JP6438226B2 - Motor control device and motor control method - Google Patents

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、モータ制御装置及びモータ制御方法に関するものである。   The present invention relates to a motor control device and a motor control method.

従来より、永久磁石同期モータのティースに巻き付けられたコイル供給する電流をベクトル制御に基づくd軸電流指令値及びq軸電流指令値を用いて制御するモータ制御装置が知られている。たとえば、特許文献1では、ティース表面のうち永久磁石の磁束が通過する部分の比率に基づいてd軸電流指令値を補正することで、ラジアル力の2次成分を抑制している。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a motor control device that controls a current supplied to a coil wound around a tooth of a permanent magnet synchronous motor using a d-axis current command value and a q-axis current command value based on vector control. For example, in Patent Document 1, the secondary component of the radial force is suppressed by correcting the d-axis current command value based on the ratio of the portion of the tooth surface through which the magnetic flux of the permanent magnet passes.

特開2014−64400号公報JP 2014-64400 A

しかしながら、上記の特許文献1の技術は、モータの振動の要因となる加振力のうち、電気角2次のラジアル力に対する抑制効果は期待できるが、電気角6次のラジアル力を抑制できない、という問題があった。   However, although the technique of the above-mentioned Patent Document 1 can be expected to suppress the electrical angular secondary radial force among the excitation forces that cause the vibration of the motor, it cannot suppress the electrical angular sixth-order radial force. There was a problem.

本発明が解決しようとする課題は、電気角6次のラジアル力を抑制できるモータ制御装置及びモータ制御方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a motor control device and a motor control method capable of suppressing the radial force of the sixth electrical angle.

本発明は、モータの回転速度及びモータのトルク指令値に基づいてdq軸電流指令値を演算し、モータに流れるdq軸電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づきdq軸電流指令値を補正することによって上記課題を解決する。   The present invention calculates a dq-axis current command value based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor, and dq-axis current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the dq-axis current flowing through the motor. The above problem is solved by correcting the above.

本発明によれば、電気角6次のラジアル力と6次高調波電流との間は一定の伝達特性をもっているため、6次高調波電流を用いて電流指令値を補正することで、電気角6次のラジアル力を抑制することができる。   According to the present invention, since there is a constant transmission characteristic between the sixth-order radial force and the sixth-order harmonic current, the electric angle is corrected by correcting the current command value using the sixth-order harmonic current. Sixth-order radial force can be suppressed.

図1は、本発明の実施形態に係る駆動システムのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a drive system according to an embodiment of the present invention. 図2は、近似モデルと電磁界解析結果を説明するためのグラフである。FIG. 2 is a graph for explaining the approximate model and the electromagnetic field analysis result. 図3は、近似モデルと電磁界解析結果を説明するためのグラフである。FIG. 3 is a graph for explaining the approximate model and the electromagnetic field analysis result. 図4は、近似モデルと電磁界解析結果を説明するためのグラフである。FIG. 4 is a graph for explaining the approximate model and the electromagnetic field analysis result. 図5は、本発明の実施形態に係る駆動システムの制御フローを示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of the drive system according to the embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る駆動システムのブロック図である。本実施形態に係るモータ制御装置は、電気自動車又はハイブリッド車両に設けられるモータを制御するための装置である。なお、モータ制御装置は、車両用の駆動モータに限らず、車両以外の他の装置(エアコンのコンプレッサ、掃除機など)に設けられたモータを制御する装置でもよい。   FIG. 1 is a block diagram of a drive system according to an embodiment of the present invention. The motor control device according to the present embodiment is a device for controlling a motor provided in an electric vehicle or a hybrid vehicle. The motor control device is not limited to a vehicle drive motor, and may be a device that controls a motor provided in a device other than the vehicle (such as an air conditioner compressor or a vacuum cleaner).

図1に示すように、駆動システムは、バッテリ1、インバータ2、モータ3、電流センサ4、加速度センサ5、電流指令値演算部6、モータ電流制御部7、補正指令値演算部8、スイッチ制御部9、及び加算器10を備えている。   As shown in FIG. 1, the drive system includes a battery 1, an inverter 2, a motor 3, a current sensor 4, an acceleration sensor 5, a current command value calculation unit 6, a motor current control unit 7, a correction command value calculation unit 8, and a switch control. A unit 9 and an adder 10 are provided.

バッテリ1は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池を接続することで構成されている。インバータ2は、バッテリ1から出力される直流電力を交流電力に変換する装置である。インバータ2は、IGBT等のスイッチング素子をブリッジ状で三相になるように接続した変換回路、及び、平滑回路等を有している。インバータ2はバッテリ1とモータ3との間に接続されている。   The battery 1 is configured by connecting a secondary battery such as a lithium ion battery, for example. The inverter 2 is a device that converts DC power output from the battery 1 into AC power. The inverter 2 has a conversion circuit in which switching elements such as IGBTs are connected in a bridge shape so as to be three-phase, a smoothing circuit, and the like. The inverter 2 is connected between the battery 1 and the motor 3.

モータ3は永久磁石同期モータである。本実施形態では、モータとして、埋込磁石同期モータ(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor:IPMSM)が用いられる。なお、モータ3は、埋込磁石同期モータに限らず、他のモータでもよい。   The motor 3 is a permanent magnet synchronous motor. In the present embodiment, an interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) is used as the motor. The motor 3 is not limited to an embedded magnet synchronous motor, and may be another motor.

モータ3は、ステータとロータ(回転子)を有している。ステータにはティースが設けられており、ティースの側面にはコイルが巻き付けられている。ティースは、U相、V相、W相を1組として、複数の組となりつつ、ステータの周方向に沿うように並べられている。ロータには複数の永久磁石が埋め込まれている。   The motor 3 has a stator and a rotor (rotor). The stator is provided with teeth, and a coil is wound around the side surface of the teeth. The teeth are arranged along the circumferential direction of the stator, with the U phase, the V phase, and the W phase as one set, forming a plurality of sets. A plurality of permanent magnets are embedded in the rotor.

モータ3は、インバータ2から出力される電力により駆動する。また、モータ3は発電機としても機能し、発電した電力はインバータ2を介してバッテリ1に供給される。   The motor 3 is driven by electric power output from the inverter 2. The motor 3 also functions as a generator, and the generated power is supplied to the battery 1 via the inverter 2.

インバータ2と駆動モータ3との間には、電流センサ4が接続されている。電流センサ4は、モータ3のコイルに流れる電流(モータ電流)を検出する。電流センサ4は、U相及びV相に接続されている。W相の電流は、U相及びV相の電流に基づき演算される。なお、電流センサ4はW相にも設けてよい。電流センサ4は、検出電流をモータ電流制御部7及び補正指令値演算部8に出力する。   A current sensor 4 is connected between the inverter 2 and the drive motor 3. The current sensor 4 detects a current (motor current) flowing through the coil of the motor 3. The current sensor 4 is connected to the U phase and the V phase. The W-phase current is calculated based on the U-phase and V-phase currents. The current sensor 4 may also be provided in the W phase. The current sensor 4 outputs the detected current to the motor current control unit 7 and the correction command value calculation unit 8.

加速度センサ5は、モータ3の振動を、加速度として検出するセンサである。加速度センサ5はモータ3に設けられている。加速度センサ5は、検出した加速度を、補正指令値演算部8及びスイッチ制御部9に出力する。   The acceleration sensor 5 is a sensor that detects vibration of the motor 3 as acceleration. The acceleration sensor 5 is provided in the motor 3. The acceleration sensor 5 outputs the detected acceleration to the correction command value calculation unit 8 and the switch control unit 9.

