JP5662781B2 - インバータ発電装置 - Google Patents
インバータ発電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5662781B2 JP5662781B2 JP2010272901A JP2010272901A JP5662781B2 JP 5662781 B2 JP5662781 B2 JP 5662781B2 JP 2010272901 A JP2010272901 A JP 2010272901A JP 2010272901 A JP2010272901 A JP 2010272901A JP 5662781 B2 JP5662781 B2 JP 5662781B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrical angle
- synchronous motor
- phase
- converter
- axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 119
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 43
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 43
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 229910001219 R-phase Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000018199 S phase Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/48—Arrangements for obtaining a constant output value at varying speed of the generator, e.g. on vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/18—Estimation of position or speed
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/009—Circuit arrangements for detecting rotor position
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/08—Control of generator circuit during starting or stopping of driving means, e.g. for initiating excitation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
但し、pは同期モータの極対数、ωは同期モータの角速度、Lqはd軸インダクタンス、Rは抵抗、Kvは誘起電圧定数、Iq'はq'軸電流、Id'はd'軸電流である。
次に、本実施形態に係るインバータ発電装置100による電気角の推定処理の手順を、図5に示すフローチャートを参照して説明する。
図6は、初期電気角の推定処理の第1の例に係るタイミングチャート、図7は、初期電気角推定処理の手順を示すフローチャートである。この処理では、コンバータ14に設けられる電気角推定部14aは、ECU19より出力されたECUパルスに基づいて、同期モータ13の初期電気角を推定する。
但し、TaはECUパルス間のカウント値、Mpは同期モータ13の回転子の極対数(この例では「5」)、Epはエンジンの出力軸が1回転する毎にECU19から出力されるECUパルスの数(この例では「4」)である。従って、カウント値Tがインクリメントされる毎に、初期電気角Qの位相が「(Mp/Ep)×(360/Ta)」ずつ進むことになる。
次に、初期電気角推定処理の第2の例について説明する。第2の例では、ECUパルスの立ち上がりエッジと同期モータ13のゼロクロス点との間に、位相差φが発生している場合における、初期電気角の推定手順について説明する。図8は、ECUパルスの立ち上がりエッジと同期モータ13のゼロクロス点との間に位相差φが発生している場合のタイミングチャートである。上述の図6に示した例(第1の例)では、ECUパルスの立ち上がりエッジとU相誘起電圧のゼロクロス点とを一致させるために、エンジン11の出力軸と同期モータ13の回転軸とを機械的に合わせるようにしたが、図8に示す例では、両者の位相差φを予め測定し、この位相差φを考慮して初期電気角を生成する方式を採用する。
次に、初期電気角推定処理の第3の例について説明する。この演算例ではエンジン11の出力軸と同期モータ13の回転軸とを機械的な位置関係に関わらず、以下に示す演算手法によりECUパルスの立ち上がりエッジとU相誘起電圧のゼロクロス点との間の位相差φを算出する。そして、この位相差φに基づいて前述した第2の例と同様の方法で初期電気角を推定する。以下、詳細に説明する。
Vd=V・sinφ+R・Id−p・ω・Lq・Iq …(3)
但し、Rは抵抗値、Lqはq軸インダクタンス、Ldはd軸インダクタンス、pは極対数、ωは角速度である。
sinφ=−(R・Id−p・ω・Lq・Iq)/V …(5)
従って、(5)式を用いれば角度φ(これを「φs」とする)は、次の(6)式で示すことができる。
また、(4)式を用いれば角度φ(これを「φc」とする)は、次の(7)式で示すことができる。
但し、角度φs、φcは共に±45[deg]以内とする。
領域bの場合: cosθ>0、sinθ>0、 |cosθ|≦|sinθ| θ=θc
領域cの場合: cosθ<0、sinθ>0、 |cosθ|<|sinθ| θ=θc
領域dの場合: cosθ<0、sinθ>0、 |cosθ|≧|sinθ| θ=θs
領域eの場合: cosθ<0、sinθ<0、 |cosθ|>|sinθ| θ=θs
領域fの場合: cosθ<0、sinθ<0、 |cosθ|≦|sinθ| θ=θc
領域gの場合: cosθ>0、sinθ<0、 |cosθ|<|sinθ| θ=θc
領域hの場合: cosθ>0、sinθ<0、 |cosθ|≧|sinθ| θ=θs
