JP6227173B2 - 交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。また、図2は、本発明の実施の形態1における交流回転機として用いられる3相交流発電機の構成を説明するための図である。図1に示した交流回転機1aは、図2のように、中性点N1で接続された第1の3相巻線U1、V1、W1、および中性点N2で接続された第2の3相巻線U2、V2、W2が、電気的に接続されることなく回転機の固定子に納められている3相交流回転機である。
Vu1’=Vu1+Voffset1 (1)
Vv1’=Vv1+Voffset1 (2)
Vw1’=Vw1+Voffset1 (3)
Vu2’=Vu2+Voffset2 (4)
Vv2’=Vv2+Voffset2 (5)
Vw2’=Vw2+Voffset2 (6)
Voffset1=−0.5(Vmin1+Vmax1) (7)
Dsxp1=0.5+Vx1’/Vdc1
より求める。ただし、x=U、V、Wである。例えば、Dsup1が0.6のとき、第1の電圧印加器3aは、スイッチング周期TswにおいてSup1のオン割合0.6とする。
Dsup1+Dsun1=1 (8)
Dsvp1+Dsvn1=1 (9)
Dswp1+Dswn1=1 (10)
Voffset2=−0.5(Vmin2+Vmax2) (11)
Dsxp2=0.5+Vx2’/Vdc2
より求める。ただし、x=U、V、Wである。例えば、Dsup1が0.6のとき、第1の電圧印加器3aは、スイッチング周期TswにおいてSup1のオン割合0.6とする。
Dsup2+Dsun2=1 (12)
Dsvp2+Dsvn2=1 (13)
Dswp2+Dswn2=1 (14)
Emax1=Vu1’ (15)
Emid1=Vv1’ (16)
Emin1=Vw1’ (17)
Emax2=Vu2’ (18)
Emid2=Vv2’ (19)
Emin2=Vw2’ (20)
Vs3=0.4Vdc1
Vs4=−0.4Vdc1
に設定する。
本実施の形態2における交流回転機の制御装置は、第1の検出可否判定器12cにおける演算処理が、先の実施の形態1における第1の検出可否判定器12aと異なっている。そこで、本実施の形態2における第1の検出可否判定器12cの演算処理を中心に、以下に説明する。
本実施の形態3における交流回転機の制御装置は、第1の検出可否判定器12dにおける演算処理が、先の実施の形態1における第1の検出可否判定器12aと異なっている。そこで、本実施の形態3における第1の検出可否判定器12dの演算処理を中心に、以下に説明する。
図29は、本発明の実施の形態4における交流発電機の制御装置の全体構成を示す図である。本実施の形態4の構成は、先の実施の形態1の構成と比較すると、制御部5aの代わりに、制御部5bを用いている点が異なっている。そこで、制御部5bについて、制御部5aからの変更点を中心に、以下に説明する。
加算器801bは、回転二軸上の電流Iq1’と回転二軸上の電流Iq2’との加算値(Iq1’+Iq2’)を出力する。
減算器802bは、回転二軸上の電流Iq1’を回転二軸上の電流Iq2’で減算した値(Iq1’−Iq2’)を出力する。
乗算器803bは、加算器801bから出力された加算値(Iq1’+Iq2’)をK1倍し、和電流Iq_sumを出力する。ここで、K1は、0.5である。
乗算器804bは、減算器802bから出力された減算値(Iq1’−Iq2’)をK2倍し、差電流delta_Iqを出力する。ここで、K2は、0.5である。
減算器805bは、交流回転機1aのq軸電流指令Iq*と和電流Iq_sumとの偏差dIq_sumを演算する。
加算器807bは、和電圧Vq_sumと差電圧delta_Vqとを加算した値を第1の電圧指令Vq1として出力する。
減算器808aは、和電圧Vq_sumを差電圧delta_Vqで減算した値を第2の電圧指令Vq2として出力する。
Id_sum=K1×(Id1’+Id2’)
=K1×(Id1+Id2) (23)
Iq_sum=K1×(Iq1’+Iq2’)
=K1×(Iq1+Iq2) (24)
delta_Id=K2×(Id1’−Id2’)
=K2×(Id1−Id2) (25) delta_Iq=K2×(Iq1’−Iq2’)
=K2×(Iq1−Iq2) (26)
Id_sum=K1×(Id1’+Id2’)
=K1×(2×Id2) (27)
Iq_sum=K1×(Iq1’+Iq2’)
=K1×(2×Iq2) (28)
delta_Id=K2×(Id1’−Id2’)=0 (29)
delta_Iq=K2×(Iq1’−Iq2’)=0 (30)
Id_sum=K1×(Id1’+Id2’)
=K1×(2×Id1) (31)
Iq_sum=K1×(Iq1’+Iq2’)
=K1×(2×Iq1) (32)
delta_Id=K2×(Id1’−Id2’)=0 (33)
delta_Iq=K2×(Iq1’−Iq2’)=0 (34)
Claims (19)
- 位相差を有する第1の3相巻線と第2の3相巻線とを含む交流回転機と、
直流電圧を出力する直流電源と、
前記交流回転機の電流指令と電流検出値に基づいて、第1の電圧指令と第2の電圧指令を演算する制御部と、
前記第1の電圧指令に基づいて前記直流電源から供給される直流電圧をオンオフ制御することで、前記第1の3相巻線の各相に第1の所定値以上のオン間隔またはオフ間隔で電圧を印加する第1の電圧印加器と、
