JP6040689B2 - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
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Description
電圧指令値に基づいて、直流を可変電圧可変周波数の三相交流を生成して交流電動機に供給する電力変換装置と、
前記直流の電圧値を検出する直流中間電圧検出手段と、
前記三相交流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出した前記三相交流の電流値から回転二軸(dq軸)における電流値を電流検出値として算出する三相二相座標変換手段と、
回転二軸における電流指令値を作成する電流指令値作成手段と、
当該電流指令値と前記電流検出値との差分に基づいて回転二軸における電圧指令値を生成する電流制御手段と、
当該回転二軸における電圧指令値から三相の前記電圧指令値を算出し、前記電力変換装置へ出力する第1の二相三相座標変換手段と、
を有する交流電動機の制御装置であって、
次回の制御周期の開始時点の電圧位相角と前記回転二軸における電圧指令値に基づいて三相各相の電圧パルスのオンオフ時間を算出する第2の二相三相座標変換手段と、
前記三相二相座標変換手段で算出した前記回転二軸における電流値と前記第2の二相三相座標変換手段で算出した各相の電圧パルスのオンオフ時間に基づいて、次回の制御周期の開始時点から終了時点までの前記交流電動機に流れる電流の予測平均値を算出する平均電流予測手段と、を備え
前記電流制御手段は、さらに前記予測平均値を用いて前記電圧指令値を生成することを特徴とする。
前記各相の電圧パルスのオンオフ時間に基づいて演算した1制御周期内で出力される、ゼロ電圧ベクトルでない2種類の電圧ベクトルのうち第一の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の前記第一の電圧ベクトルが出力されてから次回の制御周期の終了時点までの第一の積分値を算出する手段と、
前記第一の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期の終了時点から次々回の制御周期の終了時点までの第二の積分値を算出する手段と、
前記2種類の電圧ベクトルのうち第二の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の第二の電圧ベクトルが出力されてから次回の制御周期の終了時点までの第三の積分値を算出する手段と、
前記第二の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期の終了時点から次々回の制御周期の終了時点までの第四の積分値を算出する手段と、
前記第二の積分値と前記第四の積分値とを記憶する記憶手段と、
今回の制御周期におけるサンプリングで検出された電流値によって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期開始時点から終了時点までの第五の積分値を算出する手段と、
今回の制御周期での誘起電圧によって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期開始時点から終了時点までの第六の積分値を算出する手段と、
を備え、
前記記憶手段に記憶された前回の制御周期で求めた前記第二の積分値と前記第四の積分値と、今回の制御周期で求めた前記第一の積分値と前記第三の積分値と前記第五の積分値と前記第六の積分値とを加算して、次回の制御周期の開始時点から終了時点までの前記交流電動機に流れる電流の予測平均値を算出することを特徴とする。
電流積算手段(1)210は、キャリアの開始時点で流れている電流の影響で、次の制御周期で流れる電流の積算値から平均値(平均電流iMaveis,iTaveis)を演算している。
電流積算手段(2)220は、二次磁束による誘起電圧の影響で、次の制御周期で流れる電流の積算値から平均値(平均電流iMaveφ,iTaveφ)を演算している。
電流積算手段(3−1)230は、第一の電圧ベクトルの影響で、次の制御周期で流れる電流の積算値から平均値(平均電流iMvs1,iTvs1)を演算している。
電流積算手段(3−2)240は、第二の電圧ベクトルの影響で流れる電流の積算値から平均値(平均電流iMvs2,iTvs2)を演算している。
20 インバータ(電力変換装置)
30 直流中間電圧検出手段
40 電流検出手段
50 交流電動機
60 キャリア信号発生手段
70 電流指令値作成手段
80 磁束推定手段
90 周波数作成手段
100 電流制御手段
110 二相三相座標変換手段(座標変換手段)
112 二相三相座標変換手段(2)
120 速度推定器
130 積分器
140 三相二相座標変換手段
150 dq軸電圧軸座標変換手段
160 電圧軸dq軸座標変換手段
170 電流指令値補償手段
180 検出電流平均化手段
200 平均電流予測手段
210 電流積算手段(1)
220 電流積算手段(2)
