JP4670746B2 - Generator control device - Google Patents
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Description
本発明は、ベクトル制御する発電機の制御装置に関する。 The present invention relates to a generator control device that performs vector control.
モータの動作をベクトル制御するモータ制御装置として、下記数1及び数2に示す各電圧方程式のそれぞれの右辺の第1項について電流指令値と実際にモータに流れる実電流とを用いてPI制御を実施することにより、下記数1及び数2のそれぞれの左辺の電圧指令値Vd、Vqを求め、それら電圧指令値Vd、Vqに基づいてモータを駆動させるためのインバータの各スイッチング素子をオン、オフさせるものがある。(例えば、特許文献1参照)
As a motor control device that performs vector control of motor operation, PI control is performed using the current command value and the actual current actually flowing to the motor for the first term on the right side of each voltage equation shown in the following
なお、Rは電気子巻き線抵抗、pは微分演算子、ωは角速度、Idはd軸電流、Iqはq軸電流、Ldはd軸インダクタンス、Lqはq軸インダクタンス、Keは誘起電圧定数を示している。 R is the resistance of the electric winding, p is the differential operator, ω is the angular velocity, Id is the d-axis current, Iq is the q-axis current, Ld is the d-axis inductance, Lq is the q-axis inductance, and Ke is the induced voltage constant. Show.
このようなモータ制御装置において、力行時の弱め界磁領域やインバータへの入力電圧を最大値以上利用する領域では、インバータの出力電圧に制限がかかってしまう。このときトルクを増やすために、上記数2の右辺の第1項、すなわち、q軸の電流指令値を増加させて上記数2の左辺の電圧指令値Vqを増加させると、相対的に上記数1の左辺の電圧指令値Vdが減少しd軸に流れる電流が減少する。そのため、q軸に流すことが可能な電流も減少してトルクに制限がかかりトルクを所望な値まで増やすことができなくなるおそれがある。
In such a motor control device, the output voltage of the inverter is limited in the field-weakening region during power running or the region where the input voltage to the inverter is used more than the maximum value. At this time, in order to increase the torque, if the first term on the right side of
そこで、力行時の弱め界磁領域やインバータへの入力電圧を最大値以上利用する領域において電流指令値の設定時にトルクに制限がかかることを防ぐために、上記数1及び数2において、d軸の電流指令値をq軸の電流指令値よりも優先して設定するモータ制御装置がある。(例えば、特許文献2参照)
モータを発電機として用いる場合(回生に用いる場合)、例えば自動車のエンジン駆動力からの発電や、回生ブレーキとして用いることを考えると、アクセル操作やギアチェンジ、または回生ブレーキのブレーキ力の変動によりトルク変動が起こる場合がある。このとき発電電圧(回生電圧)を安定させるように、d軸、q軸の電流指令値を設定する必要がある。 When a motor is used as a generator (when used for regeneration), for example, when generating power from the engine driving force of a car or using it as a regenerative brake, torque is caused by accelerator operation, gear change, or fluctuations in the regenerative brake force. Variations may occur. At this time, it is necessary to set the d-axis and q-axis current command values so as to stabilize the generated voltage (regenerative voltage).
しかしながら、上述のように、d軸の電流指令値を優先して設定するモータ制御装置では、回生時において電圧指令値Vqが減少することで出力電圧が低下すると、相対的に電圧指令値Vdも減少しインバータにかけられる電圧の制限値、すなわち、回生電圧の上限値が低下してしまう。そのため、上記モータ制御装置では、回生電圧の上限値が所定の電圧より低くなるおそれがある。たとえば回生電力でバッテリを充電する場合回生電圧の上限値がバッテリ電圧より低くなると回生時バッテリに充電が行えなくなる問題がある。また回生電力で他の機器を動作させる場合は、機器の動作が不安定になる。 However, as described above, in the motor control device that preferentially sets the d-axis current command value, when the output voltage decreases due to a decrease in the voltage command value Vq during regeneration, the voltage command value Vd also relatively increases. The limit value of the voltage that is decreased and applied to the inverter, that is, the upper limit value of the regenerative voltage is lowered. Therefore, in the motor control device, the upper limit value of the regenerative voltage may be lower than a predetermined voltage. For example, when the battery is charged with regenerative power, there is a problem that the regenerative battery cannot be charged if the upper limit value of the regenerative voltage is lower than the battery voltage. In addition, when another device is operated with regenerative power, the operation of the device becomes unstable.