ここで、(6)、(7)式においてR、Lq、Ld、pの値は予め測定することができ、ωの値もエンジン11の同期パルスを測定することにより算出が可能である。従って、位相差φを演算により求めることができる。更に、誘起電圧Vは誘起電圧定数Kvを用いて「V=Kv×ω」に置き換えることができ、且つ、この誘起電圧定数Kvは予め測定して求めることができるので、誘起電圧Vの値も予め取得することができる。
次に、図5のステップS15に示した連続電気角の推定処理の詳細な処理手順について説明する。初期電気角の推定が完了した場合には、その後、この初期電気角に基づいてコンバータ14の制御を実行すると共に、電気角の連続推定モードに切り替える。
+Id'・R +p・ω・(Ld−Lq)・Id'sinθ・cosθ …(8)
ここで、同期モータ13として、非突極モータを使用した場合は、Lq≒Ldとなるので「Ld」を「Lq」と置き、更に(8)式をsinθについて解くと、次の(9)式が得られる。
ここで、−30deg<θ<30degであるならば、sinθ≒θと見なすことができるので、次の(10)式が得られる。
そして、上述の(10)式において、q'軸電流Iq'、d'軸電流Id'、及びd'軸電圧Vd'は、それぞれコンバータ14の制御中に計測することができるので、位相差θの値をリアルタイムで計測することができる。従って、図5のステップS12の処理で初期電気角を求めた後に、位相差θが変化した場合であっても、上述の(10)式によりコンバータ14の運転時に適宜位相差θを求めることができ、求めた位相差θにより連続電気角を算出できる。このため、初期電気角の推定処理後にECUパルスの立ち上がりエッジとU相誘起電圧のゼロクロス点との間の位相差θが変化した場合でも、位相差θの変化に追従させて連続電気角を推定することができ、高精度な制御が可能となる。
11 エンジン
12 カップリング
13 同期モータ
14 コンバータ
14a 電気角推定部
15 インバータ
16 LCフィルタ
17 遮断器
18 負荷
19 ECU
Claims (5)
- 原動機と、前記原動機の出力軸に回転軸が接続され、前記出力軸の回転により前記回転軸が回転して交流電力を出力する同期モータと、前記同期モータより出力された交流電力を直流に変換するコンバータと、前記コンバータから出力された直流電力を所定の交流電力に変換するインバータとを備えたインバータ発電装置において、
前記コンバータは前記同期モータの電気角を推定する電気角推定手段と、推定した電気角に基づいて複数のスイッチング素子をそれぞれ作動させて前記同期モータより出力される交流電力を直流電力に変換すると共に、前記電気角により電流フィードバック信号を生成して前記同期モータを制御するコンバータ回路とを有し、
前記インバータは複数のスイッチング素子をそれぞれ作動させて前記コンバータ回路より出力される直流電力を所定の交流電力に変換するインバータ回路を有し、
前記電気角推定手段は、
前記原動機の出力軸の回転角度に基づきパルス信号を出力し前記原動機を制御する制御手段と接続され、初めに、前記制御手段より出力される前記パルス信号に基づいて、前記同期モータの初期電気角を推定し、
推定した初期電気角を用いて前記コンバータ回路が駆動された後に、前記同期モータの誘起電圧より得られるdq座標軸と、推定した初期電気角のd'q'座標軸との関係から、d'q'軸電流Iq',Id'、及びd'軸電圧Vd'を算出し、これらのIq',Id',Vd'に基づいてdq座標軸とd'q'座標軸との間の位相差θを求め、該位相差θに基づいて前記同期モータの連続電気角を推定することを特徴とするインバータ発電装置。
- 前記原動機の出力軸と前記同期モータの回転軸は、前記パルス信号のうち前記出力軸1回転毎に発生する基準パルス信号の立ち上がりエッジの位相と、前記同期モータの任意の相の誘起電圧のゼロクロス点の位相が一致するように機械的に接続され、
前記電気角推定手段は、前記基準パルス信号に基づき、同期モータの回転軸が1回転する毎に、該同期モータの極対数と一致する個数となる電気角を初期電気角として推定することを特徴とする請求項1に記載のインバータ発電装置。 - 前記パルス信号のうち前記出力軸1回転毎に発生する基準パルス信号の立ち上がりエッジの位相と、前記同期モータの任意の相の誘起電圧のゼロクロス点の位相との間の位相差φを求め、且つ、この位相差φに対応する電気角のプリセット値を求め、
前記電気角推定手段は、前記基準パルス信号に基づき、該基準パルス信号の立ち上がりエッジの位相に対応する電気角が前記プリセット値となり、且つ、前記同期モータの回転軸が1回転する毎に、該同期モータの極対数と一致する個数となる電気角を初期電気角として推定することを特徴とする請求項1に記載のインバータ発電装置。 - 前記電気角推定手段は、前記同期モータのq軸電圧、及びd軸電圧を共にゼロとしたときの、前記同期モータに流れる電流に基づいて、基準パルス信号の立ち上がりエッジの位相と、前記同期モータの任意の相の誘起電圧のゼロクロス点の位相との間の前記位相差φを求めることを特徴とする請求項3に記載のインバータ発電装置。
- 前記電気角推定手段は、初期電気角により前記コンバータ回路が駆動された後には、dq座標軸とd'q'座標軸との間の位相差θを、次式にて算出し、該位相差θに基づいて前記同期モータの連続電気角を推定することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインバータ発電装置。
θ=(p・ω・Lq・Iq'+Id'・R−Vd')/(Kv・ω)
但し、pは同期モータの極対数、ωは同期モータの角速度、Lqはd軸インダクタンス、Rは抵抗、Kvは誘起電圧定数、Iq'はq'軸電流、Id'はd'軸電流である。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010272901A JP5662781B2 (ja) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | インバータ発電装置 |
US13/311,917 US8803345B2 (en) | 2010-12-07 | 2011-12-06 | Inverter generator |
DE102011087875A DE102011087875A1 (de) | 2010-12-07 | 2011-12-07 | Umrichter-Generator |
