JP5788354B2 - Motor control device and work machine using the same - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置及びそれを用いた作業機械に係り、特に、永久磁石同期モータをトルク制御するに好適なモータ制御装置及びそれを用いた作業機械に関する。   The present invention relates to a motor control device and a work machine using the motor control device, and more particularly to a motor control device suitable for torque control of a permanent magnet synchronous motor and a work machine using the motor control device.

従来、トルク制御するモータ制御装置において、モータの電気定数を演算するモータ定数演算部を備え、直交する２つの軸（ｄ軸およびｑ軸）のうち一方の軸上で定義される電気定数の設定値を、同一の軸上で定義される状態変数を用いた関数式で補正し、かつ他方の軸上で定義される状態変数を用いた関数式で補正するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, a motor control device that performs torque control includes a motor constant calculation unit that calculates an electric constant of a motor, and sets an electric constant defined on one of two orthogonal axes (d axis and q axis). It is known that the value is corrected by a functional equation using a state variable defined on the same axis and corrected by a functional equation using a state variable defined on the other axis (for example, Patent Document 1).

かかる方式により、永久磁石同期モータの電気定数をより簡便に設定することができる。その結果、その正確な電気定数をトルク制御に用いることにより、高トルク時においても、より高精度なトルク制御が可能となり、高応答かつ高効率にモータを駆動することができる。   With this method, the electric constant of the permanent magnet synchronous motor can be set more easily. As a result, by using the accurate electric constant for torque control, even higher torque can be controlled with higher accuracy, and the motor can be driven with high response and high efficiency.

特開２００９−１３６０８５号公報JP 2009-136085 A

しかしながら、特許文献１記載のものでは、モータ定数の設定誤差などについては触れられていない。モータ定数の設定誤差があると、その誤差分だけトルク制御の精度が低下することになる。   However, in the thing of patent document 1, it does not touch about the setting error etc. of a motor constant. If there is an error in setting the motor constant, the accuracy of torque control is reduced by the error.

本発明の目的は、モータ定数の設定誤差も含めて補償して、高精度なトルク制御が可能なモータ制御装置及びそれを用いた作業機械を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor control device that can compensate for a motor constant setting error and perform highly accurate torque control, and a work machine using the motor control device.

（１）上記目的を達成するために、本発明は、永久磁石同期電動機に対するトルク指令値から求められた電流指令値が、前記永久磁石同期電動機に電力変換器を介して供給される電流に対する電流検出値に一致するように、前記永久磁石同期電動機に供給される電流を制御する制御部を有し、永久磁石同期電動機のトルク制御を行うモータ制御装置であって、前記制御部は、上位制御装置から与えられる第１のトルク指令値に前記電力変換器の電力情報から求めたトルク推定値が一致するように、第２のトルク指令値を演算し、該第２のトルク指令値に従いトルク制御を行うようにしたものである。
かかる構成により、モータ定数の設定誤差も含めて補償して、高精度なトルク制御が可能となる。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a current command value obtained from a torque command value for a permanent magnet synchronous motor as a current corresponding to a current supplied to the permanent magnet synchronous motor via a power converter. A motor control device that has a control unit that controls the current supplied to the permanent magnet synchronous motor so as to match a detected value, and that performs torque control of the permanent magnet synchronous motor. A second torque command value is calculated so that the estimated torque value obtained from the power information of the power converter matches the first torque command value given from the device, and torque control is performed according to the second torque command value. Is to do.
With this configuration, it is possible to compensate for the motor constant setting error and to perform highly accurate torque control.

（２）上記（１）において、好ましくは、前記永久磁石同期電動機の磁極位置を検出する位置検出器を備え、前記制御部は、該位置検出器によって検出された磁極位置から算出された速度検出値と、前記第２のトルク指令値から求めたｄ軸およびｑ軸の電流指令値と、電流検出値と、モータ定数の設定値とに従い、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値の演算を行い、前記電力変換器の出力電圧を制御するようにしたものである。   (2) In the above (1), preferably, a position detector that detects a magnetic pole position of the permanent magnet synchronous motor is provided, and the control unit detects a speed calculated from the magnetic pole position detected by the position detector. The d-axis and q-axis voltage command values are calculated according to the value, the d-axis and q-axis current command values obtained from the second torque command value, the current detection value, and the motor constant setting value. The output voltage of the power converter is controlled.

（３）上記（１）において、好ましくは、前記制御部は、前記第２のトルク指令値から求めたｄ軸およびｑ軸の電流指令値と、電流検出値と、速度推定値と、モータ定数の設定値とに従い、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値の演算を行い、電力変換器の出力電圧を制御し、前記速度推定値を積分して求めた回転位相推定値と前記永久磁石同期電動機の回転位相値との偏差である位相誤差が位相誤差の指令値に一致するように前記速度推定値を演算するようにしたものである。   (3) In the above (1), preferably, the control unit is configured to determine the d-axis and q-axis current command values obtained from the second torque command value, a current detection value, a speed estimation value, and a motor constant. In accordance with the set value of the rotational axis estimated value obtained by calculating the voltage command values of the d-axis and the q-axis, controlling the output voltage of the power converter, and integrating the estimated speed value and the permanent magnet synchronous motor The estimated speed value is calculated so that a phase error, which is a deviation from the rotational phase value, coincides with the phase error command value.

（４）上記（２）若しくは（３）において、好ましくは、前記制御部は、前記トルク推定値を算出するトルク推定値演算部を備え、該トルク推定値演算部は、ｄ軸の電圧指令値と電流検出値の乗算値とｑ軸の電圧指令値と電流検出値の乗算値とを加算した第１の電力信号から、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値をそれぞれ２乗した加算値に前記永久磁石同期電動機の抵抗値を乗じた第２の電力信号を減算し、該減算値を速度推定値で除算した結果に定数を乗じて前記トルク推定値を算出するようにしたものである。   (4) In the above (2) or (3), preferably, the control unit includes a torque estimated value calculation unit that calculates the torque estimated value, and the torque estimated value calculation unit includes a d-axis voltage command value. From the first power signal obtained by adding the multiplication value of the current detection value, the q-axis voltage command value, and the current detection value to the addition value obtained by squaring the d-axis and q-axis current detection values. The second power signal multiplied by the resistance value of the permanent magnet synchronous motor is subtracted, and the torque estimated value is calculated by multiplying the result obtained by dividing the subtracted value by the speed estimated value by a constant.

（５）上記（２）若しくは（３）において、好ましくは、前記制御部は、前記トルク推定値を算出するトルク推定値演算部を備え、該トルク推定値演算部は、前記電力変換器の直流電圧と直流電流を乗算した結果に定数を乗じた第１の電力信号から、３相の電流検出値を各相毎に２乗した加算値にモータの抵抗値を乗じた第２の電力信号を減算し、該減算値を速度推定値で除算した結果に定数を乗じて前記トルク推定値を算出するようにしたものである。   (5) In the above (2) or (3), preferably, the control unit includes a torque estimated value calculating unit that calculates the torque estimated value, and the torque estimated value calculating unit is a direct current of the power converter. From the first power signal obtained by multiplying the result obtained by multiplying the voltage and the direct current by a constant, the second power signal obtained by multiplying the added value obtained by squaring the current detection value of each of the three phases for each phase and the resistance value of the motor. The torque estimated value is calculated by subtracting and multiplying the result obtained by dividing the subtracted value by the speed estimated value by a constant.

（６）上記（２）若しくは（３）において、好ましくは、前記制御部は、前記トルク推定値を算出するトルク推定値演算部を備え、該トルク推定値演算部は、前記電力変換器の直流電圧と直流電流を乗算した結果に定数を乗じた第１の電力信号から、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値をそれぞれ２乗し、それらを加算した値に、前記永久磁石同期電動機の抵抗値を乗じた第２の電力信号を減算し、該減算値を速度推定値で除算した結果に、定数を乗じて前記トルク推定値を算出するようにしたものである。   (6) In the above (2) or (3), preferably, the control unit includes a torque estimated value calculating unit that calculates the torque estimated value, and the torque estimated value calculating unit is a direct current of the power converter. From the first power signal obtained by multiplying the result obtained by multiplying the voltage and the direct current by a constant, the d-axis and q-axis current detection values are squared, and the sum is added to the resistance value of the permanent magnet synchronous motor. The second power signal multiplied by is subtracted, and the torque estimated value is calculated by multiplying the result obtained by dividing the subtracted value by the speed estimated value by a constant.

（７）上記（１）において、好ましくは、前記上位制御装置から与えられる前記第１のトルク指令値とトルク出力値の偏差は、永久磁石同期電動機の電流値の２乗に比例し、電動機速度に反比例するものである。   (7) In the above (1), preferably, the deviation between the first torque command value and the torque output value given from the host controller is proportional to the square of the current value of the permanent magnet synchronous motor, and the motor speed Is inversely proportional to

（８）また、上記目的を達成するために、本発明は、永久磁石同期電動機と、 直流を３相交流に変換し、前記永久磁石同期電動機に供給して、前記永久磁石同期電動機の出力トルクを可変する電力変換器と、前記永久磁石同期電動機に対するトルク指令値から求められた電流指令値が、前記永久磁石同期電動機に前記電力変換器を介して供給される電流に対する電流検出値に一致するように、前記永久磁石同期電動機に供給される電流を制御する制御部を有する作業機械であって、前記制御部は、上位制御装置から与えられる第１のトルク指令値に前記電力変換器の電力情報から求めたトルク推定値が一致するように、第２のトルク指令値を演算し、該第２のトルク指令値に従いトルク制御を行うようにしたものである。
かかる構成により、モータ定数の設定誤差も含めて補償して、高精度なトルク制御が可能となる。 (8) Moreover, in order to achieve the said objective, this invention converts a direct current into a three-phase alternating current to a permanent magnet synchronous motor, and supplies it to the said permanent magnet synchronous motor, The output torque of the said permanent magnet synchronous motor And a current command value obtained from a torque command value for the permanent magnet synchronous motor coincides with a current detection value for a current supplied to the permanent magnet synchronous motor via the power converter. As described above, the working machine has a control unit that controls a current supplied to the permanent magnet synchronous motor, and the control unit supplies the power of the power converter to a first torque command value provided from a host control device. The second torque command value is calculated so that the estimated torque values obtained from the information match, and torque control is performed according to the second torque command value.
With this configuration, it is possible to compensate for the motor constant setting error and to perform highly accurate torque control.