230 電流積算手段(3−1)
238 電流積算手段
212,222,239,260 記憶手段
240 電流積算手段(3−2)
Claims (4)
- 電圧指令値に基づいて、直流を可変電圧可変周波数の三相交流を生成して交流電動機に供給する電力変換装置と、
前記直流の電圧値を検出する直流中間電圧検出手段と、
前記三相交流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出した前記三相交流の電流値から回転二軸(dq軸)における電流値を電流検出値として算出する三相二相座標変換手段と、
回転二軸における電流指令値を作成する電流指令値作成手段と、
当該電流指令値と前記電流検出値との差分に基づいて回転二軸における電圧指令値を生成する電流制御手段と、
当該回転二軸における電圧指令値から三相の前記電圧指令値を算出し、前記電力変換装置へ出力する第1の二相三相座標変換手段と、
を有する交流電動機の制御装置であって、
次回の制御周期の開始時点の電圧位相角と前記回転二軸における電圧指令値に基づいて三相各相の電圧パルスのオンオフ時間を算出する第2の二相三相座標変換手段と、
前記三相二相座標変換手段で算出した前記回転二軸における電流値と前記第2の二相三相座標変換手段で算出した各相の電圧パルスのオンオフ時間に基づいて、次回の制御周期の開始時点から終了時点までの前記交流電動機に流れる電流の予測平均値を算出する平均電流予測手段と、を有する交流電動機の制御装置であって、
前記平均電流予測手段は、
前記各相の電圧パルスのオンオフ時間に基づいて演算した1制御周期内で出力される、ゼロ電圧ベクトルでない2種類の電圧ベクトルのうち第一の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の前記第一の電圧ベクトルが出力されてから次回の制御周期の終了時点までの第一の積分値を算出する手段と、
前記第一の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期の終了時点から次々回の制御周期の終了時点までの第二の積分値を算出する手段と、
前記2種類の電圧ベクトルのうち第二の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の第二の電圧ベクトルが出力されてから次回の制御周期の終了時点までの第三の積分値を算出する手段と、
前記第二の電圧ベクトルによって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期の終了時点から次々回の制御周期の終了時点までの第四の積分値を算出する手段と、
前記第二の積分値と前記第四の積分値とを記憶する記憶手段と、
今回の制御周期におけるサンプリングで検出された電流値によって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期開始時点から終了時点までの第五の積分値を算出する手段と、
今回の制御周期での誘起電圧によって前記交流電動機に流れる電流の次回の制御周期開始時点から終了時点までの第六の積分値を算出する手段と、
を備え、
前記記憶手段に記憶された前回の制御周期で求めた前記第二の積分値と前記第四の積分値と、今回の制御周期で求めた前記第一の積分値と前記第三の積分値と前記第五の積分値と前記第六の積分値とを加算して、次回の制御周期の開始時点から終了時点までの前記交流電動機に流れる電流の予測平均値を算出し、
前記電流制御手段は、さらに前記予測平均値を用いて前記電圧指令値を生成することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の交流電動機の制御装置において、
前記第二の積分値を算出する手段及び前記第四の積分値を算出する手段は、それぞれ前記第一の電圧ベクトルの出力及び前記第二の電圧ベクトルの出力が終了してから、次の制御周期が開始し、かつ、終了するまでの1周期の間で前記電圧ベクトルの影響により前記交流電動機に流れる電流の任意時刻電流の瞬時値を連続的に積分した結果に基いて積分値を算出することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1又は2に記載の交流電動機の制御装置において、
前記平均電流予測手段は、さらに、
次回の制御周期の開始時点から終了時点までの前記交流電動機に流れる電流の予測平均値を記憶する手段を備え、
前記記憶手段により前回の制御周期で求めた電流の予測平均値により、電流補償信号を算出し、前記電流制御手段に入力することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置において、
前記電流制御手段は、次回の制御周期の開始時点から終了時点までの前記交流電動機に流れる電流の予測平均値を用いて、前記交流電動機のインダクタンスでの電圧降下分を演算し、当該電圧降下分を用いて前記電圧指令値を生成することを特徴とする交流電動機の制御装置。
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