電流指令値演算部6は、モータ3の回転速度及びトルク指令値に基づき、モータ3のd軸電流指令値及びq軸電流指令値を演算する。モータ3の回転速度は、レゾルバ等の回転数センサにより検出される。なお、回転数センサは、図1では図示されていないが、モータ3に設けられている。トルク指令値は、アクセル開度等に基づき演算される。   The current command value calculation unit 6 calculates the d-axis current command value and the q-axis current command value of the motor 3 based on the rotation speed and torque command value of the motor 3. The rotational speed of the motor 3 is detected by a rotational speed sensor such as a resolver. The rotational speed sensor is provided in the motor 3 although not shown in FIG. The torque command value is calculated based on the accelerator opening and the like.

電流指令値演算部6には、モータ3の回転速度、トルク指令値、及びdq軸電流指令値との対応関係を示すマップが予め記憶されている。そして、電流指令値演算部6は当該マップを参照することで、dq軸電流指令値を演算する。q軸電流指令値は、永久磁石を有するロータの回転軸と同軸方向の電流成分(q軸)の指令値である。d軸電流指令値は、ロータの回転軸に対して直交する方向の電流成分(d軸)の指令値である。   The current command value calculation unit 6 stores in advance a map indicating the correspondence relationship between the rotation speed of the motor 3, the torque command value, and the dq axis current command value. The current command value calculation unit 6 calculates the dq-axis current command value by referring to the map. The q-axis current command value is a command value of a current component (q-axis) in the direction coaxial with the rotation axis of the rotor having a permanent magnet. The d-axis current command value is a command value of a current component (d-axis) in a direction orthogonal to the rotation axis of the rotor.

モータ電流制御部7は、電流指令値演算部6により演算されたdq軸電流指令値と、電流センサ4の検出電流に基づき、インバータ2を制御するための電圧指令値を演算する。モータ電流制御部7は、dq軸電流指令値と、dq軸電流との差分を演算しつつ、当該差分に基づき、dq軸検出電流がdq軸電流指令値と一致させるようにPI制御により電圧指令値を演算する。dq軸電流は、電流センサ4により検出されたU、V、W相の三相の検出電流がdq軸の二相に変換された電流値である。なお、3相2相変換の際には、モータ3の回転速度が用いられる。   The motor current control unit 7 calculates a voltage command value for controlling the inverter 2 based on the dq axis current command value calculated by the current command value calculation unit 6 and the detected current of the current sensor 4. The motor current control unit 7 calculates the difference between the dq-axis current command value and the dq-axis current, and based on the difference, calculates a voltage command by PI control so that the dq-axis detected current matches the dq-axis current command value. Calculate the value. The dq-axis current is a current value obtained by converting the three-phase detected currents of the U, V, and W phases detected by the current sensor 4 into two phases of the dq axis. Note that the rotation speed of the motor 3 is used in the three-phase / two-phase conversion.

また、モータ電流制御部7は、演算した電圧指令値とキャリアとを比較して、いわゆるPWM制御によって、インバータ2のスイッチング信号(PWM信号)を生成し、インバータ2に出力する。   Further, the motor current control unit 7 compares the calculated voltage command value with the carrier, generates a switching signal (PWM signal) of the inverter 2 by so-called PWM control, and outputs it to the inverter 2.

これにより、電流指令値演算部6はベクトル制御によりdq軸電流指令値を演算する。また、モータ電流制御部7は、電流センサ4の検出電流をフィードバックさせたフィードバック制御により、dq軸電流指令値に対してdq軸電流を、定常的な偏差なく所定の応答性で追随させるように、モータ3を制御している。なお、モータ3の制御は、上記の構成に限らず、例えば非干渉制御等を含めてもよい。   Thereby, the current command value calculation unit 6 calculates the dq-axis current command value by vector control. Further, the motor current control unit 7 causes the dq-axis current to follow the dq-axis current command value with a predetermined response without a steady deviation by feedback control in which the detection current of the current sensor 4 is fed back. The motor 3 is controlled. The control of the motor 3 is not limited to the above configuration, and may include non-interference control, for example.

補正指令値演算部8は、電流センサ4により検出されたdq軸電流に基づき、6次ラジアル力を抑制するための補正指令値を演算する。補正指令値演算部8は、補正指令値をスイッチ制御部9に出力する。なお、補正指令値演算部8による補正指令値の具体的な演算方法は後述する。   The correction command value calculation unit 8 calculates a correction command value for suppressing the sixth-order radial force based on the dq axis current detected by the current sensor 4. The correction command value calculation unit 8 outputs the correction command value to the switch control unit 9. A specific calculation method of the correction command value by the correction command value calculation unit 8 will be described later.

スイッチ制御部9は、加速度センサ5の検出値と振動閾値とを比較する。検出閾値は、モータの振動の大きさを加速度で表した閾値であって、予め設定されている。検出値が検出閾値より大きい場合には、スイッチ制御部9はスイッチをオンにして、補正指令値を加算器10に出力する。一方、検出値が検出閾値以下である場合には、スイッチ制御部9はスイッチをオフにする。加算器10は、電流指令値演算部6に演算されたdq軸電流指令値と、補正指令値演算部8により演算された補正指令値を加算する。これにより、モータ3の振動が大きい場合には、補正指令値がdq軸電流指令値に加わり、dq軸電流指令値が補正される。そして、補正されたdq軸電流指令値が加算器10からモータ電流制御部7に出力される。   The switch control unit 9 compares the detection value of the acceleration sensor 5 with the vibration threshold value. The detection threshold value is a threshold value representing the magnitude of motor vibration in terms of acceleration, and is set in advance. When the detected value is larger than the detection threshold, the switch control unit 9 turns on the switch and outputs a correction command value to the adder 10. On the other hand, when the detected value is less than or equal to the detection threshold, the switch control unit 9 turns off the switch. The adder 10 adds the dq-axis current command value calculated by the current command value calculation unit 6 and the correction command value calculated by the correction command value calculation unit 8. Thereby, when the vibration of the motor 3 is large, the correction command value is added to the dq-axis current command value, and the dq-axis current command value is corrected. The corrected dq axis current command value is output from the adder 10 to the motor current control unit 7.

ところで、例えば、本実施形態に係る駆動システムを車両に適用した場合に、モータ3が振動したときには、モータ3の振動が音の発生源となり、車室内の静寂性に影響を与える可能性がある。また車両に限らず、他の装置に駆動システムを適用した場合にも、モータ3の低振動及び静音化が求められている。   By the way, for example, when the drive system according to the present embodiment is applied to a vehicle, when the motor 3 vibrates, the vibration of the motor 3 becomes a sound generation source, which may affect the quietness in the vehicle interior. . Further, when the drive system is applied not only to the vehicle but also to other devices, low vibration and low noise of the motor 3 are required.

モータ3の振動は、モータ3がもつ電磁加振力(Electromagnetic Force)により発生する。電磁加振力は、モータ3の永久磁石とステータとの間で発生する力である。モータ3のコイルに交流電流を流すと、永久磁石をステータに引きつける力と、ステータから永久磁石を引き離す力が発生する。これらの力が電磁加振力である。そして、電磁加振力のうち、モータ3の半径方向に働く力をラジアル力と称す。   The vibration of the motor 3 is generated by an electromagnetic exciting force of the motor 3. The electromagnetic excitation force is a force generated between the permanent magnet of the motor 3 and the stator. When an alternating current is passed through the coil of the motor 3, a force for attracting the permanent magnet to the stator and a force for separating the permanent magnet from the stator are generated. These forces are electromagnetic excitation forces. Of the electromagnetic excitation force, a force acting in the radial direction of the motor 3 is referred to as a radial force.