（９）上記（８）において、好ましくは、前記作業機械は、ホイルローダであり、該ホイルローダは、前記永久磁石同期電動機として、車輪を駆動する走行駆動用モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、前記走行駆動用モータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備え、前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項３記載の制御部を備えるようにしたものである。   (9) In the above (8), preferably, the work machine is a wheel loader, and the wheel loader includes a driving motor for driving wheels and an assist motor for assisting the engine as the permanent magnet synchronous motor. And a motor control device that controls the travel drive motor includes the control unit according to claim 2, and the motor control device that controls the assist motor includes the control unit according to claim 3. is there.

（１０）上記（８）において、好ましくは、前記作業機械は、ホイルローダであり、該ホイルローダは、前記永久磁石同期電動機として、車輪を駆動する走行駆動用モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、前記走行駆動用モータを制御するモータ制御装置及び前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備えるようにしたものである。   (10) In the above (8), preferably, the work machine is a wheel loader, and the wheel loader includes, as the permanent magnet synchronous motor, a driving motor for driving wheels and an assist motor for assisting the engine. A motor control device that controls the travel drive motor and a motor control device that controls the assist motor include the control unit according to claim 2.

（１１）上記（８）において、好ましくは、前記作業機械は、油圧ショベルであり、該油圧ショベルは、前記永久磁石同期電動機として、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させる旋回モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、前記旋回モータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備え、前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項３記載の制御部を備えるようにしたものである。   (11) In the above (8), preferably, the work machine is a hydraulic excavator, and the hydraulic excavator, as the permanent magnet synchronous motor, rotates a revolving motor with respect to a lower traveling body; And an assist motor for assisting the engine, wherein the motor control device that controls the turning motor includes the control unit according to claim 2, and the motor control device that controls the assist motor includes the control unit according to claim 3. It is intended to provide.

（１２）上記（８）において、好ましくは、前記作業機械は、油圧ショベルであり、該油圧ショベルは、前記永久磁石同期電動機として、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させる旋回モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、前記旋回モータを制御するモータ制御装置及び前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備えるようにしたものである。   (12) In the above (8), preferably, the work machine is a hydraulic excavator, and the hydraulic excavator, as the permanent magnet synchronous motor, rotates the upper swing body with respect to the lower traveling body; The motor control device that controls the turning motor and the motor control device that controls the assist motor include the control unit according to claim 2.

本発明によれば、モータ定数の設定誤差も含めて補償して、高精度なトルク制御が可能となる。
According to the present invention, it is possible to compensate for the motor constant setting error and perform highly accurate torque control.

本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。A configuration of a motor drive system using the motor control device according to the first embodiment of the present invention will be described. モータ定数の設定値に誤差がない場合の出力トルクの変動の説明図である。It is explanatory drawing of the fluctuation | variation of an output torque when there is no error in the setting value of a motor constant. モータ定数の設定値に誤差がある場合の出力トルクの変動の説明図である。It is explanatory drawing of the fluctuation | variation of an output torque when there exists an error in the setting value of a motor constant. モータ定数の設定値に誤差がない場合の出力トルクの変動の説明図である。It is explanatory drawing of the fluctuation | variation of an output torque when there is no error in the setting value of a motor constant. モータ定数の設定値に誤差がある場合の出力トルクの変動の説明図である。It is explanatory drawing of the fluctuation | variation of an output torque when there exists an error in the setting value of a motor constant. 本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the torque estimation calculating part used for the motor control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク修正演算部の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the torque correction calculating part used for the motor control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムにおける出力トルクの変動の説明図である。It is explanatory drawing of the fluctuation | variation of the output torque in the motor drive system using the motor control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムにおける出力トルクの変動の説明図である。It is explanatory drawing of the fluctuation | variation of the output torque in the motor drive system using the motor control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の他の構成の説明図である。It is explanatory drawing of the other structure of the torque estimation calculating part used for the motor control apparatus by the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。A configuration of a motor drive system using the motor control device according to the second embodiment of the present invention will be described. 本発明の第２の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the torque estimation calculating part used for the motor control apparatus by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。A configuration of a motor drive system using a motor control device according to a third embodiment of the present invention will be described. 本発明の第３の実施形態によるモータ制御装置の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the motor control apparatus by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態によるモータ制御装置を適用する作業機械の構成図である。It is a block diagram of the working machine to which the motor control apparatus by each embodiment of this invention is applied. 本発明の各実施形態によるモータ制御装置を適用する作業機械の構成図である。It is a block diagram of the working machine to which the motor control apparatus by each embodiment of this invention is applied.

以下、図１〜図１０を用いて、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。
本実施形態によるモータ駆動システムは、モータ制御装置１００と、電力変換器ＩＮＶと、永久磁石同期モータ（ＰＭモータ；交流モータ）ＭＯＴと、位置検出器ＰＤと、トルク指令設定部ＴＳとから構成されている。 Hereinafter, the configuration and operation of the motor control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the configuration of a motor drive system using the motor control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 1 illustrates the configuration of a motor drive system using a motor control device according to a first embodiment of the present invention.
The motor drive system according to this embodiment includes a motor control device 100, a power converter INV, a permanent magnet synchronous motor (PM motor; AC motor) MOT, a position detector PD, and a torque command setting unit TS. ing.

永久磁石同期モータ（ＰＭモータ；交流モータ）ＭＯＴは、永久磁石及び界磁巻線を備えた回転子と、電機子巻線を備えた固定子とから構成される。永久磁石同期モータＭＯＴは、永久磁石の磁束によるトルク成分と、電機子巻線のインダクタンスによるトルク成分を合成したトルクを出力する。永久磁石同期モータＭＯＴは、図１５を用いて後述するように、作業機械に用いられるモータである。本実施形態のモータ制御装置１００は、かかるモータＭＯＴを制御するために用いられる。   A permanent magnet synchronous motor (PM motor; AC motor) MOT includes a rotor having a permanent magnet and a field winding, and a stator having an armature winding. The permanent magnet synchronous motor MOT outputs a torque obtained by combining the torque component due to the magnetic flux of the permanent magnet and the torque component due to the inductance of the armature winding. The permanent magnet synchronous motor MOT is a motor used in a work machine, as will be described later with reference to FIG. The motor control device 100 of the present embodiment is used for controlling the motor MOT.

電力変換器ＩＮＶは、３相交流の電圧指令値Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*に基づいて、直流電源Ｂから供給される直流電圧を３相交流電圧に変換し、永久磁石同期モータＭＯＴに供給し、永久磁石同期モータＭＯＴの出力トルクを可変する。   The power converter INV converts the DC voltage supplied from the DC power source B into a three-phase AC voltage based on the three-phase AC voltage command values Vu *, Vv *, and Vw *, and supplies it to the permanent magnet synchronous motor MOT. Then, the output torque of the permanent magnet synchronous motor MOT is varied.

電流検出器ＳＩは、永久磁石同期モータＭＯＴの３相の交流電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。   The current detector SI detects three-phase AC currents Iu, Iv, and Iw of the permanent magnet synchronous motor MOT.

位相検出器ＰＤは、モータの位置θを検出できるレゾルバやエンコーダであり、位置検出値θｄｃを出力する
トルク指令設定部ＴＳは、モータ制御装置１００に対して、永久磁石同期モータＭＯＴが出力するトルクの指令値であるトルク指令値τ*を出力する。トルク指令値τ*は、「零」を含む「正負極性」の値である。トルク指令設定部ＴＳは、モータ制御装置１００に対する上位の制御装置の内部に備えられる。 The phase detector PD is a resolver or encoder that can detect the position θ of the motor, and outputs a position detection value θdc. The torque command setting unit TS outputs the torque output from the permanent magnet synchronous motor MOT to the motor control device 100. The torque command value τ * which is the command value is output. The torque command value τ * is a “positive / negative polarity” value including “zero”. The torque command setting unit TS is provided inside a host control device for the motor control device 100.

モータ制御装置１００は、座標変換部１０と、速度演算部１５と、トルク推定演算部２０と、トルク修正演算部２５と、ｄ軸電流指令設定部４０と、電流指令変換演算部４５と、ｄ軸電流制御演算部５０と、ｑ軸電流制御演算部５５と、電圧ベクトル演算部６０と、座標変換部６５と、差演算部ＤＦ１，ＤＦ２，ＤＦ３，ＤＦ４とを備えている。   The motor control device 100 includes a coordinate conversion unit 10, a speed calculation unit 15, a torque estimation calculation unit 20, a torque correction calculation unit 25, a d-axis current command setting unit 40, a current command conversion calculation unit 45, d An axis current control calculation unit 50, a q-axis current control calculation unit 55, a voltage vector calculation unit 60, a coordinate conversion unit 65, and difference calculation units DF1, DF2, DF3, and DF4 are provided.