前記第2の電圧指令に基づいて前記直流電源から供給される直流電圧をオンオフ制御することで、前記第2の3相巻線の各相に前記第1の所定値以上のオン間隔またはオフ間隔で電圧を印加する第2の電圧印加器と、
前記直流電源と前記第1の電圧印加器との間を流れる第1の母線電流に基づいて、第1の3相電流を検出する第1の電流検出器と、
前記直流電源と前記第2の電圧印加器との間を流れる第2の母線電流に基づいて、第2の3相電流を検出する第2の電流検出器と、
前記第1の電圧指令と前記第2の電圧指令の少なくとも1つに基づいて、前記第1の3相電流の検出可否を判定する第1の検出可否判定器と、
前記第1の電圧指令と前記第2の電圧指令の少なくとも1つに基づいて、前記第2の3相電流の検出可否を判定する第2の検出可否判定器と
を有し、
前記制御部は、
前記第1の検出可否判定器が前記第1の3相電流を検出不可能と判断した場合には、前記第1の3相巻線に印加する電圧のうちの少なくとも2相に関するオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第1の所定値より小さい第2の所定値以内になるように、前記第1の電圧指令を生成し、
前記第2の検出可否判定器が前記第2の3相電流を検出不可能と判断した場合には、前記第2の3相巻線に印加する電圧のうちの少なくとも2相に関するオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように、前記第2の電圧指令を生成する
交流回転機の制御装置。 - 前記第1の検出可否判定器は、前記第1の電圧指令を構成する3相の電圧を、大きい順に第1最大相電圧、第1中間相電圧、第1最小相電圧とした場合に、前記第1中間相電圧に基づいて、前記第1の3相電流の検出可否を判定する
請求項1に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第1の検出可否判定器は、前記第1中間相電圧が第3の所定値を超えた場合に、前記第1の3相電流が検出不可である第1状態と判定し、
前記制御部は、前記第1の検出可否判定器により前記第1状態と判定された場合には、前記第1最大相電圧に対応する相と前記第1中間相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第1の電圧指令を生成する
請求項2に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第1の検出可否判定器は、前記第1中間相電圧が第4の所定値未満の場合に、前記第1の3相電流が検出不可である第2状態と判定し、
前記制御部は、前記第1の検出可否判定器により前記第2状態と判定された場合には、前記第1中間相電圧に対応する相と前記第1最小相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第1の電圧指令を生成する
請求項2または3に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第1の検出可否判定器は、前記第1最大相電圧と前記第1中間相電圧との差が第5の所定値未満となった場合に、前記第1の3相電流が検出不可である第3状態と判定し、
前記制御部は、前記第1の検出可否判定器により前記第3状態と判定された場合には、前記第1最大相電圧に対応する相と前記第1中間相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第1の電圧指令を生成する
請求項2に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第1の検出可否判定器は、前記第1中間相電圧と前記第1最小相電圧との差が第5の所定値未満となった場合に、前記第1の3相電流が検出不可である第4状態と判定し、
前記制御部は、前記第1の検出可否判定器により前記第4状態と判定された場合には、前記第1中間相電圧に対応する相と前記第1最小相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第1の電圧指令を生成する
請求項2または5に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第1の検出可否判定器は、前記第1の電圧指令の電圧位相角または前記第2の電圧指令の電圧位相角に応じて、前記第1の3相電流の検出可否を判定する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第2の検出可否判定器は、前記第2の電圧指令を構成する3相の電圧を、大きい順に第2最大相電圧、第2中間相電圧、第2最小相電圧とした場合に、前記第2中間相電圧に基づいて、前記第2の3相電流の検出可否を判定する
請求項1から7のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第2の検出可否判定器は、前記第2中間相電圧が第3の所定値を超えた場合に、前記第2の3相電流が検出不可である第5状態と判定し、
前記制御部は、前記第2の検出可否判定器により前記第5状態と判定された場合には、前記第2最大相電圧に対応する相と前記第2中間相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第2の電圧指令を生成する
請求項8に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第2の検出可否判定器は、前記第2中間相電圧が第4の所定値未満の場合に、前記第2の3相電流が検出不可である第6状態と判定し、