モータ3では、時間次数として電気角2次と電気角6次のラジアル力がモータ3の振動に寄与し、2次ラジアル力及び6次ラジアル力がモータ3への加振力となることが知られている。そこで、本実施形態では、モータ3の鎖交磁束に着目して、電気角6次成分のラジアル力近似モデルを導出しつつ、当該ラジアル力近似モデルに基づくdq軸高調波電流を用いて、6次ラジアル力を抑制する。   In the motor 3, it is known that the radial force of the electrical angle secondary and the electrical angle 6th as the time order contributes to the vibration of the motor 3, and the secondary radial force and the sixth radial force become the excitation force to the motor 3. It has been. Therefore, in the present embodiment, paying attention to the interlinkage magnetic flux of the motor 3, while deriving a radial force approximation model of the electrical angle sixth-order component, using the dq-axis harmonic current based on the radial force approximation model, Suppresses the next radial force.

電気角6次成分のラジアル力のモデル化にあたって、dq軸電流、鎖交磁束、及び電磁加振力の関係を説明する。なお、モデル化の前提として、1ティース全体に働くラジアル力の時間高調波成分がステータの振動になることを前提としている。   In modeling the radial force of the electrical angle sixth-order component, the relationship between the dq-axis current, the linkage flux, and the electromagnetic excitation force will be described. As a premise for modeling, it is premised that the time harmonic component of the radial force acting on the whole tooth becomes the vibration of the stator.

U相1ティースを貫く全磁束φ(t)はU相鎖交磁束ψ(t)を用いて式(1)で表される。 The total magnetic flux φ u (t) penetrating the U phase 1 tooth is expressed by the equation (1) using the U phase interlinkage magnetic flux φ u (t).

Figure 0006438226
ただし、tは時間であり、Nは1相当たりのコイルの巻き数である。なお全てのコイルは直列に接続されているとする。
Figure 0006438226
However, t is time and N is the number of coil turns per phase. It is assumed that all the coils are connected in series.

時間(t)における磁束密度の周方向成分(以下、周方向磁束分布と称す)をBθ(t)とし、磁束密度の半径方向成分(以下、半径方向磁束分布と称す)をB(t)とする。そして、周方向磁束分布Bθ(t)が微小であると仮定すると、ティースに鎖交する全ての磁束が、半径方向磁束分布B(t)となり、U相鎖交磁束ψ(t)は式(2)で表される。 A circumferential component of magnetic flux density at time (t) (hereinafter referred to as circumferential magnetic flux distribution) is B θ (t), and a radial component of magnetic flux density (hereinafter referred to as radial magnetic flux distribution) is B r (t ). Assuming that the circumferential magnetic flux distribution B θ (t) is very small, all the magnetic fluxes interlinking with the teeth become the radial magnetic flux distribution B r (t), and the U-phase interlinkage magnetic flux ψ u (t). Is represented by equation (2).

Figure 0006438226
ただし、Sは空隙に対向するティース面積である。空隙はティースとロータとの間の隙間である。
Figure 0006438226
However, S is the tooth area facing the gap. The air gap is a gap between the teeth and the rotor.

U相1ティースに働くラジアル力f(t)はマクスウェル応力の式を用いて式(3)で表される。 The radial force f u (t) acting on the U phase 1 tooth is expressed by the equation (3) using the Maxwell stress equation.

Figure 0006438226
ただし、μは真空透磁率である。
Figure 0006438226
However, μ 0 is the vacuum permeability.

そして、ティース面積S上で磁束分布は一様であると仮定すると、式(2)及び式(3)は、それぞれ式(4)及び(5)となる。   Assuming that the magnetic flux distribution is uniform on the tooth area S, the equations (2) and (3) become equations (4) and (5), respectively.

Figure 0006438226
Figure 0006438226

Figure 0006438226
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また、モータ3の速度条件として定速とする。そして、ラジアル力を電気角θの関数として表しつつ、式(1)及び式(4)を式(5)に代入することで、式(6)及び式(7)が得られる。   The speed condition of the motor 3 is constant speed. Then, Expression (6) and Expression (7) are obtained by substituting Expression (1) and Expression (4) into Expression (5) while expressing the radial force as a function of the electrical angle θ.

Figure 0006438226
Figure 0006438226

Figure 0006438226
Figure 0006438226

式(6)がラジアル力の近似モデルとなる。   Equation (6) is an approximate model of radial force.

次に、鎖交磁束に関する仮定を説明する。永久磁石によるU相鎖交磁束ψum(θ)と電流によるU相鎖交磁束ψui(θ)は線形独立として扱う。U相鎖交磁束ψ(θ)は、式(8)で表される。 Next, assumptions regarding the flux linkage will be described. The U-phase linkage magnetic flux ψ um (θ) due to the permanent magnet and the U-phase linkage magnetic flux ψ ui (θ) due to the current are treated as linearly independent. The U-phase interlinkage magnetic flux ψ u (θ) is expressed by Expression (8).

Figure 0006438226
Figure 0006438226

6ラジアル力を考えるために、U相鎖交磁束ψum(θ)は式(9)のように7次成分まで考慮する。 In order to consider the 6 radial force, the U-phase interlinkage magnetic flux ψ um (θ) is considered up to the 7th order component as shown in Equation (9).

Figure 0006438226
Figure 0006438226

5次鎖交磁束ψ5m及び7次鎖交磁束ψ7mは基本波磁束に対し、位相が反転している際には負の値を取りうる。3相の対称性より、UVWの各相ティースに働くラジアル力は同振幅かつ同位相であるためU相のみを扱う。 The fifth linkage flux ψ 5m and the seventh linkage flux ψ 7m can take a negative value when the phase is reversed with respect to the fundamental wave flux. Because of the symmetry of the three phases, the radial force acting on each phase tooth of UVW has the same amplitude and the same phase, so only the U phase is handled.

次に、電流指令値の定義を説明する。dq軸電流を下記式(10)〜(13)のように定義する。   Next, the definition of the current command value will be described. The dq axis current is defined as in the following formulas (10) to (13).

Figure 0006438226
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Figure 0006438226
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以下、上記のように定義されたdq軸電流をラジアル力近似式に代入することで、dq軸高調波電流から6次ラジアル力を導出するまでの導出過程を説明する。   Hereinafter, the derivation process until the sixth-order radial force is derived from the dq-axis harmonic current by substituting the dq-axis current defined as described above into the radial force approximation formula will be described.

d軸高調波電流と6次ラジアルとの伝達特性は、以下の式(14)〜(17)で表される。d軸高調波電流id6によって生じるU相鎖交磁束ψuihは式(14)で表される。 The transfer characteristics between the d-axis harmonic current and the sixth-order radial are expressed by the following equations (14) to (17). The U-phase interlinkage magnetic flux ψ uih generated by the d-axis harmonic current i d6 is expressed by Expression (14).

Figure 0006438226
Figure 0006438226

式(9)及び式(14)を式(8)に代入することで、U相の全鎖交磁束ψは式(15)で表される。 By substituting Equation (9) and Equation (14) into Equation (8), the total interlinkage magnetic flux ψ u of the U phase is expressed by Equation (15).