座標変換部１０は、永久磁石同期モータＭＯＴに供給される３相の交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの電流検出器ＳＩによる検出値である電流検出値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ，Ｉｗｃと、位相演算部３５によって推定された回転位相の推定値θｄｃとから、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃを出力する。   The coordinate conversion unit 10 includes current detection values Iuc, Ivc, Iwc, which are detection values of the three-phase AC currents Iu, Iv, Iw supplied to the permanent magnet synchronous motor MOT by the current detector SI, and a phase calculation unit 35. From the estimated rotational phase estimation value θdc, current detection values Idc and Iqc of the d-axis and q-axis are output.

速度演算部１５は、位置検出器ＰＤによって検出された位置検出値θｄｃが入力され、ＰＭモータ１の速度検出値ωを出力する。   The speed calculation unit 15 receives the position detection value θdc detected by the position detector PD and outputs the speed detection value ω of the PM motor 1.

トルク推定演算部２０は、電圧ベクトル演算部６０が出力する電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*と、速度推定演算部３０によって推定された速度推定値ω＾と、座標変換部１０が出力する電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃとを用いて、出力トルクの推定演算を行い、トルク推定値τ＾を出力する。   The torque estimation calculation unit 20 includes voltage command values Vdc * and Vqc * output from the voltage vector calculation unit 60, a speed estimation value ω ^ estimated by the speed estimation calculation unit 30, and a current detection output from the coordinate conversion unit 10. Using the values Idc and Iqc, the output torque is estimated and a torque estimate value τ ^ is output.

差演算部ＤＦ１は、トルク指令設定部ＴＳが出力するトルク指令値τ*と、トルク推定演算部２０が算出したトルク推定値τ＾との偏差（τ*−τ＾）を算出する。   The difference calculation unit DF1 calculates a deviation (τ * −τ ^) between the torque command value τ * output from the torque command setting unit TS and the estimated torque value τ ^ calculated by the torque estimation calculation unit 20.

トルク修正演算部２５は、差演算部ＤＦ１の出力である偏差（τ*−τ＾）を比例・積分演算し、トルク指令の修正値Δτ*を出力する。   The torque correction calculation unit 25 performs a proportional / integral calculation on the deviation (τ * −τ ^), which is the output of the difference calculation unit DF1, and outputs a torque command correction value Δτ *.

加算部ＡＤ１は、トルク指令設定部ＴＳが出力するトルク指令値τ*と、トルク修正演算部２５が出力するトルク指令の修正値Δτ*を加算する。   The adding unit AD1 adds the torque command value τ * output from the torque command setting unit TS and the correction value Δτ * of the torque command output from the torque correction calculation unit 25.

ｄ軸電流指令設定部４０は、「零」あるいは「負極性」の値であるｄ軸の電流指令値Ｉｄ*を出力する。   The d-axis current command setting unit 40 outputs a d-axis current command value Id * which is a value of “zero” or “negative polarity”.

電流指令変換演算部４５は、トルク指令設定部ＴＳからのトルク指令値τ*と、ｄ軸電流指令設定部４０が出力するｄ軸の電流指令値Ｉｄ*と、永久磁石同期モータＭＯＴの電気定数（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）を用いて、ｑ軸の電流指令値Ｉｑ*を算出する。ここで、電気定数（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）は、電流指令変換演算部４５の内部に設定値として保持されている。電気定数（Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）の値としては、本実施形態のモータ制御装置１００によって駆動制御される永久磁石同期モータＭＯＴの設計値を設定保持している。   The current command conversion calculation unit 45 includes a torque command value τ * from the torque command setting unit TS, a d-axis current command value Id * output from the d-axis current command setting unit 40, and an electric constant of the permanent magnet synchronous motor MOT. Using (Ld, Lq, Ke), a q-axis current command value Iq * is calculated. Here, the electrical constants (Ld, Lq, Ke) are held as set values in the current command conversion calculation unit 45. As the values of the electrical constants (Ld, Lq, Ke), the design value of the permanent magnet synchronous motor MOT that is driven and controlled by the motor control device 100 of the present embodiment is set and held.

差演算部ＤＦ２は、ｄ軸電流指令設定部４０が出力する第１のｄ軸の電流指令値Ｉｄ*と、座標変換部１０が出力する電流検出値Ｉｄｃとの偏差（Ｉｄ*−Ｉｄｃ）を算出する。   The difference calculation unit DF2 calculates a deviation (Id * −Idc) between the first d-axis current command value Id * output from the d-axis current command setting unit 40 and the current detection value Idc output from the coordinate conversion unit 10. calculate.

ｄ軸電流制御演算部５０は、差演算部ＤＦ２が算出した偏差（Ｉｄ*−Ｉｄｃ）から、第２のｄ軸の電流指令値Ｉｄ**を出力する。   The d-axis current control calculation unit 50 outputs a second d-axis current command value Id ** from the deviation (Id * −Idc) calculated by the difference calculation unit DF2.

差演算部ＤＦ３は、電流指令変換演算部４５が出力する第１のｑ軸の電流指令値Ｉｑ*と、座標変換部１０が出力する電流検出値Ｉｑｃとの偏差（Ｉｑ*−Ｉｑｃ）を算出する。   The difference calculation unit DF3 calculates a deviation (Iq * −Iqc) between the first q-axis current command value Iq * output from the current command conversion calculation unit 45 and the current detection value Iqc output from the coordinate conversion unit 10. To do.

ｑ軸電流制御演算部５５は、差演算部ＤＦ３が算出した偏差（Ｉｑ*−Ｉｑｃ）から、第２のｑ軸の電流指令値Ｉｑ**を出力する。   The q-axis current control calculation unit 55 outputs a second q-axis current command value Iq ** from the deviation (Iq * −Iqc) calculated by the difference calculation unit DF3.

電圧ベクトル演算部６０は、ｄ軸電流制御演算部５０が出力する第２のｄ軸の電流指令値Ｉｄ**と、ｑ軸電流制御演算部５５が出力する第２のｑ軸の電流指令値Ｉｑ**と、速度推定値ω＾と、予め設定されている永久磁石同期モータＭＯＴの電気定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）とに基づいて、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*をそれぞれ出力する。   The voltage vector calculation unit 60 includes a second d-axis current command value Id ** output from the d-axis current control calculation unit 50 and a second q-axis current command value output from the q-axis current control calculation unit 55. Based on Iq **, speed estimated value ω ^, and preset electric constants (R, Ld, Lq, Ke) of permanent magnet synchronous motor MOT, voltage command values Vdc * for d-axis and q-axis , Vqc * are output respectively.

座標変換部６５は、電圧ベクトル演算部６０が出力する電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*と、位相演算部３５が推定した回転位相の推定値θｄｃとから、３相交流の電圧指令値Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*をそれぞれ出力する。   The coordinate conversion unit 65 generates a voltage command value Vu *, a three-phase AC voltage command value Vdc *, Vqc * output from the voltage vector calculation unit 60 and the estimated rotation phase value θdc estimated by the phase calculation unit 35. Vv * and Vw * are output respectively.

すなわち、本実施形態では、モータに対するトルク指令値τ*から求められたｑ軸電流指令値Ｉｑ*及び設定されているｄ軸電流指令値Ｉｄ*が、モータに電力変換器を介して供給される電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに対するｄ軸及びｑ軸電流検出値ｄｃ，Ｉｑｃに一致するように、モータに供給される電流を制御している。以上のフィードバック制御により、モータのトルクがトルク指令値に一致するようにモータに供給される電流が制御される。但し、モータ定数に誤差があると、実際にモータから出力されるトルク値は、トルク指令値とは異なることになる。   That is, in this embodiment, the q-axis current command value Iq * obtained from the torque command value τ * for the motor and the set d-axis current command value Id * are supplied to the motor via the power converter. The current supplied to the motor is controlled so as to coincide with the d-axis and q-axis current detection values dc and Iqc with respect to the currents Iu, Iv and Iw. With the above feedback control, the current supplied to the motor is controlled so that the torque of the motor matches the torque command value. However, if there is an error in the motor constant, the torque value actually output from the motor will be different from the torque command value.

次に、本実施形態のモータ制御装置１００の動作について説明するが、最初に、本実施形態の特徴である「トルク推定演算部２０」及び「トルク修正演算部２５」を用いない場合の制御方式の基本動作について説明する。   Next, the operation of the motor control device 100 according to the present embodiment will be described. First, a control method in the case where the “torque estimation calculation unit 20” and the “torque correction calculation unit 25” that are features of the present embodiment are not used. The basic operation will be described.

電流指令変換演算部４５において、トルク指令τ*とｄ軸の電流指令Ｉｄ*およびＰＭモータＭＯＴの電気定数を用いて、式（１）によりトルク指令τ*に見合ったｑ軸の電流指令Ｉｑ*を演算する。   In the current command conversion calculation unit 45, using the torque command τ *, the d-axis current command Id * and the electrical constant of the PM motor MOT, the q-axis current command Iq * corresponding to the torque command τ * according to the equation (1). Is calculated.

ｄ軸の電流制御演算部５０には、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ*と電流検出値Ｉｄｃが入力され、ｑ軸の電流制御演算部５５にはｄ軸の電流指令値Ｉｑ*と電流検出値Ｉｑｃが入力される。   The d-axis current control calculation unit 50 receives the d-axis current command value Id * and the current detection value Idc, and the q-axis current control calculation unit 55 receives the d-axis current command value Iq * and the current detection value. Iqc is input.

