JP4682546B2 - インバータの制御方法及びインバータの制御装置並びにモータの制御方法及びモータの制御装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明のインバータ制御技術、モータ制御技術を実現する駆動系を示すブロック図である。ただし、ここでは制動に関する部分を主として示しており、回転制御に関する部分は省略している。後述するように電流指令値を回転制御時と制動制御時とにおいて切り替えることにより、当該技術は従来の回転制御を行うシステムと矛盾無く融合させることは容易である。
図3は制動制御部101bの構成を図示するブロック図であり、図1の制動制御部101として採用可能である。制動制御部101bは制動制御部101aの制動完了判断において異なっている。第2の実施の形態においては、フィルタ17は有効電力P0の平滑値P0ではなく、電流指令値iα *を平滑してその平滑値iα0を制動完了判断処理部19に与える。
図5は制動制御部101cの構成を図示するブロック図であり、図1の制動制御部101として採用可能である。制動制御部101cは制動制御部101a,101bからフィルタ17を省略し、制動完了判断処理部19がインバータ105からデューティDを得て入る点で第1及び第2の実施の形態と異なっている。このようなデューティDの伝達は、図1に破線で示すように、インバータ105から制動制御部101へと行われる。
図6は本発明のインバータ制御技術、モータ制御技術を実現する駆動系を示すブロック図である。図1に示された場合と比較して電力演算部103aを電力演算部103bに置換した構成を有している。
図7は本発明のインバータ制御技術、モータ制御技術を実現する駆動系を示すブロック図である。図1に示された場合と比較して電力演算部103aを位相抽出部103cに置換した構成を有している。
本実施の形態ではモータ106の力行動作中に、制動電流指令値i0が負となる期間を有する。図10は制動制御部101dの構成を図示するブロック図であり、図1の制動制御部101として採用可能である。符号判定部18は有効電力Preの符号を判定してもよいし、電圧指令値vα *自身、あるいはその平滑値vα0の符号を判定してもよい。制動完了判断処理19は有効電力Preの平滑値P0、電流指令値iα *の平滑値iα0、デューティDのいずれに基づいて制動完了を判断してもよい。
101 制動制御部
102 電流制御部
103a,103b 電力演算部
105 インバータ
106 モータ
14 積分部
16 零指令部
Dα1,Dα2 所定値
iα,iβ 電流
iα *,iβ * 電流指令値
i0 制動電流指令値
iα0 電流指令値iα *の平滑値
Pre 有効電力
vα *,vβ * 電圧指令値
Claims (26)
- 電流指令値ベクトル(iα *,iβ *)に基づいてインバータ(105)を制御する方法であって、
前記インバータは、モータ(106)の動作を制御し、
前記モータには電気角が90度異なる第1軸(α)及び第2軸(β)を有して回転位置に依存しない固定座標系が設定され、
前記電流指令値ベクトルは電流ベクトル(iα,iβ)についての指令値であり、
前記電流ベクトルは、前記モータに流れる電流の前記第1軸の成分(iα)及び前記第2軸の成分(iβ)で構成され、
前記モータの回転を停止させる際に、
(i)前記電流指令値ベクトルの前記第2軸の成分(iβ *)を略零とし、
(ii)前記電流指令値ベクトルの前記第1軸の成分(iα *)は、前記モータの力行動作中の電磁トルクよりも前記モータの回生動作中の電磁トルクを大きくする、インバータの制御方法。 - 前記モータの回転を停止させる際に、前記電流指令値ベクトルの前記第1軸の成分(iα *)は、制動電流指令値(i0)を積分器(14)で積分した値を採り、
前記制動電流指令値は、前記力行動作中で非正であり、前記回生動作中で正である、請求項1記載のインバータの制御方法。 - 前記制動電流指令値(i0)は、前記力行動作中に略零である、請求項2記載のインバータの制御方法。
- 前記制動電流指令値(i0)は、前記力行動作中に負となる期間を有する、請求項2記載のインバータの制御方法。
- 前記モータ(106)の有効電力(Pre)の符号に基づいて力行動作/回生動作を判断する、請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載のインバータの制御方法。
- 前記電流指令値ベクトル(iα *,iβ *)と前記電流ベクトル(iα,iβ)との間の、各要素毎の偏差に基づいて生成される電圧指令値ベクトル(vα *,vβ *)が、前記インバータ(105)の動作を制御し、
前記電流ベクトル(iα,iβ)と前記電圧指令値ベクトルとに基づいて前記有効電力(Pre)の符号を判断する、請求項5記載のインバータの制御方法。 - 前記有効電力(Pre)は、前記電圧指令値ベクトルの前記第1軸の成分(vα *)と、前記電流ベクトルの前記第1軸の成分(iα)との積として求められる、請求項6記載のインバータの制御方法。
- 前記電流指令値ベクトルの前記第1軸の成分(iα *)の符号は前記回生動作中において正であり、
前記電圧指令値ベクトルの前記第1軸の成分(vα *)の符号に基づいて前記力行動作/回生動作を判断する、請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載のインバータの制御方法。 - 前記インバータ(105)は前記電流ベクトル(iα,iβ)及び前記電流指令値ベクトル(iα *,iβ *)に基づいてパルス幅変調され、
前記モータの回転停止は、前記パルス幅変調のデューティ(D)が所定値(Dth)以下となったことを以て検出する、請求項1乃至請求項8のいずれか一つに記載のインバータの制御方法。 - 前記モータの回転停止は、前記有効電力(Pre)の平滑値(P0)の絶対値が所定値(DP)よりも小さくなることを以て検出する、請求項5乃至請求項7のいずれか一つに記載のインバータの制御方法。
- 前記モータの回転停止は、少なくとも、
(a)前記電流指令値ベクトルの前記固定座標系の第1軸(α)の成分(iα *)の平滑値(iα0)が第1の所定値(Dα1)よりも小さいこと
を条件として検出される、請求項1乃至請求項8のいずれか一つに記載のインバータの制御方法。 - 前記モータの回転停止は、更に、
(b)前記電流指令値ベクトルの前記第1軸(α)の成分(iα *)の前記平滑値(iα0)が所定区間において採る振幅は、第2の所定値(Dα2)よりも小さいこと
をも条件として検出される、請求項11記載のインバータの制御方法。 - 請求項1乃至請求項12のいずれか一つに記載のインバータの制御方法を用いて前記モータ(106)の回転を停止する、モータの制御方法。
- 電圧指令値ベクトル(vα *,vβ *)に基づいてインバータ(105)を制御する装置であって、
前記インバータは、モータ(106)の動作を制御し、
前記モータには、電気角が90度異なる第1軸(α)及び第2軸(β)を有して回転位置に依存しない固定座標系が設定され、
前記固定座標系における電流ベクトル(iα,iβ)と、前記電流ベクトルの指令値たる電流指令値ベクトル(iα *,iβ *)との間の、要素毎の偏差に基づいて前記電圧指令値ベクトルを生成する電流制御部(102)と、
前記モータの回転を停止させる際の前記電流指令値ベクトル(iα *,iβ *)を前記電流制御部へ供給する制動制御部(101)と
を備え、
前記モータの回転を停止させる際の前記電流指令値ベクトルの前記第2軸の成分(iβ *)は略零であり、前記電流指令値ベクトルの前記第1軸の成分(iα *)は、前記モータの力行動作中の電磁トルクよりも前記モータの回生動作中の電磁トルクを大きくする、インバータの制御装置。 - 前記制動制御部(101)は、
前記力行動作で非正であり、前記回生動作中で正である制動電流指令値(i0)を出力する制動電流指令値生成部(10)と、
前記制動電流指令値を積分して、前記モータの回転を停止させる際の前記電流指令値ベクトルの前記第1軸の成分(iα *)を与える積分器(14)と、
前記モータの回転を停止させる際の前記電流指令値ベクトルの前記第2軸の成分(iβ *)として略零を与える零指令部(16)と
を有する、請求項14記載のインバータの制御装置。 - 前記制動電流指令値(i0)は、前記力行動作中に略零である、請求項15記載のインバータの制御装置。
- 前記制動電流指令値(i0)は、前記力行動作中に負となる期間を有する、請求項15記載のインバータの制御装置。
- 前記モータ(106)の有効電力(Pre)を求める電力演算部(103a;103b)を更に備え、
前記有効電力の符号に基づいて力行動作/回生動作が判断される、請求項14乃至請求項17のいずれか一つに記載のインバータの制御装置。 - 前記電力演算部(103a;103b)は、前記電流ベクトル(iα,iβ)と前記電圧指令値ベクトル(vα *,vβ *)とに基づいて前記有効電力(Pre)を求める、請求項18記載のインバータの制御装置。
- 前記電力演算部(103b)は、前記電圧指令値ベクトルの前記第1軸の成分(vα *)と、前記電流ベクトルの前記第1軸の成分(iα)との積として前記有効電力(Pre)を求める、請求項19記載のインバータの制御装置。
- 前記電流指令値ベクトルの前記第1軸の成分(iα *)の符号は前記回生動作中において正であり、
前記電圧指令値ベクトルの前記第1軸の成分(vα *)の符号に基づいて力行動作/回生動作が判断される、請求項14乃至請求項17のいずれか一つに記載のインバータの制御装置。 - 前記電圧指令値ベクトル(vα *,vβ *)に基づいて前記インバータ(105)をパルス幅変調を用いて制御するパルス幅変調部(104)
を更に備え、
前記パルス幅変調のデューティ(D)が所定値(Dth)以下となったことを以て前記モータの回転停止を検出する、制動完了判断処理部(19)
を更に備える、請求項14乃至請求項21のいずれか一つに記載のインバータの制御装置。 - 前記有効電力(Pre)の平滑値(P0)の絶対値が所定値(DP)よりも小さくなることを以て前記モータの回転停止を検出する、制動完了判断処理部(19)
を更に備える、請求項18乃至請求項20のいずれか一つに記載のインバータの制御装置。 - 少なくとも、
(a)前記電流指令値ベクトルの前記固定座標系の第1軸(α)の成分(iα *)の平滑値(iα0)が第1の所定値(Dα1)よりも小さいこと
を条件として前記モータの回転停止を検出する制動完了判断処理部(19)
を更に備える、請求項14乃至請求項21のいずれか一つに記載のインバータの制御装置。 - 前記制動完了判断処理部(19)は、更に、
(b)前記電流指令値ベクトルの前記第1軸(α)の成分(iα *)の平滑値(iα0)が所定区間において採る振幅は、第2の所定値(Dα2)よりも小さいこと
であることをも条件として前記モータの回転停止を検出する、請求項24記載のインバータの制御装置。 - 請求項14乃至請求項25のいずれか一つに記載のインバータの制御装置を用いて前記モータ(106)の回転を停止する、モータの制御装置。
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