Figure 0006438226
Figure 0006438226

本実施形態ではdq/UVW変換に絶対変換を用いている。式(15)を式(6)に代入し、d軸高調波電流により生じる6次ラジアル力の項のみ整理すると式(16)となる。   In this embodiment, absolute conversion is used for dq / UVW conversion. Substituting equation (15) into equation (6) and rearranging only the sixth-order radial force term generated by the d-axis harmonic current yields equation (16).

Figure 0006438226
Figure 0006438226

なお、Kdr(Id0、Iq0)は下記式(17)で表される。 K dr (I d0 , I q0 ) is represented by the following formula (17).

Figure 0006438226
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d軸6次高調波電流id6は、位相遅れが生じることなくKdr(Id0、Iq0)倍されて6次ラジアル力になることを、式(16)及び式(17)により示される。Kdr(Id0、Iq0)は、id6=cos6θとして解析したラジアル周波数解析結果より求まる。周波数解析の際に使用されるモデルとして、モータ3は12極18スロットの集中巻IPMSMとする。またロータの永久磁石はV字状に配置する。IPMSMのパラメータとして、コイル巻数Nは120であり、極対数(P)は6、ティースの対向面の面積は413(mm)、基本波鎖交磁束ψ1mは36.2(mWb)、d軸インダクタンス(L)は0.866(mH)、q軸インダクタンス(L)は1.31(mH)、空隙は1(mm)、ステータの外径は150(mm)、ロータの外径は100(mm)、積み厚は30(mm)である。 The d-axis sixth-order harmonic current i d6 is multiplied by K dr (I d0 , I q0 ) without causing a phase delay to be a sixth-order radial force, as shown by equations (16) and (17). . K dr (I d0 , I q0 ) is obtained from the radial frequency analysis result analyzed as i d6 = cos 6θ. As a model used for frequency analysis, the motor 3 is a concentrated winding IPMSM having 12 poles and 18 slots. The permanent magnet of the rotor is arranged in a V shape. As parameters of the IPMSM, the number of coil turns N is 120, the number of pole pairs (P) is 6, the area of the facing surface of the teeth is 413 (mm 2 ), the fundamental interlinkage magnetic flux ψ 1m is 36.2 (mWb), d The axial inductance (L d ) is 0.866 (mH), the q-axis inductance (L q ) is 1.31 (mH), the air gap is 1 (mm), the outer diameter of the stator is 150 (mm), and the outer diameter of the rotor Is 100 (mm) and the stacking thickness is 30 (mm).

上記のモデルを用いて、Kdr(Id0、Iq0)の近似精度を評価した電磁界解析結果を図2及び図3に示す。 FIG. 2 and FIG. 3 show electromagnetic field analysis results obtained by evaluating the approximate accuracy of K dr (I d0 , I q0 ) using the above model.

図2は、Iq0=0とした場合に、Id0とKdrとの関係を示したグラフである。図3は、Id0=0とした場合に、Iq0とKdrとの関係を示したグラフである。なお、図2、3において、実線のグラフは式(17)で示される近似モデルの値(近似モデル)であり、バツ印で示される値が電磁界解析(周波数解析)の結果を示している。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between I d0 and K dr when I q0 = 0. FIG. 3 is a graph showing the relationship between I q0 and K dr when I d0 = 0. 2 and 3, the solid line graph is the value of the approximate model (approximate model) represented by the equation (17), and the value indicated by the cross is the result of the electromagnetic field analysis (frequency analysis). .

図2及び図3に示すように、上記の式で示される6次ラジアル力の近似モデルと、電磁界解析結果は精度よく一致している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the approximate model of the sixth-order radial force expressed by the above formula and the electromagnetic field analysis result are in good agreement.

次に、q軸高調波電流と6次ラジアルとの伝達特性は、以下の式(18)〜(20)で表される。q軸高調波電流iq6によって生じるU鎖交磁束ψuihは式(18)で表される。 Next, transfer characteristics between the q-axis harmonic current and the sixth-order radial are expressed by the following equations (18) to (20). The U-linkage magnetic flux ψ uih generated by the q-axis harmonic current i q6 is expressed by Expression (18).

Figure 0006438226
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式(15)と同様にU相の全鎖交磁束ψを導出しつつ、U相の全鎖交磁束ψを式(6)に代入する。そして、q軸高調波電流により生じる6次ラジアル力の項のみ整理すると式(19)となる。 While deriving total linkage flux [psi u likewise U-phase and the formula (15), substituting the total linkage flux [psi u of U-phase in equation (6). Then, when only the term of the sixth-order radial force generated by the q-axis harmonic current is arranged, Expression (19) is obtained.

Figure 0006438226
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なお、Kqr(Id0、Iq0)は下記式(20)で表される。 K qr (I d0 , I q0 ) is represented by the following formula (20).

Figure 0006438226
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上記のモデルを用いて、Kqr(Id0、Iq0)の近似精度を評価した電磁界解析結果を図4に示す。図4は、Id0=0とした場合に、Iq0とKqrとの関係を示したグラフである。なお、図4において、実線のグラフは式(20)で示される近似モデルの値(近似モデル)であり、バツ印で示される値が電磁界解析(周波数解析)の結果を示している。 FIG. 4 shows an electromagnetic field analysis result obtained by evaluating the approximate accuracy of K qr (I d0 , I q0 ) using the above model. FIG. 4 is a graph showing the relationship between I q0 and K qr when I d0 = 0. In FIG. 4, the solid line graph is the value of the approximate model (approximate model) represented by Expression (20), and the value indicated by the cross indicates the result of electromagnetic field analysis (frequency analysis).

式(20)より、q軸高調波電流iq6により生じる6次ラジアル力はq軸基本波電流に比例している。近似モデルは、図4に示すように解析結果とも一致している。 From equation (20), the sixth-order radial force generated by the q-axis harmonic current i q6 is proportional to the q-axis fundamental wave current. The approximate model matches the analysis result as shown in FIG.

次に6次ラジアル力を抑制するための制御方法について説明する。抑制したい6次ラジアル力をfbase(Id0、Iq0)とおくと、全6次ラジアル力fr6(i、i)は式(21)及び式(22)により表される。 Next, a control method for suppressing the sixth radial force will be described. When the sixth-order radial force to be suppressed is denoted by f base (I d0, I q0 ), all six primary radial force f r6 (i d, i q ) is represented by the formula (21) and (22).

Figure 0006438226
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式(21)より、6次ラジアル力は、d軸又はq軸の少なくともいずれか一方の高調波電流を用いて抑制できる。電磁界解析により、Fbase、θbaseが既知であるとすると、抑制するためのdq軸高調波電流指令値は、式(23)、式(24)で表される。 From Equation (21), the sixth-order radial force can be suppressed using the harmonic current of at least one of the d-axis and the q-axis. Assuming that F base and θ base are known by electromagnetic field analysis, the dq-axis harmonic current command value for suppression is expressed by equations (23) and (24).

Figure 0006438226
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式(23)は、d軸高調波電流を用いて6次ラジアル力を抑制する場合のd軸6次高調波電流を示している。言い替えると、q軸高調波電流iq6をゼロにしつつ、式(21)のゼロとするためのd軸6次高調波電流である。また、式(24)は、q軸高調波電流を用いて6次ラジアル力を抑制する場合のq軸6次高調波電流を示している。言い替えると、d軸高調波電流id6をゼロにしつつ、式(21)のゼロとするためのq軸6次高調波電流である。 Equation (23) shows the d-axis sixth harmonic current when the sixth radial force is suppressed using the d-axis harmonic current. In other words, it is the d-axis sixth-order harmonic current for setting the q-axis harmonic current i q6 to zero while setting it to zero in Equation (21). Moreover, Formula (24) has shown the q-axis 6th harmonic current in the case of suppressing 6th-order radial force using a q-axis harmonic current. In other words, it is the q-axis sixth-order harmonic current for setting the d-axis harmonic current i d6 to zero while setting the zero in equation (21) to zero.