KR1020110130084A KR101277924B1 (ko) | 2010-12-07 | 2011-12-07 | 인버터 발전기 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010272901A JP5662781B2 (ja) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | インバータ発電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012125030A JP2012125030A (ja) | 2012-06-28 |
JP5662781B2 true JP5662781B2 (ja) | 2015-02-04 |
Family
ID=46144849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010272901A Active JP5662781B2 (ja) | 2010-12-07 | 2010-12-07 | インバータ発電装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8803345B2 (ja) |
JP (1) | JP5662781B2 (ja) |
KR (1) | KR101277924B1 (ja) |
DE (1) | DE102011087875A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5662781B2 (ja) | 2010-12-07 | 2015-02-04 | 東芝機械株式会社 | インバータ発電装置 |
JP5662782B2 (ja) * | 2010-12-07 | 2015-02-04 | 東芝機械株式会社 | インバータ発電装置 |
CN111262495B (zh) * | 2020-03-20 | 2021-05-28 | 无锡市艾克特电气股份有限公司 | 一种增量式编码器永磁同步电机的转子初始角检测方法 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5585709A (en) * | 1993-12-22 | 1996-12-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for transducerless position and velocity estimation in drives for AC machines |
JP3248827B2 (ja) | 1995-01-18 | 2002-01-21 | 三菱電機株式会社 | エンジン発電機の制御装置 |
JP3401155B2 (ja) * | 1997-02-14 | 2003-04-28 | 株式会社日立製作所 | 同期電動機制御装置および電気車 |
US6320349B1 (en) * | 1997-02-14 | 2001-11-20 | Satoru Kaneko | Method of estimating field pole position of synchronous motor, motor controller, and electric vehicle |
US6169677B1 (en) | 1998-10-15 | 2001-01-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power converting system multiplexed with voltage dividing transformers, the voltage transformers, and controller for the system |
JP3812193B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2006-08-23 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両のモータ制御装置 |
JP2000205002A (ja) * | 1999-01-06 | 2000-07-25 | Hitachi Ltd | ハイブリッド車駆動装置の制御装置および制御方法 |
JP2002325493A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-08 | Hitachi Ltd | モータ制御装置 |
JP2004173482A (ja) * | 2002-11-05 | 2004-06-17 | Kokusan Denki Co Ltd | 磁石発電機を備えた発電装置 |
JP2005295626A (ja) | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 発電機の駆動制御装置 |
JP2007159368A (ja) | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | モータ駆動システムの制御装置 |
JP4634321B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2011-02-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電動4輪駆動車用制御装置 |
JP4535082B2 (ja) | 2007-04-03 | 2010-09-01 | 株式会社日立製作所 | 同期発電機のセンサレス制御装置と制御方法 |
JP5254337B2 (ja) | 2008-07-30 | 2013-08-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
US8030791B2 (en) | 2008-07-31 | 2011-10-04 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Current source converter-based wind energy system |
JP2010183661A (ja) | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Toyota Motor Corp | 回転電機制御システム |
JP5376218B2 (ja) | 2009-02-19 | 2013-12-25 | アイシン精機株式会社 | モータ制御装置 |