そこで、本発明では、発電電圧を安定化することが可能な発電機の制御装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a generator control device capable of stabilizing the generated voltage.
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の発電機の制御装置は、入力される要求値に基づいて電流指令値を設定する電流指令値設定手段と、上記電流指令値に応じて電圧指令値を設定する電圧指令値設定手段と、上記電圧指令値に応じて発電機を制御させるためのインバータの各スイッチング素子のオン、オフを制御するスイッチング制御手段とを備える。上記電流指令値設定手段は、少なくともトルク変動時に発電電圧を上昇させる際に、d軸の電流指令値よりq軸の電流指令値を優先して設定する。
In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
That is, the generator control device of the present invention includes a current command value setting means for setting a current command value based on an input request value, and a voltage command value setting for setting a voltage command value according to the current command value. And switching control means for controlling on / off of each switching element of the inverter for controlling the generator according to the voltage command value. The current command value setting means prioritizes and sets the q-axis current command value over the d-axis current command value when raising the generated voltage at least during torque fluctuation.
これにより、発電電圧を上昇させる際にその発電電圧を先に上昇させてからd軸の電流指令値を設定することができ発電電圧の上限値を低下させないようにすることができるので、発電電圧を安定化することができる。なお、本発明において発電機は、電動機(モータ)をも含む概念であり、発電電圧は回生電圧と解釈する事ができる。 As a result, when the generated voltage is raised, the d-axis current command value can be set after raising the generated voltage first, so that the upper limit value of the generated voltage can be prevented from being lowered. Can be stabilized. In the present invention, the generator is a concept including an electric motor (motor), and the generated voltage can be interpreted as a regenerative voltage.
また、電流指令値設定手段は、第1電流指令値設定手段と第2電流指令値設定手段とを備え、第1電流指令値設定手段は、上記要求値に対して第1電流指令値を設定し、第2電流指令値設定手段は、少なくとも発電電圧を上昇させる際に、d軸よりq軸を優先して、q軸の第1電流指令値に追従する様にq軸の電流指令値を設定するように構成してもよい。 The current command value setting means includes a first current command value setting means and a second current command value setting means, and the first current command value setting means sets the first current command value with respect to the required value. The second current command value setting means prioritizes the q-axis current command value so as to follow the q-axis first current command value by giving priority to the q-axis over the d-axis when raising the generated voltage at least. You may comprise so that it may set.
また、第2電流指令値設定手段は、優先判断手段を備え、その優先判断手段は、第1電流指令値と前回の電流指令値とを比較した結果の増減からq軸を優先するか否かを判断するように構成してもよい。 The second current command value setting means includes priority determination means, and the priority determination means determines whether or not to prioritize the q-axis from the increase or decrease in the result of comparing the first current command value and the previous current command value. It may be configured to determine.
また、第2電流指令値設定手段は、q軸を優先する場合、q軸の実電流値と前回のq軸の電流指令値に応じて、q軸の第1電流指令値に近づくようにq軸の電流指令値を設定するように構成してもよい。 In addition, when giving priority to the q-axis, the second current command value setting means determines that the q-axis first current command value approaches the q-axis first current command value according to the q-axis actual current value and the previous q-axis current command value. You may comprise so that the electric current command value of an axis | shaft may be set.
また、電流指令値設定手段は、q軸を優先する場合、q軸の実電流値と前回のq軸の電流指令値に応じて、変動値を決定し、前回のq軸の電流指令値に変動値を加えた値をq軸の電流指令値として設定するように構成してもよい。 In addition, when giving priority to the q-axis, the current command value setting means determines a fluctuation value according to the q-axis actual current value and the previous q-axis current command value, and sets the variation value to the previous q-axis current command value. You may comprise so that the value which added the fluctuation value may be set as a q-axis current command value.
また、電流指令値設定手段は、トルク変動時に発電電圧を下降させる際に、d軸の電流指令値よりq軸の電流指令値を優先して設定するように構成してもよい。
これにより、発電電圧を下降させる際にその発電電圧を先に下降させてからd軸の電流指令値を設定することができ発電電圧の下限値を上昇させないようにすることができるので、発電電圧を安定化することができる。
The current command value setting means may be configured to prioritize and set the q-axis current command value over the d-axis current command value when the generated voltage is lowered during torque fluctuation.
Thus, when the generated voltage is lowered, the d-axis current command value can be set after the generated voltage is lowered first, so that the lower limit value of the generated voltage can be prevented from being raised. Can be stabilized.