式(23)又は式(24)で示されるdq軸6次高調波電流がdq軸電流指令値に加わると、dq軸電流指令値は、6次ラジアル力を抑制するような指令値に、補正される。そして、モータ3が、補正されたdq軸電流指令値に基づいて駆動することで、6次ラジアル力による振動が抑制される。   When the dq-axis sixth-order harmonic current expressed by Equation (23) or Equation (24) is added to the dq-axis current command value, the dq-axis current command value is corrected to a command value that suppresses the sixth-order radial force. Is done. The motor 3 is driven based on the corrected dq axis current command value, so that vibration due to the sixth-order radial force is suppressed.

本実施形態では、d軸6次高調波電流を用いて6次ラジアル力を抑制する場合には、補正指令値演算部8は、式(23)で表されるd軸6次高調波電流指令値を、補正指令値(d軸)として演算する。また、q軸6次高調波電流を用いて6次ラジアル力を抑制する場合には、補正指令値演算部8は、式(24)で表されるd軸6次高調波電流指令値を、補正指令値(q軸)として演算する。   In the present embodiment, when the sixth-order radial force is suppressed using the d-axis sixth-order harmonic current, the correction command value calculation unit 8 uses the d-axis sixth-order harmonic current command represented by Expression (23). The value is calculated as a correction command value (d-axis). Further, when the sixth-order radial force is suppressed using the q-axis sixth-order harmonic current, the correction command value calculation unit 8 sets the d-axis sixth-order harmonic current command value represented by the equation (24) as Calculation is performed as a correction command value (q-axis).

なお本実施形態において、補正指令値は、d軸6次高調波電流又はq軸6次高調波電流のいずれか一方の指令値に限らず、d軸6次高調波電流及びq軸6次高調波電流の両方の指令値であってもよい。補正指令値として、d軸電流及びq軸電流を用いる場合には、式(21)の上辺で表される値が、ゼロになるように、d軸6次高調波電流及びq軸6次高調波電流が演算される。   In the present embodiment, the correction command value is not limited to any one of the d-axis sixth harmonic current or the q-axis sixth harmonic current, but the d-axis sixth harmonic current and the q-axis sixth harmonic current. Both command values of wave current may be used. When the d-axis current and the q-axis current are used as the correction command values, the d-axis sixth harmonic current and the q-axis sixth harmonic are set so that the value represented by the upper side of the equation (21) becomes zero. Wave current is calculated.

式(17)で示されるように、d軸6次高調波電流により発生する6次ラジアル力は、永久磁石の基本波磁束(基本波成分の磁束)及びd軸基本波電流に依存した係数(Kdr)で表される。そして、d軸基本波電流が、電流センサ4で検出されたd軸電流から演算されれば、式(23)より、6次ラジアル力を抑制するためのd軸6次高調波電流指令値が演算できる。 As shown in the equation (17), the sixth-order radial force generated by the d-axis sixth harmonic current is a coefficient (depending on the fundamental magnetic flux of the permanent magnet (the magnetic flux of the fundamental component)) and the d-axis fundamental current ( K dr ). Then, if the d-axis fundamental wave current is calculated from the d-axis current detected by the current sensor 4, the d-axis sixth-order harmonic current command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated from the equation (23). Can be calculated.

補正指令値演算部8は、係数(Kdr)を含んだ式(23)の関係を、マップにより予め記録している。補正指令値演算部8は、電流センサ4の検出電流に基づきd軸基本波電流を演算し、マップを参照して、d軸基本波電流及び電気角(θ)に対応するd軸6次高調波電流指令値を補正指令値として演算する。なお、電気角(θ)は、回転数センサの検出値から演算すればよい。 The correction command value calculation unit 8 records the relationship of the equation (23) including the coefficient (K dr ) in advance using a map. The correction command value calculation unit 8 calculates the d-axis fundamental wave current based on the detection current of the current sensor 4, and refers to the map to determine the d-axis sixth harmonic corresponding to the d-axis fundamental wave current and the electrical angle (θ). The wave current command value is calculated as a correction command value. In addition, what is necessary is just to calculate an electrical angle ((theta)) from the detected value of a rotation speed sensor.

また、式(20)で示されるように、q軸高調波電流により発生する6次ラジアル力は、q軸基本波電流に依存した係数(Kqr)で表され、永久磁石の基本波磁束及びd軸基本波電流とは独立している。そのため、d軸6次高調波電流と同様に、6次ラジアル力を抑制するためのq軸6次高調波電流指令値は、マップにより演算できる。 Further, as shown in the equation (20), the sixth-order radial force generated by the q-axis harmonic current is expressed by a coefficient (K qr ) depending on the q-axis fundamental current, and the fundamental wave magnetic flux of the permanent magnet and It is independent of the d-axis fundamental wave current. Therefore, similarly to the d-axis sixth harmonic current, the q-axis sixth harmonic current command value for suppressing the sixth radial force can be calculated from the map.

補正指令値演算部8は、係数(Kqr)を含んだ式(24)で示される関係を、マップにより予め記録している。補正指令値演算部8は、電流センサ4の検出電流に基づきq軸基本波電流を演算し、マップを参照して、q軸基本波電流及び電気角(θ)に対応するq軸6次高調波電流指令値を補正指令値として演算する。 The correction command value calculation unit 8 records the relationship indicated by the equation (24) including the coefficient (K qr ) in advance using a map. The correction command value calculation unit 8 calculates the q-axis fundamental wave current based on the detection current of the current sensor 4, and refers to the map to determine the q-axis sixth harmonic corresponding to the q-axis fundamental wave current and the electrical angle (θ). The wave current command value is calculated as a correction command value.

加速度センサ5の検出値が振動閾値より大きい場合には、スイッチ制御部9によりスイッチがオンになり、補正指令値が補正指令値演算部8から加算器10に出力される。このとき、補正指令値は、d軸6次高調波電流又はq軸6次高調波電流のいずれか一方の指令値である。   When the detected value of the acceleration sensor 5 is larger than the vibration threshold value, the switch control unit 9 turns on the switch, and the correction command value calculation unit 8 outputs the correction command value to the adder 10. At this time, the correction command value is a command value of either the d-axis sixth harmonic current or the q-axis sixth harmonic current.

加算器10は、電流指令値演算部6により演算されたdq軸電流指令値と補正指令値を加算し、加算されたdq軸電流指令値をモータ電流制御部7に出力する。加算されたdq軸電流指令値が、補正後のdq軸電流指令値となる。これにより、dq軸電流指令値は、dq軸電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき補正される。   Adder 10 adds the dq-axis current command value calculated by current command value calculation unit 6 and the correction command value, and outputs the added dq-axis current command value to motor current control unit 7. The added dq-axis current command value becomes the corrected dq-axis current command value. As a result, the dq-axis current command value is corrected based on the sixth-order harmonic current of the sixth-order component of the dq-axis current.

次に、本実施形態における駆動システムの制御フローを、図5を用いて説明する。図5は、駆動システムの制御フローを示すフローチャートである。なお、図5に示す制御フローは、所定の周期で繰り返し実行される。   Next, the control flow of the drive system in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of the drive system. Note that the control flow shown in FIG. 5 is repeatedly executed at a predetermined cycle.

