JP5273706B2 - 電動機の制御装置 - Google Patents
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- 永久磁石による磁極を複数個有する第1ロータ及び第2ロータを、回転軸の周囲に同心状に配置した永久磁石界磁型の回転電動機の作動を、該電動機を界磁方向をd軸としてd軸と直交する方向をq軸とした2相直流の回転座標系による等価回路に変換して扱い、該第1ロータと該第2ロータとの位相差であるロータ位相差の変更を行って制御する2重ロータ構造の電動機の制御装置であって、
前記ロータ位相差を変更するためのロータ位相差変更手段と、
前記電動機の電機子のd軸電機子及びq軸電機子の両方の通電量を検出する電流検出手段と、
前記電動機のトルク指令値と角速度と電源電圧とに基づいて誘起電圧定数指令値又はロータ位相差指令値を算出する指令値算出手段と、
前記指令値算出手段により算出された誘起電圧定数指令値又はロータ位相差指令値に応じて、前記ロータ位相差変更手段により前記ロータ位相差を変更するロータ位相差制御手段と、
前記指令値算出手段により算出された誘起電圧定数指令値又はロータ位相差指令値と、前記電流検出手段により検出された前記電動機の電機子のd軸電機子及びq軸電機子の両方の通電量とに基いて、前記電動機のインダクタンスの推定値を算出するインダクタンス推定手段と、
前記電動機の電機子の端子間電圧と、前記電動機の電機子のd軸電機子及びq軸電機子の両方の通電量と、前記インダクタンス推定手段により算出されたd軸電機子及びq軸電機子の両方のインダクタンスの推定値とに基いて、前記電動機のロータ角度の推定値を算出するロータ角度推定手段と、
前記ロータ角度推定手段により算出された前記ロータ角度の推定値に基いて、前記電動機に対する通電を制御する通電制御手段とを備えたことを特徴とする電動機の制御装置。 - 請求項1記載の電動機の制御装置において、
前記ロータ角度推定手段によるロータ角度の推定値の算出処理において算出されるロータ角度の実際値と推定値との偏差の参照値に基づいて、前記電動機の誘起電圧定数の推定値を算出する誘起電圧定数推定手段を備え、
前記ロータ位相差制御手段は、誘起電圧定数の指令値と前記誘起電圧定数推定手段により算出された誘起電圧定数の推定値との偏差を減少させるように、前記ロータ位相差変更手段により前記ロータ位相差を変更することを特徴とする電動機の制御装置。 - 請求項2記載の電動機の制御装置において、
前記ロータ角度推定手段は、以下の式(1),式(2)による処理により得られるロータ角度の実際値と推定値との偏差を用いてロータ角度の推定値を算出し、
但し、Vs:電動機のロータ角度の実際値θm_sと推定値θm_eとの偏差θe(θe=θm_s−θm_e)の正弦参照値、Vc:偏差θeの余弦参照値、ω:電動機の角速度、Ke:電動機の誘起電圧定数、Vd:d軸電機子の端子間電圧、Vq:q軸電機子の端子間電圧、R:d軸電機子及びq軸電機子の抵抗値、Ld:d軸電機子のインダクタンス、Lq:q軸電機子のインダクタンス、Id:d軸電機子の通電量、Iq:q軸電機子の通電量。
前記誘起電圧定数推定手段は、上記式(1)により算出される正弦参照値Vsと余弦参照値Vcを、ロータ角度の実際値と推定値との偏差の参照値として、以下の式(3)による誘起電圧定数Keを、誘起電圧定数推定値として算出することを特徴とする電動機の制御装置。
- 請求項1記載の電動機の制御装置において、
前記ロータ角度推定手段によるロータ角度の推定値の算出処理において算出されるロータ角度の実際値と推定値との偏差の参照値に基づいて、前記電動機のロータ位相差の推定値を算出するロータ位相差推定手段を備え、
前記ロータ位相差制御手段は、ロータ位相差の指令値と前記ロータ位相差推定手段により算出されたロータ位相差の推定値との偏差を減少させるように、前記ロータ位相差変更手段により前記ロータ位相差を変更することを特徴とする電動機の制御装置。 - 請求項4記載の電動機の制御装置において、
前記ロータ角度推定手段は、以下の式(4),式(5)による処理により得られるロータ角度の実際値と推定値との偏差を用いてロータ角度の推定値を算出し、
但し、Vs:電動機のロータ角度の実際値θm_sと推定値θm_eとの偏差θe(θe=θm_s−θm_e)の正弦参照値、Vc:偏差θeの余弦参照値、ω:電動機の角速度、Ke:電動機の誘起電圧定数、Vd:d軸電機子の端子間電圧、Vq:q軸電機子の端子間電圧、R:d軸電機子及びq軸電機子の抵抗値、Ld:d軸電機子のインダクタンス、Lq:q軸電機子のインダクタンス、Id:d軸電機子の通電量、Iq:q軸電機子の通電量。
前記ロータ位相差推定手段は、上記式(4)により算出される正弦参照値Vsと余弦参照値Vcを、ロータ角度の実際値と推定値との偏差の参照値として、以下の式(6)による誘起電圧定数Keに対応するロータ位相差を、ロータ位相差推定値として算出することを特徴とする電動機の制御装置。
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