また、電流指令値設定手段は、発電機の回転数が上昇した際に、q軸の電流指令値よりd軸の電流指令値を優先して設定するように構成してもよい。
これにより、発電機の回転数が上昇しても発電電圧の上限値を先に設定することができるので、発電電圧を安定化することができる。
The current command value setting means may be configured to prioritize and set the d-axis current command value over the q-axis current command value when the rotational speed of the generator increases.
Thereby, even if the rotation speed of the generator increases, the upper limit value of the generated voltage can be set first, so that the generated voltage can be stabilized.
また、電流指令値設定手段は、発電機の回転数が減少した際に、q軸の電流指令値よりd軸の電流指令値を優先して設定するように構成してもよい。
これにより、発電機の回転数が減少しても発電電圧の下限値を先に設定することができるので、発電電圧を安定化することができる。
The current command value setting means may be configured to prioritize and set the d-axis current command value over the q-axis current command value when the rotational speed of the generator decreases.
Thereby, even if the rotation speed of the generator decreases, the lower limit value of the generated voltage can be set first, so that the generated voltage can be stabilized.
また、電流指令値設定手段は、第1電流指令値設定手段と第2電流指令値設定手段とを備え、第1電流指令値設定手段は、上記要求値に対して第1電流指令値を設定し、第2電流指令値設定手段は、d軸の電流指令値よりq軸の電流指令値を優先して設定する場合、q軸の第1電流指令値に追従する様にq軸の電流指令値を設定し、前回のd軸の電流指令値をd軸の電流指令値として設定するように構成してもよい。 The current command value setting means includes a first current command value setting means and a second current command value setting means, and the first current command value setting means sets the first current command value with respect to the required value. The second current command value setting means sets the q-axis current command value so as to follow the q-axis first current command value when the q-axis current command value is given priority over the d-axis current command value. A value may be set, and the previous d-axis current command value may be set as the d-axis current command value.
q軸の電流指令値を優先して設定する場合に、d軸の電流指令値を変更しないことで、確実に発電電圧を安定化することができる。
また、電流指令値設定手段は、第1電流指令値設定手段と第2電流指令値設定手段とを備え、第1電流指令値設定手段は、上記要求値に対して第1電流指令値を設定し、第2電流指令値設定手段は、d軸の電流指令値を優先して設定する場合、d軸の第1電流指令値に追従する様にd軸の電流指令値を設定し、前回のq軸の電流指令値をq軸の電流指令値として設定するように構成してもよい。
When the q-axis current command value is set with priority, the generated voltage can be reliably stabilized by not changing the d-axis current command value.
The current command value setting means includes a first current command value setting means and a second current command value setting means, and the first current command value setting means sets the first current command value with respect to the required value. The second current command value setting means sets the d-axis current command value so as to follow the first d-axis current command value when setting the d-axis current command value with priority. The q-axis current command value may be set as the q-axis current command value.
d軸の電流指令値を優先して設定する場合に、q軸の電流指令値を変更しないことで、確実に発電電圧を安定化することができる。 When the d-axis current command value is set with priority, the generated voltage can be reliably stabilized by not changing the q-axis current command value.
本発明によれば、発電電圧を安定化させることができる。 According to the present invention, the generated voltage can be stabilized.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
本発明では発電機の制御を、モータ回生時の回生制御として説明する。すなわちモータは発電機であり、回生電圧は発電電圧である。図1は、本発明の実施形態のモータ制御装置を示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present invention, the generator control is described as regeneration control during motor regeneration. That is, the motor is a generator, and the regenerative voltage is a generated voltage. FIG. 1 is a diagram illustrating a motor control device according to an embodiment of the present invention.
図1に示すモータ制御装置1は、ロータ電気角計算部2と、回転速度計算部3と、角速度計算部4と、3相/2相変換部5と、減算部6と、PI制御部7と、マップ8(第1電流指令値設定手段)と、電流指令値設定部9(第2電流指令値設定手段)と、インバータ制御部10とを備えて構成されている。なお、特許請求の範囲に記載される電流指令値設定手段は、例えば、マップ8及び電流指令値設定部9により構成されるものとする。
A
上記ロータ電気角計算部2は、モータ11に設けられる電気角検出部12から出力される信号に基づいてモータ11のある位置(例えば、U相軸)を基準とするロータの電気角θを計算する。なお、上記電気角検出部12は、例えば、レゾルバやロータリーエンコーダなどが考えられる。モータ11はPMモータ(Permanet Magnet Motor)などが考えられる。
The rotor electrical
上記回転速度計算部3は、上記電気角θとロータの回転時間に基づいてモータ11のロータの回転速度V(r/min)を計算する。
上記角速度計算部4は、上記回転速度Vに基づいて角速度ω(rad/s)を計算する。
The
The angular
上記3相/2相変換部5は、モータ11とモータ11を駆動するためのインバータ13との間に設けられる電流検出部14から出力されるU相電流Iu及びW相電流Iwから、電気角θに基づいて、モータ11の各相に流れるU相電流Iu、V相電流Iv、及びW相電流Iwをモータ11のd軸方向に流れる実電流Id1及びモータ11のq軸方向に流れる実電流Iq1に変換する。なお、上記電流検出部14は、例えば、ホール素子などが考えられる。
The three-phase / two-
上記減算部6は、インバータ13とバッテリ15との間に設けられる電圧検出部16により検出される電圧Vdc1と、外部から入力される要求値Vdc2との差分値Vdc3を計算する。なお、上記電圧検出部16は、例えば、シャント抵抗などが考えられる。
The
上記PI制御部7は、上記差分値Vdc3に対してPI制御を実施しトルク指令値Tを出力する。
上記マップ8は、入力されるトルク指令値T、要求値Vdc2、及び回転速度Vに対応するマップ指令値Id2(d軸の第1電流指令値)、マップ指令値Iq2(q軸の第1電流指令値)、及び弱め界磁電流指令値Id3(トルクがゼロのときのd軸の電流指令値)を出力する。
The PI control unit 7 performs PI control on the difference value Vdc3 and outputs a torque command value T.
The map 8 includes a map command value Id2 (d-axis first current command value) and map command value Iq2 (q-axis first current) corresponding to the input torque command value T, the requested value Vdc2, and the rotation speed V. Command value) and field weakening current command value Id3 (d-axis current command value when torque is zero).
上記電流指令値設定部9は、実電流Id1、実電流Iq1、マップ指令値Id2、マップ指令値Iq2、及び弱め界磁電流指令値Id3に基づいて、電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を設定する。
The current command
上記インバータ制御部10は、電圧指令値設定部17(電圧指令値設定手段)と、PWM制御部18(スイッチング制御手段)とを備えて構成されている。
上記電圧指令値設定部17は、実電流Id1、実電流Iq1、電流指令値Id4、電流指令値Iq4、及び角速度ωに基づいて、電圧指令値Vd及び電圧指令値Vqを設定する。
The
The voltage command
例えば、電圧指令値設定部17は、実電流Id1と電流指令値Id4との差分値にPI制御演算のp(Proportional)項の定数Kpを乗算した値と、実電流Id1と電流指令値Id4との差分値にPI制御演算のI(Integral)項の定数Kiを乗算した値とを加算することにより上記数1の右辺の第1項に相当する値を求め、その値から上記数1の右辺の第2項のωLqIqを減算して電圧指令値Vdを設定する。
For example, the voltage command
また、例えば、電圧指令値設定部17は、実電流Iq1と電流指令値Iq4との差分値に定数Kpを乗算した値と、実電流Iq1と電流指令値Iq4との差分値に定数Kiを乗算した値とを加算することにより上記数2の右辺の第1項に相当する値を求め、その値に上記数2の右辺の第2項のωLdId及び第3項のωKeを加算して電圧指令値Vqを設定する。
For example, the voltage command
上記PWM制御部18は、電気角θ、電圧指令値Vd、及び電圧指令値Vqに基づいて、インバータ13の各スイッチング素子(例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)など)をそれぞれPWM(Pulse Width Modulation)制御によりオン、オフさせるための駆動信号S1〜S6を出力する。
Based on the electrical angle θ, the voltage command value Vd, and the voltage command value Vq, the
例えば、PWM制御部18は、電気角θとtan-1(電圧指令値Vq/電圧指令値Vd)とを加算することによりモータ11のある位置(例えば、U相軸)を基準とするロータの制御位相を求め、その制御位相に対応するPWM制御用の基本波と基準波とを比較して駆動信号S1〜S6を出力する。
For example, the
なお、インバータ制御部10は、PWM制御以外の制御(例えば、過変調制御や180度矩形波制御など)によりインバータ13の各スイッチング素子をオン、オフさせてもよい。
Note that the
図2は、電流指令値設定部9を示す図である。
図2に示す電流指令値設定部9は、減算部19、20と、Id変動値決定部21と、Iq変動値決定部22と、減算部23、24と、優先フラグ判断部25(優先判断手段)と、新電流指令値決定部26と、指令値格納部27、28とを備えて構成されている。