ステップS1にて、電流指令値演算部6は、トルク指令値及びモータ回転速度を取得する。ステップS2にて、電流センサ4はモータ電流を検出し、モータ電流制御部7及び補正指令値演算部8に出力する。   In step S1, the current command value calculation unit 6 acquires a torque command value and a motor rotation speed. In step S <b> 2, the current sensor 4 detects the motor current and outputs it to the motor current control unit 7 and the correction command value calculation unit 8.

ステップS3にて、加速度センサ5は、加速度を検出し、検出した加速度をスイッチ制御部9に出力する。ステップS4にて、電流指令値演算部6は、トルク指令値及びモータ回転速度に基づきdq軸電流指令値を演算し、dq軸電流指令値を加算器10に出力する。   In step S <b> 3, the acceleration sensor 5 detects acceleration and outputs the detected acceleration to the switch control unit 9. In step S4, the current command value calculation unit 6 calculates a dq axis current command value based on the torque command value and the motor rotation speed, and outputs the dq axis current command value to the adder 10.

ステップS5にて、補正指令値演算部8は、dq軸電流に基づき補正指令値を演算し、補正指令値をスイッチ制御部9に出力する。dq軸電流は、電流センサ4により検出されたUVW相のモータ電流に対して、3相2相変換された電流である。補正指令値は、6次ラジアル力を抑制するための指令値であって、式(23)で表されるd軸6次高調波電流、又は、式(24)で表されるq軸6次高調波電流である。   In step S5, the correction command value calculation unit 8 calculates a correction command value based on the dq-axis current, and outputs the correction command value to the switch control unit 9. The dq-axis current is a three-phase / two-phase converted current with respect to the UVW phase motor current detected by the current sensor 4. The correction command value is a command value for suppressing the sixth-order radial force, and is a d-axis sixth-order harmonic current expressed by Equation (23) or a q-axis sixth-order expressed by Equation (24). Harmonic current.

ステップS6にて、スイッチ制御部9は、加速度センサ5により検出された加速度と振動閾値とを比較する。加速度が振動閾値より大きい場合には、ステップS7にて、スイッチング制御部9はスイッチをオンにし、補正指令値が加算器10に出力される。ステップS8にて、加算器10は、補正指令値をdq軸電流指令値に加算する。これにより、dq軸電流指令値が補正される。補正されたdq軸電流指令値はモータ電流制御部7に出力される。そして、ステップS10に進む。   In step S6, the switch control unit 9 compares the acceleration detected by the acceleration sensor 5 with the vibration threshold value. If the acceleration is larger than the vibration threshold value, the switching control unit 9 turns on the switch and outputs the correction command value to the adder 10 in step S7. In step S8, the adder 10 adds the correction command value to the dq-axis current command value. Thereby, the dq axis current command value is corrected. The corrected dq axis current command value is output to the motor current control unit 7. Then, the process proceeds to step S10.

ステップS7にて、加速度が振動閾値以下である場合には、ステップS9に進む。そして、ステップS9にて、スイッチング制御部9はスイッチをオフにする。補正指令値は加算器10に出力されないため、加算器10は、電流指令値演算部6により演算されたdq軸電流指令値を、そのままモータ制御部7に出力する。そして、ステップS10に進む。   If the acceleration is equal to or less than the vibration threshold value in step S7, the process proceeds to step S9. In step S9, the switching control unit 9 turns off the switch. Since the correction command value is not output to the adder 10, the adder 10 outputs the dq axis current command value calculated by the current command value calculation unit 6 to the motor control unit 7 as it is. Then, the process proceeds to step S10.

ステップS10にて、モータ電流制御部7は、加算器10から出力されたdq軸電流指令値及びdq軸電流に基づくPWM制御により、PWM信号を生成し、インバータ2に出力する。そして、インバータ2は、PWM信号に基づきモータ3に対して電流を供給し、モータ3はインバータ2から供給される電流により駆動する。これにより、モータの振動が大きく、6次ラジアル力を抑制する条件を満たす場合(ステップS6の「Y」に相当)には、dq軸電流指令値が6次高調波電流に基づき補正される。そして、補正された指令値に基づいてモータ3が駆動するため、6次ラジアル力が抑制される。   In step S <b> 10, the motor current control unit 7 generates a PWM signal by PWM control based on the dq axis current command value and the dq axis current output from the adder 10, and outputs the PWM signal to the inverter 2. The inverter 2 supplies current to the motor 3 based on the PWM signal, and the motor 3 is driven by the current supplied from the inverter 2. Thereby, when the vibration of the motor is large and the condition for suppressing the sixth-order radial force is satisfied (corresponding to “Y” in step S6), the dq-axis current command value is corrected based on the sixth-order harmonic current. Since the motor 3 is driven based on the corrected command value, the sixth radial force is suppressed.

以上のとおり、本実施形態によれば、モータの回転速度及びトルク指令値に基づき演算されたdq軸電流指令値を、6次高調波電流に基づき補正する。6次のラジアル力は6次高調波電流との間で一定の伝達特性をもっている。そのため、本実施形態にように、6次高調波電流に基づきdq軸電流指令値を補正することで、6次のラジアル力を抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, the dq-axis current command value calculated based on the motor rotation speed and the torque command value is corrected based on the sixth harmonic current. The sixth-order radial force has a constant transfer characteristic with the sixth-order harmonic current. Therefore, the sixth-order radial force can be suppressed by correcting the dq-axis current command value based on the sixth-order harmonic current as in this embodiment.

また、本実施形態によれば、6次のラジアル力を抑制する補正指令値を演算し、当該補正指令値をdq軸電流指令値に加えることで、dq軸電流指令を補正する。式(23)又は式(24)に示すように、6次のラジアル力を抑制する高調波電流指令値は、6次ラジアル力の近似モデルにより演算できる。そのため、式(23)又は式(24)に基づき演算される高調波電流指令値を補正指令値とすることで、6次のラジアル力を抑制することができる。   Further, according to the present embodiment, the correction command value that suppresses the sixth-order radial force is calculated, and the correction command value is added to the dq axis current command value, thereby correcting the dq axis current command. As shown in Expression (23) or Expression (24), the harmonic current command value for suppressing the sixth-order radial force can be calculated by an approximate model of the sixth-order radial force. Therefore, the sixth-order radial force can be suppressed by using the harmonic current command value calculated based on the equation (23) or the equation (24) as the correction command value.

本実施形態によれば、係数(Kdr)を含む式(23)により、6次ラジアル力を抑制するためのd軸6次高調波電流指令値を補正指令値として演算する。また本実施形態によれば、係数(Kqr)を含む式(24)により、6次ラジアル力を抑制するためのq軸6次高調波電流指令値を補正指令値として演算する。これにより、6次のラジアル力を抑制することができる。 According to the present embodiment, the d-axis sixth-order harmonic current command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated as the correction command value by the equation (23) including the coefficient (K dr ). Further, according to the present embodiment, the q-axis sixth-order harmonic current command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated as the correction command value by the equation (24) including the coefficient (K qr ). Thereby, the 6th-order radial force can be suppressed.