前記制御部は、前記第2の検出可否判定器により前記第6状態と判定された場合には、前記第2中間相電圧に対応する相と前記第2最小相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、第2の所定値以下以内になるように前記第2の電圧指令を生成する
請求項8または9に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第2の検出可否判定器は、前記第2最大相電圧と前記第2中間相電圧との差が第5の所定値未満となった場合に、前記第2の3相電流が検出不可である第7状態と判定し、
前記制御部は、前記第2の検出可否判定器により前記第7状態と判定された場合には、前記第2最大相電圧に対応する相と前記第2中間相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第2の電圧指令を生成する
請求項8に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第2の検出可否判定器は、前記第2中間相電圧と前記第2最小相電圧との差が第5の所定値未満となった場合に、前記第2の3相電流が検出不可である第8状態と判定し、
前記制御部は、前記第2の検出可否判定器により前記第8状態と判定された場合には、前記第2中間相電圧に対応する相と前記第2最小相電圧に対応する相のオンタイミングまたはオフタイミングが、前記第2の所定値以内になるように前記第2の電圧指令を生成する
請求項8または11に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記第2の検出可否判定器は、前記第1の電圧指令の電圧位相角または前記第2の電圧指令の電圧位相角に応じて、前記第2の3相電流の検出可否を判定する
請求項8から12のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記制御部は、
前記第1の検出可否判定器が前記第1の3相電流を検出可と判定し、前記第2の検出可否判定器が前記第2の3相電流を検出可と判定した場合には、前記第1の3相電流に基づいて前記第1の電圧指令を演算するとともに、前記第2の3相電流に基づいて前記第2の電圧指令を演算し、
前記第1の検出可否判定器が前記第1の3相電流を検出不可と判定し、前記第2の検出可否判定器が前記第2の3相電流を検出可と判定した場合には、前記第2の3相電流に基づいて前記第1の電圧指令および前記第2の電圧指令を演算し、
前記第1の検出可否判定器が前記第1の3相電流を検出可と判定し、前記第2の検出可否判定器が前記第2の3相電流を検出不可と判定した場合には、前記第1の3相電流に基づいて前記第1の電圧指令および前記第2の電圧指令を演算する
請求項1から13のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記制御部は、
前記第1の検出可否判定器が前記第1の3相電流を検出可能と判定し、かつ前記第2の検出可否判定器が前記第2の3相巻線の電流を検出可能と判定した第1の場合には、前記第1の3相電流と前記第2の3相電流との和である和電流と、前記電流指令と、和電流ゲインに基づいて、和電圧を演算し、かつ前記第1の3相電流と前記第2の3相電流との差である差電流と、差電流ゲインに基づいて、差電圧を演算し、
前記第1の検出可否判定器が前記第1の3相電流を検出不可能と判定した第2の場合には、前記第2の3相電流と前記電流指令と前記和電流ゲインに基づいて、前記和電圧を演算し、かつ前記差電流または前記差電圧を零に設定し、
前記第2の検出可否判定器が前記第2の3相電流を検出不可能と判定した第3の場合には、前記第1の3相電流と前記電流指令と前記和電流ゲインに基づいて、前記和電圧を演算し、かつ前記差電流または前記差電圧を零に設定し、
前記第1の場合、前記第2の場合、および前記第3の場合のそれぞれにおいて、前記和電圧と前記差電圧に基づいて前記第1の電圧指令と前記第2の電圧指令を演算する
請求項1から14のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1の電圧指令、前記第2の電圧指令、前記和電圧、前記交流回転機の回転速度の少なくとも1つに応じて、前記差電流ゲインを変更する
請求項15に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記制御部は、前記第1の電圧指令、前記第2の電圧指令、前記和電圧、前記交流回転機の回転速度の少なくとも1つに応じて、前記和電流ゲインを変更する
請求項15または16に記載の交流回転機の制御装置。 - 前記位相差は、30±60×n(n:整数)である
請求項1から17のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置。 - 請求項1から18のいずれか1項に記載の交流回転機の制御装置を備え、
前記制御部は、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを、前記交流回転機が発生するように、前記第1の電圧指令および第2の電圧指令を演算する
電動パワーステアリングの制御装置。
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