FIG. 2 is a diagram showing the current command
The current command
上記減算部19は、実電流Id1と前回電流指令値Id5(前回のd軸の電流指令値)との差分値ΔId1を計算する。
上記減算部20は、実電流Iq1と前回電流指令値Iq5(前回のq軸の電流指令値)との差分値ΔIq1を計算する。
The
The subtracting
上記Id変動値決定部21は、上記差分値ΔId1に基づいて、電流指令値Id4の変動値Id6を決定する。なお、変動値Id6の大きさは任意に設定可能とする。例えば、差分値ΔId1が0〜3Aのとき変動値Id6を1Aとし、差分値ΔId1が4〜6Aのとき変動値Id6を2Aとなるように変動値Id6を設定してもよい。
The Id fluctuation
上記Iq変動値決定部22は、上記差分値ΔIq1に基づいて、電流指令値Iq4の変動値Iq6を決定する。なお、変動値Iq6の大きさは予め設定される上限値以下において任意に設定可能とする。このように、変動値Iq6の大きさに上限値を設けることにより、電流指令値Iq4の急変を防止される。その結果、電圧指令値設定部17でPI制御演算時にゲイン(上記Kp、Kiなど)によりインバータ13の出力電圧が飽和することを防止し、電流指令値Iq4に対して応答性のよいモータ動作制御を行うことができる。
The Iq fluctuation
上記減算部23は、マップ指令値Id2の絶対値から前回電流指令値Id5の絶対値を減算した差分値ΔId2を計算する。
上記減算部24は、マップ指令値Iq2の絶対値から前回電流指令値Iq5の絶対値を減算した差分値ΔIq2を計算する。
The subtracting
The subtracting
上記優先フラグ判断部25は、差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号に基づいて、優先フラグF1または優先フラグF2を出力する。
すなわち、優先フラグ判断部25は、差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号が共にプラスまたはマイナスのとき、優先フラグF1を出力する。また、優先フラグ判断部25は、差分値ΔId2の符号がプラスで、かつ、差分値ΔIq2の符号がマイナスのとき、または、差分値ΔId2の符号がマイナスで、かつ、差分値ΔIq2の符号がプラスのとき、優先フラグF2を出力する。
The priority
That is, the priority
上記新電流指令値決定部26は、弱め界磁電流Id3、前回電流指令値Id5、前回電流指令値Iq5、変動値Id6、変動値Iq6、及び優先フラグF1またはF2に基づいて、d軸の電流指令値Id4及びq軸の電流指令値Iq4を決定する。
The new current command
すなわち、新電流指令値決定部26は、優先フラグF1が入力されると、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に近づくように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算した後、弱め界磁電流Id3を下限値として電流指令値Id4がマップ指令値Id2に近づくように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算する。
That is, when the priority flag F1 is input, the new current command
また、新電流指令値決定部26は、優先フラグF2が入力されると、弱め界磁電流Id3を下限値として電流指令値Id4がマップ指令値Id2に近づくように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算した後、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に近づくように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算する。
Further, when the priority flag F2 is input, the new current command
なお、前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算する際、変動値Id6の符号がプラスのとき電流指令値Id4は前回設定時よりも増加し、変動値Id6の符号がマイナスのとき電流指令値Id4は前回設定時よりも減少する。 When adding the previous current command value Id5 and the fluctuation value Id6, the current command value Id4 increases from the previous setting when the sign of the fluctuation value Id6 is positive, and when the sign of the fluctuation value Id6 is negative, the current command The value Id4 decreases from the previous setting.
また、前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算する際、変動値Iq6の符号がプラスのとき電流指令値Iq4は前回設定時よりも増加し、変動値Iq6の符号がマイナスのとき電流指令値Iq4は前回設定時よりも減少する。 Further, when adding the previous current command value Iq5 and the fluctuation value Iq6, the current command value Iq4 increases from the previous setting when the sign of the fluctuation value Iq6 is positive, and when the sign of the fluctuation value Iq6 is negative, the current command The value Iq4 decreases from the previous setting.
上記指令値格納部27は、電流指令値Id4を格納し、その格納した電流指令値Id4を次回の電流指令値Id4の設定時に前回電流指令値Id5として出力する。
上記指令値格納部28は、電流指令値Iq4を格納し、その格納した電流指令値Iq4を次回の電流指令値Iq4の設定時に前回電流指令値Iq5として出力する。
The command
The command
図3(a)は、回生時の電流指令値設定部9における電流指令値設定動作の一例を説明するための図であり、図3(b)は、力行時の電流指令値設定部9における電流指令値設定動作の一例を説明するための図である。なお、図3(a)及び図3(b)において、横軸は電流指令値Iq4、縦軸は電流指令値Id4を示している。また、点Aは前回設定時の電流指令値Id4及び電流指令値Iq4(すなわち、前回電流指令値Id5及び前回電流指令値Iq5)を示し、太い矢印のそれぞれの先端はマップ指令値Id2、Iq2を示している。また、太い矢印のうち白抜きの矢印はトルクの変動方向、ハッチングの矢印はモータ11の回転数の変動方向を示している。また、細い矢印は電流指令値Id4、Iq4の設定順序を示している。また、電流指令値設定部9における指令値設定動作は、力行時及び回生時どちらも同じ動作とする。
FIG. 3A is a diagram for explaining an example of a current command value setting operation in the current command
(優先フラグ判断部25から優先フラグF1が出力されたとき)
まず、電流指令値設定部9は、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に等しくなるように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算しその加算値を電流指令値Iq4として出力すると共に、前回電流指令値Id5を電流指令値Id4としてそのまま出力する。次に、電流指令値設定部9は、前回電流指令値Iq5を電流指令値Iq4としてそのまま出力すると共に、電流指令値Id4がマップ指令値Id2に等しくなるように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算しその加算値を電流指令値Id4として出力する。
(When the priority flag F1 is output from the priority flag determination unit 25)
First, the current command
すなわち、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(1)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号が共にプラスの場合)、電流指令値Iq4を増やした後(1−1)、電流指令値Id4を増やしている(1−2)。これにより、回生時はモータ11のトルクが増加しつつ、電圧Vdc(回生電圧)が上昇する。なお、ここで電流指令値を「増やす」「減らす」とは符号を変えずに電流量を増やす・減らす事であり、電流値の絶対値を増やす・減らすということである。(以下もおなじ)
また、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(2)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2及び差分値ΔIq2のそれぞれの符号が共にマイナスの場合)、電流指令値Iq4を減らした後(2−1)、電流指令値Id4を減らしている(2−2)。これにより、回生時はモータ11のトルクが減少しつつ、電圧Vdcが下降する。
That is, the current command
Further, the current command
(優先フラグ判断部25から優先フラグF2が出力されたとき)
まず、電流指令値設定部9は、電流指令値Id4がマップ指令値Id2に等しくなるように前回電流指令値Id5と変動値Id6とを加算しその加算値を電流指令値Id4として出力すると共に、前回電流指令値Iq5を電流指令値Iq4としてそのまま出力する。次に、電流指令値設定部9は、前回電流指令値Id5を電流指令値Id4としてそのまま出力すると共に、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に等しくなるように前回電流指令値Iq5と変動値Iq6とを加算しその加算値を電流指令値Iq4として出力する。
(When the priority flag F2 is output from the priority flag determination unit 25)
First, the current command
すなわち、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(3)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2の符号がプラス、差分値ΔIq2の符号がマイナスの場合)、電流指令値Id4を増やした後(3−1)、電流指令値Iq4を減らしている(3−2)。これにより、回生時はモータ11の回転数が上昇しつつ、電圧Vdcが下降する。
That is, the current command
また、電流指令値設定部9は、図3(a)または図3(b)に示す(4)方向に電流指令値Id4及び電流指令値Iq4を変動させる場合(差分値ΔId2の符号がマイナス、差分値ΔIq2の符号がプラスの場合)、電流指令値Id4を減らした後(4−1)電流指令値Iq4を増やしている(4−2)。これにより、回生時はモータ11の回転数が減少しつつ、電圧Vdcが上昇する。
Further, the current command
なお、上記電流指令値設定方法において、電流指令値Id4、Iq4をマップ指令値Id2、Iq2に近づけるための方法は、上記方法に限定されない。例えば、優先フラグF1が出力されたとき、電流指令値Iq4を常に優先して変動させながら電流指令値をマップ指令値に徐々に近づけていくようにしてもよい。この場合、電流指令値Iq4がマップ指令値Iq2に一致した後、電流指令値Id4をマップ指令地Id2に近づけていくことになる。 In the current command value setting method, the method for bringing the current command values Id4 and Iq4 closer to the map command values Id2 and Iq2 is not limited to the above method. For example, when the priority flag F1 is output, the current command value may be gradually brought closer to the map command value while always changing the current command value Iq4 with priority. In this case, after the current command value Iq4 coincides with the map command value Iq2, the current command value Id4 is brought closer to the map command ground Id2.