ここでは、ｄ軸の電流制御演算部５０及びｑ軸の電流制御演算部５５は、式（２）に従い、電流指令値Ｉｄ*，ｑ*に、各成分の電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃが追従するよう、比例・積分演算を行い、第２のｄ軸およびｑ軸の電流指令値Ｉｄ**，ｑ**を出力する。   Here, the d-axis current control calculation unit 50 and the q-axis current control calculation unit 55 follow the current command values Id * and q * according to the equation (2), and the detected current values Idc and Iqc of each component follow. Thus, proportional / integral calculation is performed, and current command values Id ** and q ** for the second d-axis and q-axis are output.

ここで、Ｋｐｄ：ｄ軸の電流制御の比例ゲイン、Ｋｉｄ：ｄ軸の電流制御の積分ゲイン、Ｋｐｑ：ｑ軸の電流制御の比例ゲイン、Ｋｉｑ：ｑ軸の電流制御の積分ゲインである。   Here, Kpd: d-axis current control proportional gain, Kid: d-axis current control integral gain, Kpq: q-axis current control proportional gain, and Kiq: q-axis current control integral gain.

さらに、電圧ベクトル演算部６０において、得られた第２の電流指令値Ｉｄ**，Ｉｑ**とモータ定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）および速度検出値ωを用いて、式（３）に示す電圧指令値Ｖｄｃ**、Ｖｑｃ**を演算し、３相のＰＷＭインバータの出力を制御する。   Further, in the voltage vector calculation unit 60, using the obtained second current command values Id **, Iq **, the motor constants (R, Ld, Lq, Ke) and the speed detection value ω, the expression (3) The voltage command values Vdc ** and Vqc ** shown in FIG. 5 are calculated, and the output of the three-phase PWM inverter is controlled.

ここで、モータ定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）は、電圧ベクトル演算部６０の内部に設定値として保持されている。モータ定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）の値としては、本実施形態のモータ制御装置１００によって駆動制御される永久磁石同期モータＭＯＴの設計値を設定保持している。なお、実際に用いられる個々の永久磁石同期モータＭＯＴのモータ定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）の値は、永久磁石同期モータＭＯＴのモータ定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）の設計値とは異なるものであるが、両者の誤差、及び個々の永久磁石同期モータＭＯＴのモータ定数（Ｒ，Ｌｄ，Ｌｑ，Ｋｅ）が経時変化することにより生じる設定値との誤差は、後述するトルク推定演算部２０及び位相誤差指令演算部２５を用いることにより、補償されるものである。   Here, the motor constants (R, Ld, Lq, Ke) are held as set values in the voltage vector calculation unit 60. As the values of the motor constants (R, Ld, Lq, Ke), the design values of the permanent magnet synchronous motor MOT that is driven and controlled by the motor control device 100 of the present embodiment are set and held. The values of the motor constants (R, Ld, Lq, Ke) of the individual permanent magnet synchronous motors MOT that are actually used are the design values of the motor constants (R, Ld, Lq, Ke) of the permanent magnet synchronous motor MOT. Are different from each other, but the error between the two and the set value that occurs when the motor constants (R, Ld, Lq, Ke) of the individual permanent magnet synchronous motors MOT change with time are the torque estimation calculation described later. By using the unit 20 and the phase error command calculation unit 25, compensation is made.

一方、レゾルバ，エンコーダ，磁極位置検出器などの位置検出器ＰＤでは、モータの位置θを検出し、位置検出値θｄｃを得る。   On the other hand, a position detector PD such as a resolver, encoder, or magnetic pole position detector detects the motor position θ and obtains a position detection value θdc.

座標変換部１０，６５では、この位置検出値θｄｃを用いて、式（４）や式（５）に示す座標変換を行っている。   The coordinate conversion units 10 and 65 perform coordinate conversion shown in Expression (4) and Expression (5) using the position detection value θdc.

以上が、トルク推定演算部２０、トルク修正演算部２５を用いない場合の、トルク制御の基本動作である。   The above is the basic operation of torque control when the torque estimation calculation unit 20 and the torque correction calculation unit 25 are not used.

次に、トルク推定演算部２０、トルク修正演算部２５を設けない場合の、制御特性について説明する。   Next, control characteristics when the torque estimation calculation unit 20 and the torque correction calculation unit 25 are not provided will be described.

最初に、図２〜図５を用いて、「電流指令変換演算部４５」と「電圧ベクトル演算部６０」に設定するモータ定数の誤差がトルク制御特性におよぼす影響について説明する。   First, with reference to FIG. 2 to FIG. 5, an explanation will be given of the influence of the error of the motor constants set in the “current command conversion calculation unit 45” and the “voltage vector calculation unit 60” on the torque control characteristics.

図２及び図４は、モータ定数の設定値に誤差がない場合の出力トルクの変動の説明図である。図３及び図５は、モータ定数の設定値に誤差がある場合の出力トルクの変動の説明図である。   2 and 4 are explanatory diagrams of fluctuations in the output torque when there is no error in the set values of the motor constants. 3 and 5 are explanatory diagrams of fluctuations in the output torque when there is an error in the set value of the motor constant.

各図（Ａ）は、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させた場合の出力トルクτを示し、各図（Ｂ）は交流のモータ電流Ｉｕを示す。   Each figure (A) shows the output torque τ when the torque command τ * is changed by 100% step, and each figure (B) shows the AC motor current Iu.

［１］Ｉｄ*＝０設定の場合
図１の制御装置において、ｄ軸の電流指令Ｉｄ*＝０設定で、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させる動作を行う。 [1] When Id * = 0 is set In the control device of FIG. 1, the operation of changing the torque command τ * by 100% step is performed with the d-axis current command Id * = 0.

モータ定数の設定値に誤差がない場合は、図２に示すように、誤差がない理想の状態では、図２（Ｂ）に示すように、１００％のｕ相の交流電流Ｉｕを発生させているため、図２（Ｂ）に示すように、トルク指令τ*通り１００％の出力トルクτを得ることができている。   When there is no error in the set value of the motor constant, as shown in FIG. 2, in an ideal state with no error, a 100% u-phase AC current Iu is generated as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 2 (B), 100% output torque τ can be obtained according to the torque command τ *.

モータ定数の設定値に誤差がある場合は、ここでは、Ｌｑ*＞Ｌｑ、Ｋｅ*＞Ｋｅの関係で誤差を与えている。   If there is an error in the set value of the motor constant, here, the error is given by the relationship of Lq *> Lq and Ke *> Ke.

図３（Ａ）に示すように、トルク指令τ*を１００％与えているが、出力トルクτは８３％になっている。これは「電流指令変換演算部４５」において、式（６）を演算する際、ｑ軸の電流指令値Ｉｑ*が減少しているためである。その結果、図３（Ｂ）に示すように、ｕ相の交流電流Ｉｕが８３％になっている。   As shown in FIG. 3A, the torque command τ * is given 100%, but the output torque τ is 83%. This is because the q-axis current command value Iq * is decreased when the equation (6) is calculated in the “current command conversion calculation unit 45”. As a result, as shown in FIG. 3B, the u-phase alternating current Iu is 83%.

これは、式（６）の分母成分にＫｅ*が含まれているため、Ｋｅ*に設定誤差が存在するとトルクに見合った電流を流すことができなくなる。   This is because Ke * is included in the denominator component of Equation (6), and if there is a setting error in Ke *, it becomes impossible to flow a current commensurate with the torque.

［２］最大トルク制御Ｉｄ*＜０設定の場合
次に、図１の制御装置において、ｄ軸の電流指令Ｉｄ*＜０設定で、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させる動作を行う。 [2] Case of Maximum Torque Control Id * <0 Setting Next, in the control device of FIG. 1, an operation of changing the torque command τ * by 100% step is performed with the d-axis current command Id * <0 setting.

ＰＭモータＭＯＴの出力トルクτは式（７）である。   The output torque τ of the PM motor MOT is expressed by Equation (7).

この式（７）を展開すると、式（８）を得る。   When this equation (7) is expanded, equation (8) is obtained.

右辺の第１項は「磁石トルク成分」、第２項が「リラクタンストルク成分」である。ｄ軸の電流指令Ｉｄ*を数式（９）により発生させることで、リラクタンストルク成分を活用し、同一トルクにおいてモータ電流の最小化を行うことができる。   The first term on the right side is the “magnet torque component”, and the second term is the “reluctance torque component”. By generating the d-axis current command Id * according to Equation (9), the reluctance torque component can be utilized and the motor current can be minimized at the same torque.

モータ定数の設定値に誤差がない場合は、図４（Ａ）に示すように、誤差がない理想の状態では、トルク指令τ*通り１００％の出力トルクτを得ることができており、図４（Ｂ）に示すように、ｕ相の交流電流Ｉｕは８８％になっている。すなわち、図２より少ない電流で同一トルクを出力することができている。   When there is no error in the set value of the motor constant, as shown in FIG. 4A, in an ideal state with no error, 100% output torque τ can be obtained according to the torque command τ *. As shown in FIG. 4B, the u-phase alternating current Iu is 88%. That is, the same torque can be output with less current than in FIG.

