JP5332904B2 - 交流電動機のセンサレス制御装置 - Google Patents
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Description
推定速度と速度指令とに基づき速度制御を行いq軸電流指令を出力する速度制御手段と、
速度情報と電動機定数を用いてフィードフォワード電圧指令を生成する電圧フィードフォワード制御手段と、
回転同期座標上でd軸電流指令及びq軸電流指令に基づき電流制御を行いフィードバック電圧指令を生成するd軸電流制御手段およびq軸電流制御手段と、
フィードフォワード電圧指令とフィードバック電圧指令とから交流電動機に印加される電圧を生成する電圧変換手段と、
を備え、
低速域においては、前記q軸電流制御手段及び前記d軸電流制御手段の少なくともいずれか一方と、速度制御手段と、を動作停止させ、前記電圧変換手段がフィードフォワード電圧指令から交流電動機に印加される電圧を生成するとともに、
高速域においては、低速域で動作停止する各手段を動作させ、前記電圧変換手段がフィードフォワード電圧指令とフィードバック電圧指令とから交流電動機に印加される電圧を生成する
ものである。
2 電流フィードフォワード制御器
3 速度制御器
4 位相演算部
5 q軸電流指令演算器
6 速度推定器
7 速度制御出力切替器
8 電圧フィードフォワード制御器
9 q軸電流制御器
10 d軸電流制御器
11 d軸電圧指令演算器
12 q軸電流制御出力切替器
13 q軸電圧指令演算器
14 電圧座標変換部
15 電力変換器
16 電動機
17 電流座標変換部
21 PI制御器
22 切換器
31 乗算器
32 加算器
33 乗算器
51 フィードバック速度切替器
52 フィードバックq軸電流切替器
61 d軸電流制御出力切替器
71 電流電圧フィードフォワード制御器
実施の形態1.
図1は本実施の形態1における制御装置1の構成を示すブロック図である。
実施の形態1では、速度制御器3およびq軸電流制御器9の出力を、それぞれ速度制御出力切替器7およびq軸電流制御出力切替器12で切替える場合を例にとり説明したが、必ずしもこれらの出力を切替える必要はない。たとえば、速度制御器3およびq軸電流制御器9の入力を切替える構成としても良い。本実施の形態2では、速度制御器3およびq軸電流制御器9の入力を切替える場合を例にとり説明する。
実施の形態1では、低速域ではd軸電流制御ループのみが閉ループとなる場合を例にとり説明したが、必ずしもd軸電流制御ループを閉ループとする必要はない。たとえば、q軸電流制御ループと同様に、d軸電流制御ループを切り離した状態としてもよい。本実施の形態3では、低速域でd軸電流制御ループを切り放した場合を例にとり説明する。
実施の形態1〜3では、電流F/F制御器2および電圧F/F制御器8を備える場合を例にとり説明したが、必ずしもこのような構成に限るものではない。たとえば、電流電圧F/F制御器を備える構成としてもよい。本実施の形態4では、電流電圧F/F制御器を備える場合を例にとり説明する。
Claims (9)
- 交流電動機の電流と交流電動機に印加される電圧とに基づいて前記交流電動機の速度を推定する速度推定手段と、
推定速度と速度指令とに基づき速度制御を行いq軸電流指令を出力する速度制御手段と、
速度情報と電動機定数を用いてフィードフォワード電圧指令を生成する電圧フィードフォワード制御手段と、
回転同期座標上でd軸電流指令及びq軸電流指令に基づき電流制御を行いフィードバック電圧指令を生成するd軸電流制御手段およびq軸電流制御手段と、
フィードフォワード電圧指令とフィードバック電圧指令とから交流電動機に印加される電圧を生成する電圧変換手段と、
を備え、
低速域においては、前記q軸電流制御手段及び前記d軸電流制御手段の少なくともいずれか一方と、速度制御手段と、を動作停止させ、前記電圧変換手段がフィードフォワード電圧指令から交流電動機に印加される電圧を生成するとともに、
高速域においては、低速域で動作停止する各手段を動作させ、前記電圧変換手段がフィードフォワード電圧指令とフィードバック電圧指令とから交流電動機に印加される電圧を生成する
ことを特徴とする交流電動機のセンサレス制御装置。 - 前記センサレス制御装置は、q軸電流制御手段及びd軸電流制御手段を、低速域において動作停止する
ことを特徴とする、請求項1に記載のセンサレス制御装置。 - 前記電圧フィードフォワード制御手段は、d軸電流指令及びq軸電流指令を用いてフィードフォワード電圧を演算する
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のセンサレス制御装置。 - 前記センサレス制御装置は、さらに速度指令と機械慣性とに基づきフィードフォワードq軸電流を演算する電流フィードフォワード制御手段を備え、
前記電圧フィードフォワード制御手段は、前記フィードフォワードq軸電流に基づきフィードフォワード電圧を演算する
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のセンサレス制御装置。 - 前記センサレス制御装置は、さらに速度指令と機械慣性とに基づきフィードフォワードq軸電流を演算する電流フィードフォワード制御手段を備え、
前記速度制御手段の出力にフィードフォワードq軸電流を加えてq軸電流指令とする
ことを特徴とする、請求項1または2に記載のセンサレス制御装置。 - 前記電流フィードフォワード制御手段は、さらに速度指令に基づきフィードフォワード速度を演算し、前記速度制御手段は、推定速度とフィードフォワード速度とに基づき速度制御を行う
ことを特徴とする、請求項4または5に記載のセンサレス制御装置。 - 前記センサレス制御装置は、さらに、
前記速度制御手段の出力と、前記d軸電流制御手段または前記q軸電流制御手段のいずれか一方または両方の出力と、を低速域において、それぞれ所定の固定値に切替える
ことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載のセンサレス制御装置。 - 前記センサレス制御装置は、さらに、前記速度制御手段の入力と、前記d軸電流制御手段または前記q軸電流制御手段のいずれか一方または両方の入力と、を低速域において、零または極小値とする
ことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれか
に記載のセンサレス制御装置。 - 前記センサレス制御装置は、さらに、前記速度制御手段の制御ゲインと、前記d軸電流制御手段または前記q軸電流制御手段のいずれか一方または両方の制御ゲインと、を低速域において、零または極小値とする
ことを特徴とする、請求項1ないし6のいずれかに記載のセンサレス制御装置。
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