上述のように、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時電圧Vdcを上昇させる際、電流指令値Id4より電流指令値Iq4を優先して上昇させている。これにより、回生時電圧Vdc1を上昇させる際にその電圧Vdc1を先に上昇させてから電流指令値Id4を設定することができ電圧Vdc1の上限値を低下させないようにすることができるので、回生時において電圧Vdc1を安定化することができる。
As described above, when the
また、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時電圧Vdc1を下降させる際、電流指令値Id4より電流指令値Iq4を優先して下降させている。これにより、回生時電圧Vdc1を下降させる際にその電圧Vdc1を先に下降させてから電流指令値Id4を設定することができ電圧Vdc1の下限値を上昇させないようにすることができるので、回生時において電圧Vdc1を安定化することができる。
The
従って、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時において、電流指令値Id4より電流指令値Iq4を優先して設定することにより、電圧Vdcを指示どおり(バッテリ15の電圧より高く、かつ、バッテリ15の電圧に対してあまり高過ぎない適度な値)に安定して制御することができ回生時効率良くモータ11を動作させることができる。
Therefore, the
また、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時モータ11の回転数が上昇する際、電流指令値Id4を増加させた後、電流指令値Iq4を減少させている。これにより、モータ11の回転数が上昇しても電圧Vdc1の上限値を先に設定することができるので、電圧Vdcがバッテリ15の電圧より高くなり過ぎることを防止することができる。
Further, the
また、本実施形態のモータ制御装置1は、回生時モータ11の回転数が減少する際、電流指令値Id4を減少させた後、電流指令値Iq4を増加させている。これにより、モータ11の回転数が減少しても電圧Vdc1の下限値を先に設定することができるので、電圧Vdc1がバッテリ15の電圧より低くなることを防止することができる。
Further, the
また、本実施形態のモータ制御装置は、回生時(発電時)だけでなく、力行時も同じように制御が可能である。
また、本実施形態は力行および回生を行なうモータ制御について説明したが、モータを発電機としてのみ用いる場合に適用しても良い。
Further, the motor control device of the present embodiment can perform the same control not only during regeneration (during power generation) but also during powering.
Moreover, although this embodiment demonstrated the motor control which performs power running and regeneration, you may apply when using a motor only as a generator.
また、本実施形態は回生電圧をバッテリ15の充電に用いたが、バッテリに変えて任意の機器を接続させても良い。この場合も機器へ供給する電圧が安定するので、機器の動作を安定させることが出来る。
In this embodiment, the regenerative voltage is used for charging the
また、本実施形態はIq変動値決定部22は、変動値Iq6の大きさは予め設定される上限値以内としたが、Id変動値決定部21についても同様に変動値Id6の大きさを予め設定される上限値以内としても良い。この場合、電流指令値Id4の急変が防止される。その結果、電圧指令値設定部17のPI制御演算時に出力電圧の飽和を防止することができる。
In this embodiment, the Iq fluctuation
1 モータ制御装置
2 ロータ電気角計算部
3 回転速度計算部
4 角速度計算部
5 3相/2相変換部
6 減算部
7 PI制御部
8 マップ
9 電流指令値設定部
10 インバータ制御部
11 モータ
12 電気角検出部
13 インバータ
14 電流検出部
15 バッテリ
16 電圧検出部
17 電圧指令値設定部
18 PWM制御部
19 減算部
20 減算部
21 Id変動値決定部
22 Iq変動値決定部
23 減算部
24 減算部
25 優先フラグ判断部
26 新電流指令値決定部
27 指令値格納部
28 指令値格納部
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電流指令値に応じて電圧指令値を設定する電圧指令値設定手段と、
前記電圧指令値に応じて発電機を制御させるためのインバータの各スイッチング素子のオン、オフを制御するスイッチング制御手段と、
を備え、
前記電流指令値設定手段は、少なくともトルク変動時に発電電圧を上昇させる際に、d軸の電流指令値よりq軸の電流指令値を優先して設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 Current command value setting means for setting the current command value based on the input request value;
Voltage command value setting means for setting a voltage command value according to the current command value;
Switching control means for controlling on and off of each switching element of the inverter for controlling the generator according to the voltage command value;
With
The current command value setting means sets the q-axis current command value with priority over the d-axis current command value when raising the generated voltage at least during torque fluctuation.
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、第1電流指令値設定手段と第2電流指令値設定手段とを備え、
前記第1電流指令値設定手段は、前記要求値に対して第1電流指令値を設定し、
前記第2電流指令値設定手段は、少なくとも発電電圧を上昇させる際に、d軸よりq軸を優先して、q軸の前記第1電流指令値に追従する様に前記q軸の電流指令値を設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
The current command value setting means includes a first current command value setting means and a second current command value setting means,
The first current command value setting means sets a first current command value for the required value,
The second current command value setting means prioritizes the q axis over the d axis when at least increasing the generated voltage, and follows the first current command value of the q axis so as to follow the first current command value of the q axis. Set
A control device for a generator.
前記第2電流指令値設定手段は、優先判断手段を備え、
前記優先判断手段は、前記第1電流指令値と前回の電流指令値とを比較した結果の増減からq軸を優先するか否かを判断する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 2,
The second current command value setting means includes priority determination means,
The priority determination means determines whether or not to prioritize the q-axis from an increase or decrease in the result of comparing the first current command value and the previous current command value;
A control device for a generator.
前記第2電流指令値設定手段は、q軸を優先する場合、q軸の実電流値と前回のq軸の電流指令値に応じて、q軸の前記第1電流指令値に近づけるように前記q軸の電流指令値を設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 2,
When giving priority to the q-axis, the second current command value setting means is configured to approach the first current command value on the q-axis according to the actual current value on the q-axis and the previous current command value on the q-axis. Set the q-axis current command value,
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、q軸を優先する場合、q軸の実電流値と前回のq軸の電流指令値に応じて、変動値を決定し、前記前回のq軸の電流指令値に前記変動値を加えた値を前記q軸の電流指令値として設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
When the q-axis is prioritized, the current command value setting means determines a variation value according to the q-axis actual current value and the previous q-axis current command value, and sets the variation value to the previous q-axis current command value. A value obtained by adding the fluctuation value is set as the q-axis current command value.
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、トルク変動時に発電電圧を下降させる際に、前記d軸の電流指令値より前記q軸の電流指令値を優先して設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
The current command value setting means prioritizes and sets the q-axis current command value over the d-axis current command value when lowering the generated voltage during torque fluctuation.
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、発電機の回転数が上昇した際に、前記q軸の電流指令値より前記d軸の電流指令値を優先して設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
The current command value setting means sets the current command value for the d axis with priority over the current command value for the q axis when the rotational speed of the generator increases.
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、発電機の回転数が減少した際に、前記q軸の電流指令値より前記d軸の電流指令値を優先して設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
The current command value setting means sets the current command value for the d-axis with priority over the current command value for the q-axis when the rotational speed of the generator decreases.
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、第1電流指令値設定手段と第2電流指令値設定手段とを備え、
前記第1電流指令値設定手段は、前記要求値に対して第1電流指令値を設定し、
前記第2電流指令値設定手段は、前記d軸の電流指令値より前記q軸の電流指令値を優先して設定する場合、q軸の前記第1電流指令値に追従する様に前記q軸の電流指令値を設定し、前回のd軸の電流指令値を前記d軸の電流指令値として設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
The current command value setting means includes a first current command value setting means and a second current command value setting means,
The first current command value setting means sets a first current command value for the required value,
The second current command value setting means sets the q-axis so as to follow the first current command value of the q-axis when setting the q-axis current command value in preference to the d-axis current command value. Current command value is set, and the previous d-axis current command value is set as the d-axis current command value.
A control device for a generator.
前記電流指令値設定手段は、第1電流指令値設定手段と第2電流指令値設定手段とを備え、
前記第1電流指令値設定手段は、前記要求値に対して第1電流指令値を設定し、
前記第2電流指令値設定手段は、前記q軸の電流指令値より前記d軸の電流指令値を優先して設定する場合、d軸の前記第1電流指令値に追従する様に前記d軸の電流指令値を設定し、前回のq軸の電流指令値を前記q軸の電流指令値として設定する、
ことを特徴とする発電機の制御装置。 The generator control device according to claim 1,
The current command value setting means includes a first current command value setting means and a second current command value setting means,
The first current command value setting means sets a first current command value for the required value,
The second current command value setting means sets the d-axis so as to follow the first current command value of the d-axis when the current command value of the d-axis is set with priority over the current command value of the q-axis. Current command value is set, and the previous q-axis current command value is set as the q-axis current command value.
A control device for a generator.
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