JP5343955B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2013-11-13 | 日本精工株式会社 | モータ制御装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置 |
JP5662781B2 (ja) | 2010-12-07 | 2015-02-04 | 東芝機械株式会社 | インバータ発電装置 |
JP5702195B2 (ja) | 2011-03-11 | 2015-04-15 | 東芝機械株式会社 | インバータ発電装置 |
JP5778445B2 (ja) | 2011-03-11 | 2015-09-16 | 東芝機械株式会社 | インバータ発電装置 |
-
2010
- 2010-12-07 JP JP2010272901A patent/JP5662781B2/ja active Active
-
2011
- 2011-12-06 US US13/311,917 patent/US8803345B2/en active Active
- 2011-12-07 KR KR1020110130084A patent/KR101277924B1/ko active IP Right Grant
- 2011-12-07 DE DE102011087875A patent/DE102011087875A1/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120063444A (ko) | 2012-06-15 |
JP2012125030A (ja) | 2012-06-28 |
DE102011087875A1 (de) | 2012-06-14 |
US20120139239A1 (en) | 2012-06-07 |
KR101277924B1 (ko) | 2013-06-26 |
US8803345B2 (en) | 2014-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6674262B2 (en) | Motor control apparatus and motor control method | |
US7855526B2 (en) | Power conversion control device, power conversion control method, and power conversion control program | |
JP4909797B2 (ja) | モータ制御装置 | |
KR101046802B1 (ko) | 교류 회전기의 제어 장치 및 이 제어 장치를 사용한 교류회전기의 전기적 정수 측정 방법 | |
US6771039B2 (en) | Motor control apparatus and method | |
US8723462B2 (en) | Methods, systems and apparatus for estimating angular position and/or angular velocity of a rotor of an electric machine | |
US20090237022A1 (en) | Apparatus for carrying out improved control of rotary machine | |
WO2015068300A1 (ja) | 電力変換装置 | |
CN104106209A (zh) | 电动机的磁极位置估计装置及使用该装置的控制装置 | |
CN106330046A (zh) | 基于特定负载的新型五相容错永磁电机无位置传感器控制方法 | |
JP2016226089A (ja) | 同期電動機の温度推定装置 | |
US9595902B2 (en) | Methods, systems and apparatus for adjusting modulation index to improve linearity of phase voltage commands | |
US7583046B2 (en) | Rotor position detection at standstill and low speeds using a low power permanent magnet machine | |
JP3707528B2 (ja) | 交流電動機の制御方法およびその制御装置 | |
JP5662781B2 (ja) | インバータ発電装置 | |
JP5662782B2 (ja) | インバータ発電装置 | |
JP5082216B2 (ja) | 電動機付ターボチャージャ用回転検出装置及び電動機付ターボチャージャの回転検出方法 | |
JP4042403B2 (ja) | インバータ試験装置 | |
JP6750364B2 (ja) | 回転電機の回転角推定装置 | |
US20130175960A1 (en) | Methods, systems and apparatus for generating current commands used to control operation of an electric machine | |
CN110086394B (zh) | 控制装置 | |
JP2017201858A (ja) | 回転電機の制御装置 | |
JP4312993B2 (ja) | インバータ制御方法およびその装置 | |
KR101694167B1 (ko) | 동기 전동기의 위치 추정 방법 및 이를 이용한 전동기 구동장치 | |
JP2019037016A (ja) | 三相同期電動機の制御装置並びにそれを用いる電動パワーステアリング装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130919 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140825 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141111 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5662781 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |