出する角度センサと、前記角度センサの出力を取り込み、前記ＰＭモータの磁極位置に同期した信号を生成し、出力するとともに、前記ＰＭモータを駆動制御するモータ評価用インバータと、前記基準信号生成手段から出力される磁極位置同期信号に基づいて前記ＰＭモータの端子電圧、モータ電流及び該端子電圧、モータ電流の磁極位置を基準とする位相を計測する計測手段と、前記ダイナモメータに速度指令を出力して該ダイナモメータを駆動し、かつ前記モータ評価用インバータに制御指令を出力するとともに、前記計測手段の出力に基づいて前記ＰＭモータの特性評価を行う制御手段とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is an evaluation test apparatus for evaluating the characteristics of a PM motor, wherein an output shaft is connected to a rotating shaft of the PM motor as a specimen, and the PM motor A dynamometer that functions as a load device for the dynamometer, an angle sensor that is attached to the dynamometer, detects the rotation angle of the rotating shaft of the dynamometer, and outputs the angle sensor, and synchronizes with the magnetic pole position of the PM motor A motor evaluation inverter that drives and controls the PM motor while generating and outputting a signal, and a terminal voltage, a motor current, and the terminal of the PM motor based on a magnetic pole position synchronization signal output from the reference signal generation means Measuring means for measuring a phase based on the magnetic pole position of the voltage and motor current; and outputting a speed command to the dynamometer to output the dynamometer Drives, and outputs a control command to the motor rating inverter, and having a control means for characterization of the PM motor based on an output of said measuring means.

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＰＭモータの評価試験装置において、前記制御手段は、前記ＰＭモータと前記ダイナモメータの連結部であるシャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係を予め求めておき、検出されたトルクまたは、ダイナモメータのトルク指令値について前記予め求めたシャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係から捩れ角を求め、この求めた捩れ角に基づいて前記角度センサにより検出した前記ＰＭモータの磁極位置の基準位置からの回転角度を示す回転角度データを補正し、該補正データに基づき磁極位置に同期した信号の生成、及び／または、前記モータ評価用インバータで駆動される前記ＰＭモータの電流、電圧を制御することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＰＭモータの評価試験装置において、前記制御手段は、前記ダイナモメータを速度制御した状態で、ＰＭモータの誘起電圧を測定し、該誘起電圧と前記ダイナモメータの回転軸の回転角度から磁極位置を検出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the PM motor evaluation test apparatus according to the first aspect, wherein the control means includes a shaft and a torsion angle of a coupling that is a connecting portion of the PM motor and the dynamometer. The relationship between the torque is obtained in advance, the twist angle is obtained from the relationship between the detected torque or the torque command value of the dynamometer and the previously obtained shaft and coupling torsion angles, and the obtained torsion angle. The rotation angle data indicating the rotation angle from the reference position of the magnetic pole position of the PM motor detected by the angle sensor based on the correction, and generation of a signal synchronized with the magnetic pole position based on the correction data, and / or The current and voltage of the PM motor driven by the motor evaluation inverter are controlled.
Further, the invention according to claim 3 is the PM motor evaluation test apparatus according to claim 1, wherein the control means measures the induced voltage of the PM motor while the speed of the dynamometer is controlled, The magnetic pole position is detected from the induced voltage and the rotation angle of the rotating shaft of the dynamometer.

以上説明したように、本発明によれば、負荷装置側に設けた角度センサ（位置センサ）により、供試体であるＰＭモータの磁極位置を検出し、かつモータ評価用インバータにＰＭモータの磁極位置と同期した磁極位置同期信号を出力する機能を付加するように構成したので、ＰＭモータを駆動するための専用インバータ及びＰＭモータに設けられた角度センサを使用することなく、ＰＭモータの特性評価を行うことができる。   As described above, according to the present invention, the magnetic pole position of the PM motor as the specimen is detected by the angle sensor (position sensor) provided on the load device side, and the magnetic pole position of the PM motor is used as the motor evaluation inverter. Since the function to output the magnetic pole position synchronization signal synchronized with the motor is added, the characteristics of the PM motor can be evaluated without using a dedicated inverter for driving the PM motor and the angle sensor provided in the PM motor. It can be carried out.

したがって、ＰＭモータの開発と該ＰＭモータを駆動するインバータの開発を並行して行い易くなり、またモータの特性評価が統一されるとともに、モータの特性の測定結果が、モータに起因するのか、インバータに起因するのかという不明確さがなくなり、開発のスピードアップ、ならびにＰＭモータ及び該ＰＭモータを駆動するインバータの効率的な開発を促進することが可能となる。
という効果が得られる。 Therefore, it becomes easy to develop the PM motor and the inverter that drives the PM motor in parallel, and the motor characteristic evaluation is unified, and whether the measurement result of the motor characteristic is attributed to the motor or the inverter. Therefore, it is possible to promote the speeding up of development and efficient development of the PM motor and the inverter that drives the PM motor.
The effect is obtained.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態に係るＰＭモータの評価試験装置の構成を図１に示す。同図において、ＰＭモータの評価試験装置は、負荷装置として機能するダイナモメータ１２と、ダイナモメータ１２に付設され、ＰＭモ−タ１０の磁極位置を検出する磁極位置検出センサとしての角度センサ１３と、ダイナモメータ１２を駆動制御するダイナモ制御盤１４と、モータ評価用インバータ１５と、ディジタルパワーメータ１６と、トルクアンプ１７と、速度検出部１８と、データ収集システム１９と、特性評価装置２０とを有している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of a PM motor evaluation test apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, a PM motor evaluation test apparatus includes a dynamometer 12 functioning as a load device, an angle sensor 13 attached to the dynamometer 12 and serving as a magnetic pole position detection sensor for detecting the magnetic pole position of the PM motor 10. A dynamo control panel 14 for driving and controlling the dynamometer 12, a motor evaluation inverter 15, a digital power meter 16, a torque amplifier 17, a speed detection unit 18, a data collection system 19, and a characteristic evaluation device 20. Have.

供試体であるＰＭモータ１０の出力軸は、連結部を介してダイナモメータ１２の出力軸１２０に連結されており、連結部には、トルクメータ１１が設けられている。また、ＰＭモータ１０には、位置センサ３０が設けられているが、これは使用しない。
ダイナモメータ１２は、ダイナモ制御盤１４の制御下に、速度指令の速度となるようＰＭモータ１０の出力軸にトルクを出力する。
角度センサ１３は、ダイナモメータ１２の出力軸の回転角度、すなわちＰＭモータ１０の磁極位置を基準位置からの回転角度データとして出力する。
ダイナモメータ１２を一定速度で回転させ、ＰＭモータ１０の端子電圧（誘起電圧）のゼロクロス時間における前記回転角度データを求め、このデータで磁極位置と回転角度データとのずれを補正した角度で同期信号の生成、モータ評価用インバータの制御を行う。 The output shaft of the PM motor 10 as the specimen is connected to the output shaft 120 of the dynamometer 12 via a connecting portion, and the torque meter 11 is provided in the connecting portion. The PM motor 10 is provided with a position sensor 30, which is not used.
The dynamometer 12 outputs torque to the output shaft of the PM motor 10 under the control of the dynamometer control panel 14 so that the speed becomes the speed command speed.
The angle sensor 13 outputs the rotation angle of the output shaft of the dynamometer 12, that is, the magnetic pole position of the PM motor 10, as rotation angle data from the reference position.
The dynamometer 12 is rotated at a constant speed, the rotation angle data at the zero crossing time of the terminal voltage (induced voltage) of the PM motor 10 is obtained, and the synchronization signal is obtained with an angle obtained by correcting the deviation between the magnetic pole position and the rotation angle data. And control of motor evaluation inverter.

ダイナモ制御盤１４は、特性評価装置２０からの速度指令を受けてダイナモメータ１２に駆動信号を出力するとともに、角度センサ１３から得た回転角度データをモータ評価用インバータ１５及び特性評価装置２０に出力する。
モータ評価用インバータ１５は、ダイナモ制御盤１４を介して角度センサ１３の出力を取り込み、ＰＭモータ１０の磁極位置に同期した基準信号である磁極位置同期信号を生成し、ディジタルパワーメータ１６に出力するとともに、ＰＭモータ１０を駆動制御する。 The dynamo control panel 14 receives a speed command from the characteristic evaluation device 20 and outputs a drive signal to the dynamometer 12 and outputs rotation angle data obtained from the angle sensor 13 to the motor evaluation inverter 15 and the characteristic evaluation device 20. To do.
The motor evaluation inverter 15 takes in the output of the angle sensor 13 via the dynamo control panel 14, generates a magnetic pole position synchronization signal that is a reference signal synchronized with the magnetic pole position of the PM motor 10, and outputs it to the digital power meter 16. At the same time, the PM motor 10 is driven and controlled.

モータ評価用インバータ１５の出力は、ディジタルパワーメータ１６を介してＰＭモータ１０に出力される。
ディジタルパワーメータ１６は、磁極位置同期信号に基づいて、ＰＭモータ１０の端子電圧、モータ電流、端子電圧及びモータ電流の磁極位置からの位相、電力を計測する。
なお、図１の例では、トルク検出器として機能するトルクアンプ１７と、速度検出用パルス発生器である速度検出部１８が一体になったものがオプションとして付加されている場合を想定している。
トルクアンプ１７は、トルクメータ１１により検出されたトルクを電気信号に変換し、出力する。
また、速度検出部１８は、トルクメータ１１の出力に基づいてＰＭモータ１０の回転速度を検出し、出力する。 The output of the motor evaluation inverter 15 is output to the PM motor 10 via the digital power meter 16.
The digital power meter 16 measures the terminal voltage, motor current, terminal voltage and phase of the motor current from the magnetic pole position, and power based on the magnetic pole position synchronization signal.
In the example of FIG. 1, it is assumed that a torque amplifier 17 that functions as a torque detector and a speed detection unit 18 that is a speed detection pulse generator are integrated as an option. .
The torque amplifier 17 converts the torque detected by the torque meter 11 into an electric signal and outputs it.
Further, the speed detection unit 18 detects and outputs the rotational speed of the PM motor 10 based on the output of the torque meter 11.

データ収集システム１９は、トルクアンプ１７、速度検出部１８及びディジタルパワーメータ１６から出力される各種計測データを取り込み、記憶し、特性評価装置２０に出力する。
特性評価装置２０は、試験条件に応じてダイナモメータ１２の速度指令を生成し、該速度指令を、ダイナモ制御盤１４を介してダイナモメータ１２に出力することによりダイナモメータ１２を駆動し、かつモータ評価用インバータ１５に電流振幅、位相の制御指令を出力するとともに、データ収集システム１９の出力に基づいてＰＭモータ１０の特性評価を行う。 The data collection system 19 takes in various measurement data output from the torque amplifier 17, the speed detection unit 18, and the digital power meter 16, stores it, and outputs it to the characteristic evaluation device 20.
The characteristic evaluation device 20 generates a speed command for the dynamometer 12 in accordance with the test conditions, and outputs the speed command to the dynamometer 12 via the dynamometer control panel 14 to drive the dynamometer 12 and a motor. A current amplitude and phase control command is output to the evaluation inverter 15 and the characteristics of the PM motor 10 are evaluated based on the output of the data collection system 19.

また、特性評価装置２０は、ＰＭモータ１０とダイナモメータ１２の連結部であるシャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係を予め求めておき、検出されたトルクについて上記予め求めたシャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係から捩れ角を求め、この求めた捩れ角に基づいて角度センサ１３によりダイナモメータ１２で測定したＰＭモータ１０の磁極位置の基準位置からの回転角度を示す回転角度データを補正し、該補正データに基づいてＰＭモータ１０の電流、電圧を制御する制御指令（電流振幅、位相指令）をモータ評価用インバータ１５に出力する。
なお、特性評価装置２０は、検出されたトルクからシャフト及びカップリングの捩れ角を求める場合に、シャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係をテーブルとし予め記憶しておき、検出されたトルクについて前記テーブルを参照して捩れ角を求めてもよいし、また、上記シャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係を示す近似式を記憶しておき、この近似式により算出するようにしてもよい。
特性評価装置２０は、本発明の制御手段に相当する。また、トルクメータ１１、ディジタルパワーメータ１６、トルクアンプ１７、速度検出部１８は、本発明の計測手段に相当する。 In addition, the characteristic evaluation device 20 obtains in advance the relationship between the torsion angle of the shaft and coupling that are the connecting portion of the PM motor 10 and the dynamometer 12 and the torque, and the previously obtained shaft and cup for the detected torque. A rotation angle indicating the rotation angle from the reference position of the magnetic pole position of the PM motor 10 measured by the dynamometer 12 by the angle sensor 13 based on the obtained twist angle, based on the relationship between the twist angle of the ring and the torque. The data is corrected, and a control command (current amplitude, phase command) for controlling the current and voltage of the PM motor 10 is output to the motor evaluation inverter 15 based on the correction data.
The characteristic evaluation device 20 stores the relationship between the shaft and coupling torsion angles and the torque in advance as a table when obtaining the torsion angles of the shaft and coupling from the detected torque, and detects the detected torque. The torsion angle may be obtained with reference to the above table, or an approximate expression indicating the relationship between the torsion angle of the shaft and the coupling and the torque is stored and calculated by this approximate expression. Also good.
The characteristic evaluation device 20 corresponds to the control means of the present invention. Further, the torque meter 11, the digital power meter 16, the torque amplifier 17, and the speed detection unit 18 correspond to the measuring means of the present invention.

特性評価装置２０は、特性評価として、モータ効率の演算、各種特性グラフの作成、ＰＭモータの１０の特性、すなわち既述した式（１）の各パラメータの算出を行う。
モータ効率は、（機械出力／電気入力）＝{（ＰＭモータ１０のトルク出力×回転速度）の積分値}／電力として算出される。
また、上記各パラメータとしては、ＰＭモータの端子電圧、モータ電流、電力、位相、トルク、回転速度がある。
特性評価装置２０で作成されるＰＭモータ１０の特性グラフの例としては、電流位相−トルク特性（図３参照）、電流位相−電圧・トルク特性（図４参照）、モータ効率マップ（図５参照）が有る。 The characteristic evaluation device 20 performs calculation of motor efficiency, creation of various characteristic graphs, and calculation of 10 characteristics of the PM motor, that is, each parameter of the above-described equation (1), as characteristic evaluation.
The motor efficiency is calculated as (mechanical output / electrical input) = {integral value of (torque output of the PM motor 10 × rotational speed)} / power.
The parameters include the PM motor terminal voltage, motor current, power, phase, torque, and rotational speed.
Examples of characteristic graphs of the PM motor 10 created by the characteristic evaluation device 20 include current phase-torque characteristics (see FIG. 3), current phase-voltage / torque characteristics (see FIG. 4), and motor efficiency map (see FIG. 5). ).

本発明の実施形態に係るＰＭモータの評価試験装置によれば、負荷装置側に設けた角度センサ（位置センサ）により、供試体であるＰＭモータの磁極位置を検出し、かつモータ評価用インバータにＰＭモータの磁極位置と同期した磁極位置同期信号を出力する機能を付加するように構成したので、ＰＭモータを駆動するための専用インバータ及びＰＭモータに設けられた角度センサを使用することなく、ＰＭモータの特性評価を行うことができる。   According to the PM motor evaluation test apparatus according to the embodiment of the present invention, the angle sensor (position sensor) provided on the load device side detects the magnetic pole position of the PM motor as a specimen, and the motor evaluation inverter Since it is configured to add a function of outputting a magnetic pole position synchronization signal synchronized with the magnetic pole position of the PM motor, the PM can be used without using a dedicated inverter for driving the PM motor and an angle sensor provided in the PM motor. Motor characteristics can be evaluated.

本発明の実施形態に係るＰＭモータの評価試験装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the evaluation test apparatus of PM motor which concerns on embodiment of this invention. ＰＭモータの定常運転時の電圧方程式を示すベクトル図。The vector diagram which shows the voltage equation at the time of steady operation of PM motor. ＰＭモータの電流位相−トルク特性を示す図。The figure which shows the electric current phase-torque characteristic of PM motor. ＰＭモータの電流位相−電圧・トルク特性を示す図。The figure which shows the current phase-voltage / torque characteristic of PM motor. ＰＭモータのモータ効率マップを示す図。The figure which shows the motor efficiency map of PM motor. 従来のＰＭモータの評価試験装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the evaluation test apparatus of the conventional PM motor.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ＰＭモータ
１１…トルクメータ
１２…ダイナモメータ
１３…角度センサ
１４…ダイナモメータ
１５…モータ評価用インバータ
１６…ディジタルパワーメータ
１７…トルクアンプ
１８…速度検出部
１９…データ収集システム
２０…特性評価装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... PM motor 11 ... Torque meter 12 ... Dynamometer 13 ... Angle sensor 14 ... Dynamometer 15 ... Inverter for motor evaluation 16 ... Digital power meter 17 ... Torque amplifier 18 ... Speed detection part 19 ... Data collection system 20 ... Characteristic evaluation apparatus