モータ定数の設定値に誤差がある場合は、Ｌｑ*＞Ｌｑ、Ｋｅ*＞Ｋｅの関係で誤差を与えている。この場合、図５（Ａ）に示すように、トルク指令τ*を１００％与えているが、出力トルクτは８１％になっており、図３に比べて２％トルクが減少している。図５（Ｂ）に示すように、ｕ相の交流電流Ｉｕも７４％に減少している。   If there is an error in the set value of the motor constant, the error is given by the relationship of Lq *> Lq and Ke *> Ke. In this case, as shown in FIG. 5A, the torque command τ * is given 100%, but the output torque τ is 81%, which is 2% less than that in FIG. As shown in FIG. 5B, the u-phase alternating current Iu is also reduced to 74%.

これは「電流指令変換演算部４５」において、式（１）と式（９）を演算する際、分母成分にＫｅ*とＬｑ*が含まれているため、その設定誤差によりトルク指令τ*に見合ったｄ軸およびｑ軸の電流指令値を発生させることができていないためである。   This is because when the “current command conversion calculation unit 45” calculates Equation (1) and Equation (9), Ke * and Lq * are included in the denominator component. This is because the corresponding d-axis and q-axis current command values cannot be generated.

そこで本発明では、「トルク推定演算部２０」、「トルク修正演算部２５」を導入することで、トルク指令τ*通りの出力トルクτが得られる高精度なトルク制御を実現する。   Therefore, in the present invention, by introducing the “torque estimation calculation unit 20” and the “torque correction calculation unit 25”, high-accuracy torque control capable of obtaining the output torque τ according to the torque command τ * is realized.

次に、図６及び図７を用いて、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置において、「トルク推定演算部２０」、「トルク修正演算部２５」を用いた場合の、動作原理について説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の動作説明図である。図７は、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク修正演算部の動作説明図である。 Next, with reference to FIGS. 6 and 7, the operation principle when the “torque estimation calculation unit 20” and the “torque correction calculation unit 25” are used in the motor control apparatus according to the first embodiment of the present invention. explain.
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of a torque estimation calculation unit used in the motor control device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the torque correction calculation unit used in the motor control device according to the first embodiment of the present invention.

モータの磁束軸から観た有効電力Ｐは式（１０）となる。   The effective power P viewed from the magnetic flux axis of the motor is expressed by Equation (10).

また、制御の基準軸（ｄｃ−ｑｃ）上で演算する推定値Ｐ＾は式（１０）となる。   Further, the estimated value P ^ calculated on the control reference axis (dc-qc) is expressed by Equation (10).

図６に示す「トルク推定演算部２０」では、この有効電力の推定値Ｐ＾を用いて、 出力トルクτの推定演算を行う。   The “torque estimation calculation unit 20” shown in FIG. 6 performs an estimation calculation of the output torque τ using the estimated value P ^ of the active power.

ここで、「モータの磁束軸から観測する有効電力Ｐ」と「基準軸（ｄｃ−ｑｃ）上で演算する推定値Ｐ＾」は一致することを利用して、トルク推定演算部２０は、式（１１）から、ＰＭモータＭＯＴの銅損成分であるＲ×（Ｉｄｃ２＋Ｉｑｃ２）を減算し、その演算値を速度検出値ωで除算した後、定数（（３／２）×Ｐｍ）を乗じる式（１２）の演算を行うことで、式（７）の出力トルクτを高精度に推定することができる。   Here, using the fact that “the effective power P observed from the magnetic flux axis of the motor” and “the estimated value P ^ calculated on the reference axis (dc−qc)” coincide, From (11), R × (Idc2 + Iqc2), which is a copper loss component of the PM motor MOT, is subtracted, and the calculated value is divided by the speed detection value ω, and then multiplied by a constant ((3/2) × Pm) ( By performing the calculation of 12), the output torque τ of Expression (7) can be estimated with high accuracy.

また、図７に示す「トルク指令修正部２５」においては、トルク指令τ*に出力トルク推定値τ＾が追従するように、τ*とτ＾の偏差に積分ゲインＡを乗じて積分演算（あるいは比例＋積分演算でも良い）を行い、トルク指令の修正値Δτ*を作成する。   In addition, in the “torque command correcting unit 25” shown in FIG. 7, an integral operation is performed by multiplying the deviation between τ * and τ ^ by an integral gain A so that the output torque estimated value τ ^ follows the torque command τ *. Alternatively, proportional + integral calculation may be performed) to create a torque command correction value Δτ *.

この修正値Δτ*を上位から与えられる第１のトルク指令値τ*に加算して、新しい第２のトルク指令値τ**を演算し、電流指令変換演算部４５において、式（１）によりｑ軸の電流指令値Ｉｑ*の演算を行う。   The correction value Δτ * is added to the first torque command value τ * given from the upper level to calculate a new second torque command value τ **. In the current command conversion calculation unit 45, the equation (1) is used. The q-axis current command value Iq * is calculated.

このようなフィードバック・ループを組むことで、高精度なトルク制御を実現することができる。   By constructing such a feedback loop, highly accurate torque control can be realized.

ここで、図８及び図９を用いて、本実施形態における出力トルクの変動について説明する。
図８及び図９は、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムにおける出力トルクの変動の説明図である。 Here, the fluctuation | variation of the output torque in this embodiment is demonstrated using FIG.8 and FIG.9.
8 and 9 are explanatory diagrams of fluctuations in output torque in the motor drive system using the motor control device according to the first embodiment of the present invention.

各図（Ａ）は、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させた場合の出力トルクτを示し、各図（Ｂ）は交流のモータ電流Ｉｕを示す。   Each figure (A) shows the output torque τ when the torque command τ * is changed by 100% step, and each figure (B) shows the AC motor current Iu.

本発明を用いた場合のトルク制御特性について説明する。   The torque control characteristics when the present invention is used will be described.

図１の制御装置において、「電流指令変換演算部４５」と「電圧ベクトル演算部６０」に設定するモータ定数の設定値（Ｌｑ*，Ｋｅ*）に、Ｌｑ*＞Ｌｑ、Ｋｅ*＞Ｋｅの関係で誤差を与えている（図２、図３と同条件）。   In the control device of FIG. 1, the set values of the motor constants (Lq *, Ke *) set in the “current command conversion calculation unit 45” and the “voltage vector calculation unit 60” are Lq *> Lq, Ke *> Ke. An error is given by the relationship (same conditions as in FIGS. 2 and 3).

［１］Ｉｄ*＝０設定の場合
図８には、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させた場合の出力トルクτとｕ相の交流電流Ｉｕの関係を示す。時刻ｔ１において、トルク指令修正の制御動作を実行している。図２の場合と同様に、図８（Ａ）に示すように、τ*を１００％与えている。時刻ｔ１から「破線」で示す第２のトルク指令値τ**は定常的に１２０％発生しており、トルク指令値の大きさを修正することで、トルク指令τ*通りの出力トルク１００％を実現できている。 [1] When Id * = 0 is set FIG. 8 shows the relationship between the output torque τ and the u-phase AC current Iu when the torque command τ * is changed by 100% step. At time t1, a torque command correction control operation is executed. Similar to the case of FIG. 2, 100% of τ * is given as shown in FIG. The second torque command value τ ** indicated by the “broken line” from time t1 is constantly generated by 120%, and by correcting the magnitude of the torque command value, the output torque is 100% according to the torque command τ *. Has been realized.

［２］最大トルク制御Ｉｄ*＜０設定の場合
図９には、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させた場合の出力トルクτとｕ相の交流電流Ｉｕの関係を示す。 [2] When Maximum Torque Control Id * <0 Setting FIG. 9 shows the relationship between the output torque τ and the u-phase AC current Iu when the torque command τ * is changed by 100% step.

図５の場合と同様に、τ*を１００％与えている。時刻ｔ１から「破線」で示す第２のトルク指令値τ**は定常的に１２３％発生しており、トルク指令値の大きさを修正することで、トルク指令τ*通りの出力トルク１００％を実現できている。   As in the case of FIG. 5, τ * is given 100%. The second torque command value τ ** indicated by the “broken line” from time t1 is constantly generated by 123%, and by correcting the magnitude of the torque command value, the output torque is 100% according to the torque command τ *. Has been realized.

つまり、ＰＭモータＭＯＴのモータ定数の設定誤差に対してロバスト化することができている。   In other words, the motor constant setting error of the PM motor MOT can be made robust.

次に、図１０を用いて、本実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の他の構成について説明する。
図１０は、本発明の第１の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の他の構成の説明図である。 Next, another configuration of the torque estimation calculation unit used in the motor control device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 10 is an explanatory diagram of another configuration of the torque estimation calculation unit used in the motor control device according to the first embodiment of the present invention.

図６に示したでは、トルク推定演算部２０は、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値と電流検出値を用いて推定演算を行ったが、その代わりに、図１０に示す構成にしてもよいものである。すなわち、トルク推定演算部２０ａでは、３相の電圧指令値（Ｖｕ*，Ｖｖ*，Ｖｗ*）と３相の電流検出値（Ｉｕｃ，Ｉｖｃ，Ｉｗｃ）を用いて、出力トルクτの推定演算を行う。   In FIG. 6, the torque estimation calculation unit 20 performs the estimation calculation using the d-axis and q-axis voltage command values and the current detection value, but instead, the configuration shown in FIG. 10 may be used. Is. That is, the torque estimation calculation unit 20a performs an estimation calculation of the output torque τ using the three-phase voltage command values (Vu *, Vv *, Vw *) and the three-phase current detection values (Iuc, Ivc, Iwc). Do.

式（１３）の演算を行うことでも式（１２）と同等に出力トルクτを高精度に推定することができる。   By calculating the equation (13), the output torque τ can be estimated with high accuracy as in the equation (12).

以上説明したように、本実施形態によれば、有効電力値から演算したトルク推定値が、上位から与えられるトルク指令値に一致するように、新しい第２のトルク指令値を演算することで、オンライン的に補償を行いトルク指令値通りの出力トルクを実現できるものとなる。このように、モータ定数の設定誤差も含めて補償して、高精度なトルク制御が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, by calculating the new second torque command value so that the estimated torque value calculated from the active power value matches the torque command value given from the upper level, Compensation can be performed online, and output torque can be achieved according to the torque command value. In this way, it is possible to compensate for the motor constant setting error and perform highly accurate torque control.

次に、図１１及び図１２を用いて、本発明の第２の実施形態によるモータ制御装置の構成及び動作について説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態によるモータ制御装置に用いるトルク推定演算部の動作説明図である。 Next, the configuration and operation of the motor control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
FIG. 11 illustrates the configuration of a motor drive system using a motor control device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12 is an operation explanatory diagram of the torque estimation calculation unit used in the motor control device according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態のモータ制御装置１００ａが、図１に示したモータ制御装置１００と相違する点は、図１のモータ制御装置１００におけるトルク推定演算部２０に代えて、トルク推定演算部２０ｂを備えるようにした点である。   The motor control device 100a of the present embodiment is different from the motor control device 100 shown in FIG. 1 in that a torque estimation calculation unit 20b is provided instead of the torque estimation calculation unit 20 in the motor control device 100 of FIG. This is the point.

直流電源Ｂは、電力変換器ＩＮＶに直流電圧を供給し、直流電圧ＥDCと直流電流ＩDCをトルク推定演算部２０ｂに出力する。   The DC power supply B supplies a DC voltage to the power converter INV, and outputs a DC voltage EDC and a DC current IDC to the torque estimation calculation unit 20b.

トルク推定演算部２０ｂは、電力変換器の情報（ＥDC，ＩDC）と、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値（Ｉｄｃ，Ｉｑｃ）と、速度推定値τ＾を用いて、出力トルクτ＾の推定演算を行う。   The torque estimation calculation unit 20b estimates the output torque τ ^ using the power converter information (EDC, IDC), the d-axis and q-axis current detection values (Idc, Iqc), and the speed estimation value τ ^. Perform the operation.

式（１４）の演算を行うことで、式（１２）と同等に式（７）の出力トルクτを高精度に推定することができる。   By performing the calculation of the equation (14), the output torque τ of the equation (7) can be estimated with high accuracy in the same manner as the equation (12).

本実施形態によっても、高精度なトルク制御が可能となる。   Also according to the present embodiment, highly accurate torque control is possible.

次に、図１３〜図１４を用いて、本発明の第３の実施形態によるモータ制御装置の構成及び動作について説明する。
図１３は、本発明の第３の実施形態によるモータ制御装置を用いたモータ駆動システムの構成について説明する。図１４は、本発明の第３の実施形態によるモータ制御装置の動作説明図である。 Next, the configuration and operation of the motor control device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 13 illustrates the configuration of a motor drive system using a motor control device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation of the motor control device according to the third embodiment of the present invention.

本実施形態のモータ制御装置１００ｂが、図１に示したモータ制御装置１００と相違する点は、図１のモータ制御装置１００における位置検出器ＰＤを用いないセンサレス方式であり、図１のモータ制御装置１００における位置検出器ＰＤ，速度演算部１５に代えて、位相誤差推定演算部１７，速度推定演算部３０，位相演算部３５を備えるようにした点である。   The motor control device 100b of this embodiment is different from the motor control device 100 shown in FIG. 1 in the sensorless system that does not use the position detector PD in the motor control device 100 of FIG. Instead of the position detector PD and the velocity calculation unit 15 in the apparatus 100, a phase error estimation calculation unit 17, a velocity estimation calculation unit 30, and a phase calculation unit 35 are provided.

位相誤差推定演算部１７は、電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*と電流検出値Ｉｄｃ、Ｉｑｃと速度検出値ωおよびモータ定数に基づいて、位置推定値θｄｃ＾とＰＭモータＭＯＴの位置θの偏差である位相誤差Δθ（＝θｄｃ＾−θ）の推定演算を行う。   Based on the voltage command values Vdc *, Vqc *, the current detection values Idc, Iqc, the speed detection value ω, and the motor constant, the phase error estimation calculation unit 17 calculates the deviation between the position estimation value θdc ^ and the position θ of the PM motor MOT. An estimation calculation of a certain phase error Δθ (= θdc ^ −θ) is performed.

電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*と電流検出値Ｉｄｃ、Ｉｑｃと速度検出値ωおよびモータ定数に基づいて、位置推定値とモータの位置の偏差である位相誤差Δθｃを式（１５）により演算する。   Based on the voltage command values Vdc *, Vqc *, the current detection values Idc, Iqc, the speed detection value ω, and the motor constant, a phase error Δθc, which is a deviation between the position estimation value and the motor position, is calculated by Equation (15).

速度推定演算部３０は、位相誤差の推定値Δθｃを「ゼロ」にするように、速度推定値ω＾の推定演算を行う。   The speed estimation calculation unit 30 performs an estimation calculation of the speed estimation value ω ^ so that the phase error estimation value Δθc is set to “zero”.

位相演算３５は、速度推定値ω＾を積分し、位置推定値θｄｃ＾の推定演算を行う。このような位置センサレス制御方式でも前記実施例と同様に動作する。   The phase calculation 35 integrates the speed estimation value ω ^ and performs an estimation calculation of the position estimation value θdc ^. Such a position sensorless control method also operates in the same manner as in the previous embodiment.

図１の制御装置において、「電流指令変換演算部４５」と「電圧ベクトル演算部６０」に設定するモータ定数の設定値（Ｌｑ*、Ｋｅ*）に、Ｌｑ*＞Ｌｑ、Ｋｅ*＞Ｋｅの関係で誤差を与えている（図９と同条件）。   In the control device of FIG. 1, the set values of the motor constants (Lq *, Ke *) set in the “current command conversion calculation unit 45” and “voltage vector calculation unit 60” are Lq *> Lq, Ke *> Ke. An error is given by the relationship (same conditions as in FIG. 9).

図１４は、最大トルク制御（Ｉｄ*＜ ０設定）において、トルク指令τ*を１００％ステップ変化させた場合の出力トルクτとｕ相の交流電流Ｉｕの関係を示している。   FIG. 14 shows the relationship between the output torque τ and the u-phase AC current Iu when the torque command τ * is changed by 100% step in the maximum torque control (Id * <0 setting).

時刻ｔ１から「破線」で示す第２のトルク指令値τ**は定常的に１２５％発生しており、トルク指令値の大きさを修正することで、位置センサレス制御時でもトルク指令τ*通りの出力トルク１００％を達成することができている。   The second torque command value τ ** indicated by the “broken line” from time t1 is constantly generated by 125%. By correcting the magnitude of the torque command value, the torque command value τ * can be obtained even during position sensorless control. The output torque of 100% can be achieved.

以上説明したように、センサレスの場合には、本実施形態によっても、高精度なトルク制御が可能となる。   As described above, in the case of sensorless, highly accurate torque control is possible also by this embodiment.

なお、以上の各実施形態では、第１のトルク指令τ*とトルク指令の修正値Δτ*を加算して第２のトルク指令τ**を作成したが、第１のトルク指令τ*を加算せずトルク指令の修正値Δτ*を直接第２のトルク指令τ**としても良い。   In each of the above embodiments, the first torque command τ * and the correction value Δτ * of the torque command are added to create the second torque command τ **. However, the first torque command τ * is added. Instead, the correction value Δτ * of the torque command may be directly used as the second torque command τ **.

また、各実施形態では、第１の電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*と電流検出値Ｉｄｃ、Ｉｑｃから第２の電流指令値Ｉｄ**、Ｉｑ**を作成して、この電流指令値を用いてベクトル制御演算を行った。   In each embodiment, the second current command values Id ** and Iq ** are generated from the first current command values Id * and Iq * and the current detection values Idc and Iqc, and the current command values are used. The vector control operation was performed.

それに対して、第１の電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*と電流検出値Ｉｄｃ、Ｉｑｃの偏差を比例＋積分演算して、電圧補正値ΔＶｄ*、ΔＶｑ*を作成し、この電圧補正値ΔＶｄ*、ΔＶｑ*と、第１の電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*、速度検出値ω、ＰＭモータＭＯＴのモータ定数を用いて、式（１６）に従い電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を演算するベクトル制御演算方式を適用することもできる。   On the other hand, the voltage correction values ΔVd * and ΔVq * are generated by performing a proportional + integral calculation on the deviation between the first current command values Id * and Iq * and the current detection values Idc and Iqc, and this voltage correction value ΔVd *. , ΔVq *, first current command values Id *, Iq *, speed detection value ω, and motor constants of PM motor MOT, vector control for calculating voltage command values Vdc *, Vqc * according to equation (16) An arithmetic method can also be applied.

また、第１のｄ軸の電流指令Ｉｄ*＝０およびｑ軸の電流検出値Ｉｑｃの一次遅れ信号Ｉｑｃｔｄおよび速度指令値ω*、モータＭＯＴのモータ定数を用いて、式（１７）に従い電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を演算するベクトル制御演算方式にも適用することはできる。   Further, the voltage command according to the equation (17) using the first d-axis current command Id * = 0, the first-order lag signal Iqctd of the q-axis current detection value Iqc, the speed command value ω *, and the motor constant of the motor MOT. The present invention can also be applied to a vector control calculation method for calculating values Vdc * and Vqc *.

また、各実施形態では、高価な電流検出器ＰＤで検出した３相の交流電流Ｉｕ〜Ｉｗを検出する方式であったが、電力変換器ＩＮＶの過電流検出用に取り付けているワンシャント抵抗に流れる直流電流ＩＤＣから、３相のモータ電流Ｉｕ＾、Ｉｖ＾、Ｉｗ＾を再現し、この再現電流値を用いる「低コストな電動車輌システム」にも対応することができる。   In each embodiment, the three-phase alternating currents Iu to Iw detected by the expensive current detector PD are detected. However, the one-shunt resistor attached for detecting the overcurrent of the power converter INV is used. The three-phase motor currents Iu ^, Iv ^, Iw ^ are reproduced from the flowing direct current IDC, and the "low-cost electric vehicle system" using this reproduced current value can be dealt with.

次に、図１５及び図１６を用いて、本発明の各実施形態によるモータ制御装置を適用する作業機械の構成について説明する。
図１５及び図１６は、本発明の各実施形態によるモータ制御装置を適用する作業機械の構成図である。 Next, the configuration of a work machine to which the motor control device according to each embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
15 and 16 are configuration diagrams of a work machine to which the motor control device according to each embodiment of the present invention is applied.

図１５は、作業機械の一例として、ホイルローダの構成を示している。   FIG. 15 shows a configuration of a wheel loader as an example of a work machine.

本例のホイールローダ２０１は、車両の中心あたりで中折れしてステアリングをきるアーティキュレートタイプの車両であり、プロペラシャフトの中折れする部分にセンタージョイント（ＣＪ）１５が組み込まれていると共に、このセンタージョイント１５より前側のフロントフレーム５０と後側のリアフレーム６０とを有している（図１３参照）。そして、センタージョイント（ＣＪ）１５を挟んで前後のプロペラシャフトのそれぞれに、走行用電動機として第１の電動機（Ｍ１）と、第２の電動機（Ｍ２）が配置されている。走行用電動機が回転すると、その動力はプロペラシャフトへと伝達され、ディファレンシャルギヤ（Ｄｉｆ）およびギヤ（Ｇ）を介して車輪１３が回転駆動するのである。   The wheel loader 201 of the present example is an articulated type vehicle that is bent around the center of the vehicle to finish steering, and a center joint (CJ) 15 is incorporated in a portion where the propeller shaft is bent. It has a front frame 50 on the front side of the center joint 15 and a rear frame 60 on the rear side (see FIG. 13). A first electric motor (M1) and a second electric motor (M2) are arranged as driving electric motors on the front and rear propeller shafts with the center joint (CJ) 15 in between. When the traveling motor rotates, the power is transmitted to the propeller shaft, and the wheels 13 are rotationally driven via the differential gear (Dif) and the gear (G).

また、エンジンを駆動すると油圧ポンプが作動し、この油圧ポンプから圧油が油圧作業装置（作業装置）５へと供給される。油圧作業装置５に供給された圧油は、制御弁Ｃ／Ｖを介してバケット、リフト、ステアリングへと供給されており、図示しない運転室からオペレータが操作レバー等を操作することにより、バケット、リフト、ステアリングは所定の動作を行うことができるようになっている。   Further, when the engine is driven, a hydraulic pump is operated, and pressure oil is supplied from this hydraulic pump to a hydraulic working device (working device) 5. The pressure oil supplied to the hydraulic working device 5 is supplied to the bucket, lift, and steering via the control valve C / V, and the bucket, The lift and steering can perform predetermined operations.

モータ制御装置により制御される永久磁石同期モータＭＯＴは、車輪を駆動する走行駆動用モータと、エンジンをアシストするアシストモータである。走行駆動用モータは、レゾルバ等の位置検出器ＰＤを用いている。そのため、走行駆動用モータを制御するモータ制御装置としては、図１に示したモータ制御装置１００や図１１に示したモータ制御装置１００ａが用いられる。アシストモータは、位置検出器ＰＤを用いていないものである。そのため、アシストモータを制御するモータ制御装置としては、図１３に示したモータ制御装置１００ｂが用いられる。   The permanent magnet synchronous motor MOT controlled by the motor control device is a travel drive motor that drives wheels and an assist motor that assists the engine. The travel drive motor uses a position detector PD such as a resolver. Therefore, the motor control device 100 shown in FIG. 1 or the motor control device 100a shown in FIG. 11 is used as a motor control device that controls the driving motor. The assist motor does not use the position detector PD. Therefore, the motor control device 100b shown in FIG. 13 is used as a motor control device that controls the assist motor.

また、別の例として、走行駆動用モータを制御するモータ制御装置や、アシストモータを制御するモータ制御装置としては、それぞれ、図１に示したモータ制御装置１００や図１１に示したモータ制御装置１００ａを用いることもできる。   As another example, as a motor control device that controls a motor for driving and a motor control device that controls an assist motor, the motor control device 100 shown in FIG. 1 and the motor control device shown in FIG. 100a can also be used.

図１６は、作業機械の他の例として、油圧ショベル３０１の構成を示している。   FIG. 16 shows a configuration of a hydraulic excavator 301 as another example of the work machine.

建設機械としてのクローラ式の油圧ショベル３０１は、自走可能な下部走行体３０２と、該下部走行体３０２上に旋回可能に搭載され、該下部走行体３０２と共に車体を構成する上部旋回体３０３と、該上部旋回体３０３の前側に俯仰動可能に設けられ、土砂の掘削作業等を行なう作業装置３０４とにより大略構成されている。上部旋回体３０３の旋回フレーム３０５は、支持構造体からなる車体フレームとして構成されている。   A crawler type hydraulic excavator 301 as a construction machine is a self-propelled lower traveling body 302 and an upper revolving body 303 that is mounted on the lower traveling body 302 so as to be able to swivel and constitutes a vehicle body together with the lower traveling body 302. The upper swivel body 303 is provided so as to be able to move up and down, and is roughly constituted by a working device 304 for excavating earth and sand. The turning frame 305 of the upper turning body 303 is configured as a vehicle body frame made of a support structure.

モータ制御装置により制御される永久磁石同期モータＭＯＴは、下部走行体３０２に対して上部旋回体３０３を旋回させるための旋回モータと、エンジンをアシストするアシストモータである。旋回モータは、レゾルバ等の位置検出器ＰＤを用いている。そのため、旋回モータを制御するモータ制御装置としては、図１に示したモータ制御装置１００や図１１に示したモータ制御装置１００ａが用いられる。アシストモータは、位置検出器ＰＤを用いていないものである。そのため、アシストモータを制御するモータ制御装置としては、図１３に示したモータ制御装置１００ｂが用いられる。   The permanent magnet synchronous motor MOT controlled by the motor control device is a turning motor for turning the upper turning body 303 with respect to the lower traveling body 302 and an assist motor for assisting the engine. The rotation motor uses a position detector PD such as a resolver. Therefore, the motor control device 100 shown in FIG. 1 or the motor control device 100a shown in FIG. 11 is used as a motor control device that controls the turning motor. The assist motor does not use the position detector PD. Therefore, the motor control device 100b shown in FIG. 13 is used as a motor control device that controls the assist motor.

また、別の例として、旋回モータを制御するモータ制御装置や、アシストモータを制御するモータ制御装置としては、それぞれ、図１に示したモータ制御装置１００や図１１に示したモータ制御装置１００ａを用いることができる。   As another example, as a motor control device for controlling a turning motor and a motor control device for controlling an assist motor, the motor control device 100 shown in FIG. 1 and the motor control device 100a shown in FIG. Can be used.

１０，６５…座標変換部
１５…速度演算部
１７…位相誤差推定演算部
２０、２０ａ、２０ｂ…トルク推定演算部
２５…トルク修正演算部
３０…速度推定演算部
３５…位相演算部
４０…ｄ軸電流指令設定部
４５…電流指令変換演算部
５０…ｄ軸電流制御演算部
５５…ｑ軸電流制御演算部
６０…電圧ベクトル演算部
１００，１００ａ，１００ｂ…モータ制御装置
Ｂ…直流電源
ＩＮＶ…電力変換器
ＭＯＴ…永久磁石同期電動機
ＰＤ…位置検出器
ＳＩ…電流検出器
ＴＳ…トルク指令設定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,65 ... Coordinate conversion part 15 ... Speed calculation part 17 ... Phase error estimation calculation part 20, 20a, 20b ... Torque estimation calculation part 25 ... Torque correction calculation part 30 ... Speed estimation calculation part 35 ... Phase calculation part 40 ... d axis Current command setting unit 45 ... Current command conversion calculation unit 50 ... d-axis current control calculation unit 55 ... q-axis current control calculation unit 60 ... Voltage vector calculation units 100, 100a, 100b ... Motor control device B ... DC power supply INV ... Power conversion MOT ... Permanent magnet synchronous motor PD ... Position detector SI ... Current detector TS ... Torque command setting unit

Claims (12)

永久磁石同期電動機に対するトルク指令値から求められた電流指令値が、前記永久磁石同期電動機に電力変換器を介して供給される電流に対する電流検出値に一致するように、前記永久磁石同期電動機に供給される電流を制御する制御部を有し、
永久磁石同期電動機のトルク制御を行うモータ制御装置であって、
前記制御部は、上位制御装置から与えられる第１のトルク指令値に前記電力変換器の電力情報から求めたトルク推定値が一致するように、第２のトルク指令値を演算し、
該第２のトルク指令値に従いトルク制御を行うことを特徴とするモータ制御装置。 The current command value obtained from the torque command value for the permanent magnet synchronous motor is supplied to the permanent magnet synchronous motor so that it matches the current detection value for the current supplied to the permanent magnet synchronous motor via a power converter. A control unit for controlling the current to be generated,
A motor control device that performs torque control of a permanent magnet synchronous motor,
The control unit calculates a second torque command value so that a torque estimation value obtained from power information of the power converter matches a first torque command value given from a host controller,
A motor control device that performs torque control according to the second torque command value. 請求項１記載のモータ制御装置において、
前記永久磁石同期電動機の磁極位置を検出する位置検出器を備え、
前記制御部は、該位置検出器によって検出された磁極位置から算出された速度検出値と、前記第２のトルク指令値から求めたｄ軸およびｑ軸の電流指令値と、電流検出値と、モータ定数の設定値とに従い、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値の演算を行い、前記電力変換器の出力電圧を制御することを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
A position detector for detecting the magnetic pole position of the permanent magnet synchronous motor;
The control unit includes a speed detection value calculated from the magnetic pole position detected by the position detector, d-axis and q-axis current command values obtained from the second torque command value, a current detection value, A motor control device characterized in that a d-axis and q-axis voltage command value is calculated according to a set value of a motor constant to control an output voltage of the power converter. 請求項１記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記第２のトルク指令値から求めたｄ軸およびｑ軸の電流指令値と、電流検出値と、速度推定値と、モータ定数の設定値とに従い、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値の演算を行い、電力変換器の出力電圧を制御し、
前記速度推定値を積分して求めた回転位相推定値と前記永久磁石同期電動機の回転位相値との偏差である位相誤差が位相誤差の指令値に一致するように前記速度推定値を演算することを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
The control unit determines the d-axis and q-axis current commands in accordance with the d-axis and q-axis current command values obtained from the second torque command value, the detected current value, the estimated speed value, and the set value of the motor constant. Calculate the voltage command value, control the output voltage of the power converter,
Calculating the estimated speed value so that a phase error, which is a deviation between a rotational phase estimated value obtained by integrating the estimated speed value and a rotational phase value of the permanent magnet synchronous motor, coincides with a phase error command value; A motor control device. 請求項２若しくは請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記トルク推定値を算出するトルク推定値演算部を備え、
該トルク推定値演算部は、
ｄ軸の電圧指令値と電流検出値の乗算値とｑ軸の電圧指令値と電流検出値の乗算値とを加算した第１の電力信号から、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値をそれぞれ２乗した加算値に前記永久磁石同期電動機の抵抗値を乗じた第２の電力信号を減算し、
該減算値を速度推定値で除算した結果に定数を乗じて前記トルク推定値を算出することを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 2 or claim 3,
The control unit includes a torque estimated value calculation unit that calculates the torque estimated value,
The estimated torque calculation unit
From the first power signal obtained by adding the multiplication value of the d-axis voltage command value and the current detection value, and the multiplication value of the q-axis voltage command value and the current detection value, the d-axis and q-axis current detection values are each 2 Subtracting a second power signal obtained by multiplying the added value multiplied by the resistance value of the permanent magnet synchronous motor;
A motor control apparatus, wherein the torque estimated value is calculated by multiplying a result obtained by dividing the subtracted value by a speed estimated value by a constant. 請求項２若しくは請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記トルク推定値を算出するトルク推定値演算部を備え、
該トルク推定値演算部は、
前記電力変換器の直流電圧と直流電流を乗算した結果に定数を乗じた第１の電力信号から、３相の電流検出値を各相毎に２乗した加算値にモータの抵抗値を乗じた第２の電力信号を減算し、
該減算値を速度推定値で除算した結果に定数を乗じて前記トルク推定値を算出することを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 2 or claim 3,
The control unit includes a torque estimated value calculation unit that calculates the torque estimated value,
The estimated torque calculation unit
From the first power signal obtained by multiplying the result obtained by multiplying the direct current voltage and direct current of the power converter by a constant, the resistance value of the motor is multiplied by the addition value obtained by squaring the three-phase current detection value for each phase. Subtract the second power signal;
A motor control apparatus, wherein the torque estimated value is calculated by multiplying a result obtained by dividing the subtracted value by a speed estimated value by a constant. 請求項２若しくは請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記制御部は、前記トルク推定値を算出するトルク推定値演算部を備え、
該トルク推定値演算部は、
前記電力変換器の直流電圧と直流電流を乗算した結果に定数を乗じた第１の電力信号から、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値をそれぞれ２乗し、
それらを加算した値に、前記永久磁石同期電動機の抵抗値を乗じた第２の電力信号を減算し、
該減算値を速度推定値で除算した結果に、定数を乗じて前記トルク推定値を算出することを特徴とするモータ制御装置。 In the motor control device according to claim 2 or claim 3,
The control unit includes a torque estimated value calculation unit that calculates the torque estimated value,
The estimated torque calculation unit
From the first power signal obtained by multiplying the result obtained by multiplying the direct current voltage and direct current of the power converter by a constant, the d-axis and q-axis current detection values are squared, respectively.
Subtracting the second power signal obtained by multiplying the sum of the values by the resistance value of the permanent magnet synchronous motor,
A motor control apparatus, wherein the torque estimated value is calculated by multiplying a result obtained by dividing the subtracted value by a speed estimated value by a constant. 請求項１記載のモータ制御装置において、
前記上位制御装置から与えられる前記第１のトルク指令値とトルク出力値の偏差は、永久磁石同期電動機の電流値の２乗に比例し、電動機速度に反比例することを特徴とするモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1,
The motor control device characterized in that a deviation between the first torque command value and the torque output value given from the host control device is proportional to the square of the current value of the permanent magnet synchronous motor and inversely proportional to the motor speed. 永久磁石同期電動機と、
直流を３相交流に変換し、前記永久磁石同期電動機に供給して、前記永久磁石同期電動機の出力トルクを可変する電力変換器と、
前記永久磁石同期電動機に対するトルク指令値から求められた電流指令値が、前記永久磁石同期電動機に前記電力変換器を介して供給される電流に対する電流検出値に一致するように、前記永久磁石同期電動機に供給される電流を制御する制御部を有する作業機械であって、
前記制御部は、上位制御装置から与えられる第１のトルク指令値に前記電力変換器の電力情報から求めたトルク推定値が一致するように、第２のトルク指令値を演算し、
該第２のトルク指令値に従いトルク制御を行うことを特徴とする作業機械。 A permanent magnet synchronous motor,
A power converter that converts direct current into three-phase alternating current and supplies the permanent magnet synchronous motor to vary the output torque of the permanent magnet synchronous motor;
The permanent magnet synchronous motor is configured such that a current command value obtained from a torque command value for the permanent magnet synchronous motor matches a current detection value for a current supplied to the permanent magnet synchronous motor via the power converter. A work machine having a control unit for controlling the current supplied to
The control unit calculates a second torque command value so that a torque estimation value obtained from power information of the power converter matches a first torque command value given from a host controller,
A work machine that performs torque control according to the second torque command value. 請求項８記載の作業機械において、
前記作業機械は、ホイルローダであり、
該ホイルローダは、前記永久磁石同期電動機として、車輪を駆動する走行駆動用モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、
前記走行駆動用モータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備え、
前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項３記載の制御部を備えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 8,
The work machine is a wheel loader,
The wheel loader includes, as the permanent magnet synchronous motor, a driving motor for driving wheels and an assist motor for assisting the engine,
A motor control device for controlling the travel drive motor includes the control unit according to claim 2,
A motor control device that controls the assist motor includes the control unit according to claim 3. 請求項８記載の作業機械において、
前記作業機械は、ホイルローダであり、
該ホイルローダは、前記永久磁石同期電動機として、車輪を駆動する走行駆動用モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、
前記走行駆動用モータを制御するモータ制御装置及び前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 8,
The work machine is a wheel loader,
The wheel loader includes, as the permanent magnet synchronous motor, a driving motor for driving wheels and an assist motor for assisting the engine,
A motor control device for controlling the driving motor and a motor control device for controlling the assist motor include the control unit according to claim 2. 請求項８記載の作業機械において、
前記作業機械は、油圧ショベルであり、
該油圧ショベルは、前記永久磁石同期電動機として、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させる旋回モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、
前記旋回モータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備え、
前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項３記載の制御部を備えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 8,
The work machine is a hydraulic excavator,
The hydraulic excavator includes, as the permanent magnet synchronous motor, a turning motor that turns the upper turning body with respect to the lower traveling body, and an assist motor that assists the engine,
A motor control device for controlling the swing motor includes the control unit according to claim 2,
A motor control device that controls the assist motor includes the control unit according to claim 3. 請求項８記載の作業機械において、
前記作業機械は、油圧ショベルであり、
該油圧ショベルは、前記永久磁石同期電動機として、下部走行体に対して上部旋回体を旋回させる旋回モータと、エンジンをアシストするアシストモータとを備え、
前記旋回モータを制御するモータ制御装置及び前記アシストモータを制御するモータ制御装置は、請求項２記載の制御部を備えることを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 8,
The work machine is a hydraulic excavator,
The hydraulic excavator includes, as the permanent magnet synchronous motor, a turning motor that turns the upper turning body with respect to the lower traveling body, and an assist motor that assists the engine,
A motor control device that controls the swing motor and a motor control device that controls the assist motor include the control unit according to claim 2.

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