なお、図1に示す駆動システムでは、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を両方、補正できるように構成しているが、d軸電流指令値のみ、又は、q軸電流指令値のみ補正できるように構成してもよい。例えば、d軸電流指令値のみ補正する場合には、補正指令値演算部8からスイッチング制御部9を介して加算器10に出力されるq軸の信号線が不要になり、さらに、スイッチング制御部9のq軸側スイッチ、及び加算器10のq軸側の加算器は不要になる。   The drive system shown in FIG. 1 is configured so that both the d-axis current command value and the q-axis current command value can be corrected, but only the d-axis current command value or only the q-axis current command value is corrected. You may comprise so that it can do. For example, when only the d-axis current command value is corrected, the q-axis signal line output from the correction command value calculation unit 8 to the adder 10 via the switching control unit 9 becomes unnecessary, and the switching control unit Nine q-axis side switches and the q-axis side adder of the adder 10 are unnecessary.

なお本実施形態の変形例では、補正指令値演算部8は、電流センサ4の検出電流に基づき係数(Kdr)及び係数(Kqr)を演算し、係数(Kdr)と係数(Kqr)とを比較する。そして、係数(Kdr)が係数(Kqr)より大きい場合には、係数(Kdr)を含む式(23)により演算されたd軸6次高調波電流指令値を、加算器10に出力する。係数(Kdr)が係数(Kqr)以下である場合には、係数(Kqr)を含む式(24)により演算されたq軸6次高調波電流指令値を、加算器10に出力する。これにより、係数(Kdr)が係数(Kqr)より大きい場合には、d軸高調波電流を用いることで、小さい電流振幅で6次ラジアル力を抑制できる。また、係数(Kqr)が係数(Kdr)より大きい場合には、q軸高調波電流を用いることで、小さい電流振幅で6次ラジアル力を抑制できる。 In a modification of this embodiment The correction command value calculating unit 8 calculates the coefficient (K dr) and a coefficient (K qr) based on the detection current of the current sensor 4, the coefficient (K dr) and coefficient (K qr ). When the coefficient (K dr ) is larger than the coefficient (K qr ), the d-axis sixth-order harmonic current command value calculated by the equation (23) including the coefficient (K dr ) is output to the adder 10. To do. When the coefficient (K dr ) is equal to or smaller than the coefficient (K qr ), the q-axis sixth-order harmonic current command value calculated by the equation (24) including the coefficient (K qr ) is output to the adder 10. . Thereby, when the coefficient (K dr ) is larger than the coefficient (K qr ), the sixth-order radial force can be suppressed with a small current amplitude by using the d-axis harmonic current. Further, when the coefficient (K qr ) is larger than the coefficient (K dr ), the sixth-order radial force can be suppressed with a small current amplitude by using the q-axis harmonic current.

上記の電流指令値演算部6が本発明の「電流指令値演算手段」に相当し、補正指令値演算部8、スイッチ制御部9及び加算器10が本発明の「補正手段」に相当する。   The current command value calculation unit 6 corresponds to the “current command value calculation unit” of the present invention, and the correction command value calculation unit 8, the switch control unit 9, and the adder 10 correspond to the “correction unit” of the present invention.

1…バッテリ
2…インバータ
3…モータ
4…電流線センサ
5…加速度センサ
6…電流指令値演算部
7…モータ電流制御部
8…補正指令値演算部
9…スイッチ制御部
10…加算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Inverter 3 ... Motor 4 ... Current line sensor 5 ... Acceleration sensor 6 ... Current command value calculating part 7 ... Motor current control part 8 ... Correction command value calculating part 9 ... Switch control part 10 ... Adder

Claims (7)