Claims (3)

ＰＭモータの特性を評価する評価試験装置であって、
供試体としてのＰＭモータの回転軸に、出力軸が連結され該ＰＭモータの負荷装置として機能するダイナモメータと、
前記ダイナモメータに付設され、該ダイナモメータの回転軸の回転角度を検出する角度センサと、
前記角度センサの出力を取り込み、前記ＰＭモータの磁極位置に同期した信号を生成し、出力するとともに、前記ＰＭモータを駆動制御するモータ評価用インバータと、
前記基準信号生成手段から出力される磁極位置同期信号に基づいて前記ＰＭモータの端子電圧、モータ電流及び該端子電圧、モータ電流の磁極位置を基準とする位相を計測する計測手段と、
前記ダイナモメータに速度指令を出力して該ダイナモメータを駆動し、かつ前記モータ評価用インバータに制御指令を出力するとともに、前記計測手段の出力に基づいて前記ＰＭモータの特性評価を行う制御手段と、
を有することを特徴とするＰＭモータの評価試験装置。 An evaluation test apparatus for evaluating the characteristics of a PM motor,
A dynamometer functioning as a load device of the PM motor, the output shaft being connected to the rotating shaft of the PM motor as a specimen;
An angle sensor attached to the dynamometer for detecting a rotation angle of a rotation axis of the dynamometer;
A motor evaluation inverter that takes in the output of the angle sensor, generates and outputs a signal synchronized with the magnetic pole position of the PM motor, and drives and controls the PM motor;
Measurement means for measuring the terminal voltage of the PM motor, the motor current, and the phase based on the magnetic pole position of the terminal voltage and the motor current based on the magnetic pole position synchronization signal output from the reference signal generation means;
Control means for outputting a speed command to the dynamometer to drive the dynamometer and outputting a control command to the motor evaluation inverter, and for evaluating the characteristics of the PM motor based on the output of the measuring means; ,
A PM motor evaluation test apparatus characterized by comprising: 前記制御手段は、前記ＰＭモータと前記ダイナモメータの連結部であるシャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係を予め求めておき、検出されたトルクまたは、ダイナモメータのトルク指令値について前記予め求めたシャフト及びカップリングの捩れ角とトルクとの関係から捩れ角を求め、この求めた捩れ角に基づいて前記角度センサにより検出した前記ＰＭモータの磁極位置の基準位置からの回転角度を示す回転角度データを補正し、該補正データに基づき磁極位置に同期した信号の生成、及び／または、前記モータ評価用インバータで駆動される前記ＰＭモータの電流、電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載のＰＭモータの評価試験装置。 The control means obtains in advance the relationship between the torsion angle of the shaft and coupling, which is a connecting portion of the PM motor and the dynamometer, and the torque, and the detected torque or the torque command value of the dynamometer in advance. Rotation indicating the rotation angle from the reference position of the magnetic pole position of the PM motor detected by the angle sensor based on the obtained torsion angle based on the relationship between the obtained torsion angle and torque of the shaft and coupling. The angle data is corrected, a signal synchronized with a magnetic pole position is generated based on the correction data, and / or the current and voltage of the PM motor driven by the motor evaluation inverter are controlled. 1. The PM motor evaluation test apparatus according to 1. 前記制御手段は、前記ダイナモメータを速度制御した状態で、ＰＭモータの誘起電圧を測定し、該誘起電圧と前記ダイナモメータの回転軸の回転角度から磁極位置を検出することを特徴とする請求項１に記載のＰＭモータの評価試験装置。

The control means measures an induced voltage of a PM motor while the speed of the dynamometer is controlled, and detects a magnetic pole position from the induced voltage and a rotation angle of a rotating shaft of the dynamometer. 1. The PM motor evaluation test apparatus according to 1.

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