永久磁石同期モータのコイルに流れる電流を制御するモータ制御装置において、
前記モータの回転速度及び前記モータのトルク指令値に基づいて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を含む電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
前記モータに流れる電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき前記電流指令値を補正する補正手段とを有し、
前記補正手段は、
基本波磁束及びd軸基本波電流に依存する第1係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制する補正指令値を演算し、前記補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、
前記6次ラジアル力は、電気角6次周波数成分をもち、電磁加振力の半径方向の力であり、かつ、前記6次高調波電流により生じる力であり、
前記電磁加振力は、前記モータの永久磁石と前記モータのステータとの間で発生する力であり、
前記基本波磁束は、前記永久磁石の基本波成分の磁束であり、
前記d軸基本波電流は、d軸の基本波成分の電流である
ことを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device that controls the current flowing in the coil of the permanent magnet synchronous motor,
Current command value calculation means for calculating a current command value including a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor;
Correction means for correcting the current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the current flowing through the motor;
The correction means includes
By calculating a correction command value for suppressing the sixth-order radial force by an arithmetic expression including a first coefficient depending on the fundamental wave magnetic flux and the d-axis fundamental wave current, and adding the correction command value to the current command value, Correct the current command value,
The sixth-order radial force has an electric angle sixth-order frequency component, is a radial force of electromagnetic excitation force, and is a force generated by the sixth-order harmonic current,
The electromagnetic excitation force is a force generated between a permanent magnet of the motor and a stator of the motor,
The fundamental wave magnetic flux is a magnetic flux of the fundamental wave component of the permanent magnet,
The motor control device according to claim 1, wherein the d-axis fundamental wave current is a current of a fundamental wave component of the d-axis .
永久磁石同期モータのコイルに流れる電流を制御するモータ制御装置において、
前記モータの回転速度及び前記モータのトルク指令値に基づいて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を含む電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、
前記モータに流れる電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき前記電流指令値を補正する補正手段とを有し、
前記補正手段は、
q軸基本波電流に依存する第2係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制する補正指令値を演算し、前記補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、
前記6次ラジアル力は、電気角6次周波数成分をもち、電磁加振力の半径方向の力であり、かつ、前記6次高調波電流により生じる力であり、
前記電磁加振力は、前記モータの永久磁石と前記モータのステータとの間で発生する力であり、
前記q軸基本波電流は、q軸の基本波成分の電流である
ことを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device that controls the current flowing in the coil of the permanent magnet synchronous motor,
Current command value calculation means for calculating a current command value including a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor;
Correction means for correcting the current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the current flowing through the motor;
The correction means includes
The current command value is calculated by calculating a correction command value for suppressing the sixth-order radial force by an arithmetic expression including a second coefficient depending on the q-axis fundamental wave current, and adding the correction command value to the current command value. To correct
The sixth-order radial force has an electric angle sixth-order frequency component, is a radial force of electromagnetic excitation force, and is a force generated by the sixth-order harmonic current,
The electromagnetic excitation force is a force generated between a permanent magnet of the motor and a stator of the motor,
The motor control device according to claim 1, wherein the q-axis fundamental wave current is a current of a q-axis fundamental wave component .
永久磁石同期モータのコイルに流れる電流を制御するモータ制御装置において、In the motor control device that controls the current flowing in the coil of the permanent magnet synchronous motor,
前記モータの回転速度及び前記モータのトルク指令値に基づいて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を含む電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、  Current command value calculation means for calculating a current command value including a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor;
前記モータに流れる電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき前記電流指令値を補正する補正手段とを有し、  Correction means for correcting the current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the current flowing through the motor;
前記補正手段は、The correction means includes
基本波磁束及びd軸基本波電流に依存する第1係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制するd軸補正指令値を演算し、  A d-axis correction command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated by an arithmetic expression including a first coefficient depending on the fundamental wave magnetic flux and the d-axis fundamental wave current,
q軸基本波電流に依存する第2係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制するq軸補正指令値を演算し、  A q-axis correction command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated by an arithmetic expression including a second coefficient that depends on the q-axis fundamental wave current,
前記第1係数が前記第2係数より大きい場合には、前記d軸補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、  When the first coefficient is larger than the second coefficient, the current command value is corrected by adding the d-axis correction command value to the current command value,
前記第2係数が前記第1係数より大きい場合には、前記q軸補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、  When the second coefficient is larger than the first coefficient, the current command value is corrected by adding the q-axis correction command value to the current command value,
前記基本波磁束は、前記モータの永久磁石の基本波成分の磁束であり、The fundamental wave magnetic flux is a magnetic flux of the fundamental wave component of the permanent magnet of the motor,
前記d軸基本波電流は、d軸の基本波成分の電流であり、The d-axis fundamental wave current is a current of a fundamental wave component of the d-axis,
前記q軸基本波電流は、q軸の基本波成分の電流であり、The q-axis fundamental wave current is a current of a q-axis fundamental wave component,
前記6次ラジアル力は、電気角6次周波数成分をもち、電磁加振力の半径方向の力であり、かつ、前記6次高調波電流により生じる力であり、The sixth-order radial force has an electric angle sixth-order frequency component, is a radial force of electromagnetic excitation force, and is a force generated by the sixth-order harmonic current,
前記電磁加振力は、前記モータの永久磁石と前記モータのステータとの間で発生する力であるThe electromagnetic excitation force is a force generated between the permanent magnet of the motor and the stator of the motor.
ことを特徴とするモータ制御装置。The motor control apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記補正手段は、d軸6次高調波電流又はq軸6次高調波電流の少なくともいずれか一方の高調波電流を用いて、前記補正指令値を演算し、
前記d軸6次高調波電流は前記6次高調波電流のd軸電流であり、
前記q軸6次高調波電流は前記6次高調波電流のq軸電流である
ことを特徴とするモータ制御装置。
In the motor control device according to any one of claims 1 to 3,
The correction means calculates the correction command value using at least one harmonic current of a d-axis sixth harmonic current or a q-axis sixth harmonic current,
The d-axis sixth harmonic current is a d-axis current of the sixth harmonic current,
The motor control device according to claim 1, wherein the q-axis sixth harmonic current is a q-axis current of the sixth harmonic current .
永久磁石同期モータのコイルに流れる電流を制御するモータ制御方法において、  In the motor control method for controlling the current flowing in the coil of the permanent magnet synchronous motor,
前記モータの回転速度及び前記モータのトルク指令値に基づいて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を含む電流指令値を演算し、  Based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor, a current command value including a d-axis current command value and a q-axis current command value is calculated,
前記モータに流れる電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき前記電流指令値を補正し、  Correcting the current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the current flowing through the motor;
前記電流指令値を補正する工程では、In the step of correcting the current command value,
基本波磁束及びd軸基本波電流に依存する第1係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制する補正指令値を演算し、前記補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、  By calculating a correction command value for suppressing the sixth-order radial force by an arithmetic expression including a first coefficient depending on the fundamental wave magnetic flux and the d-axis fundamental wave current, and adding the correction command value to the current command value, Correct the current command value,
前記6次ラジアル力は、電気角6次周波数成分をもち、電磁加振力の半径方向の力であり、かつ、前記6次高調波電流により生じる力であり、The sixth-order radial force has an electric angle sixth-order frequency component, is a radial force of electromagnetic excitation force, and is a force generated by the sixth-order harmonic current,
前記電磁加振力は、前記モータの永久磁石と前記モータのステータとの間で発生する力であるThe electromagnetic excitation force is a force generated between the permanent magnet of the motor and the stator of the motor.
前記基本波磁束は、前記永久磁石の基本波成分の磁束であり、The fundamental wave magnetic flux is a magnetic flux of the fundamental wave component of the permanent magnet,
前記d軸基本波電流は、d軸の基本波成分の電流であるThe d-axis fundamental wave current is a current of a fundamental wave component of the d-axis.
モータ制御方法。Motor control method.
永久磁石同期モータのコイルに流れる電流を制御するモータ制御方法において、  In the motor control method for controlling the current flowing in the coil of the permanent magnet synchronous motor,
前記モータの回転速度及び前記モータのトルク指令値に基づいて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を含む電流指令値を演算し、  Based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor, a current command value including a d-axis current command value and a q-axis current command value is calculated,
前記モータに流れる電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき前記電流指令値を補正し、  Correcting the current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the current flowing through the motor;
前記電流指令値を補正する工程では、In the step of correcting the current command value,
q軸基本波電流に依存する第2係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制する補正指令値を演算し、前記補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、  The current command value is calculated by calculating a correction command value for suppressing the sixth-order radial force by an arithmetic expression including a second coefficient depending on the q-axis fundamental wave current, and adding the correction command value to the current command value. To correct
前記6次ラジアル力は、電気角6次周波数成分をもち、電磁加振力の半径方向の力であり、かつ、前記6次高調波電流により生じる力であり、The sixth-order radial force has an electric angle sixth-order frequency component, is a radial force of electromagnetic excitation force, and is a force generated by the sixth-order harmonic current,
前記電磁加振力は、前記モータの永久磁石と前記モータのステータとの間で発生する力であり、The electromagnetic excitation force is a force generated between a permanent magnet of the motor and a stator of the motor,
前記q軸基本波電流は、q軸の基本波成分の電流であるThe q-axis fundamental wave current is a current of a q-axis fundamental wave component.
モータ制御方法。Motor control method.
永久磁石同期モータのコイルに流れる電流を制御するモータ制御方法において、In the motor control method for controlling the current flowing in the coil of the permanent magnet synchronous motor,
前記モータの回転速度及び前記モータのトルク指令値に基づいて、d軸電流指令値及びq軸電流指令値を含む電流指令値を演算する電流指令値演算手段と、  Current command value calculation means for calculating a current command value including a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the rotational speed of the motor and the torque command value of the motor;
前記モータに流れる電流のうち6次成分の6次高調波電流に基づき前記電流指令値を補正する補正手段とを有し、  Correction means for correcting the current command value based on the sixth harmonic current of the sixth component of the current flowing through the motor;
前記補正手段は、The correction means includes
基本波磁束及びd軸基本波電流に依存する第1係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制するd軸補正指令値を演算し、  A d-axis correction command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated by an arithmetic expression including a first coefficient depending on the fundamental wave magnetic flux and the d-axis fundamental wave current,
q軸基本波電流に依存する第2係数を含んだ演算式により、6次ラジアル力を抑制するq軸補正指令値を演算し、  A q-axis correction command value for suppressing the sixth-order radial force is calculated by an arithmetic expression including a second coefficient that depends on the q-axis fundamental wave current,
前記第1係数が前記第2係数より大きい場合には、前記d軸補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、  When the first coefficient is larger than the second coefficient, the current command value is corrected by adding the d-axis correction command value to the current command value,
前記第2係数が前記第1係数より大きい場合には、前記q軸補正指令値を前記電流指令値に加えることで、前記電流指令値を補正し、  When the second coefficient is larger than the first coefficient, the current command value is corrected by adding the q-axis correction command value to the current command value,
前記基本波磁束は、前記永久磁石の基本波成分の磁束であり、The fundamental wave magnetic flux is a magnetic flux of the fundamental wave component of the permanent magnet,
前記d軸基本波電流は、d軸の基本波成分の電流であり、The d-axis fundamental wave current is a current of a fundamental wave component of the d-axis,
前記q軸基本波電流は、q軸の基本波成分の電流であり、The q-axis fundamental wave current is a current of a q-axis fundamental wave component,
前記6次ラジアル力は、電気角6次周波数成分をもち、電磁加振力の半径方向の力であり、かつ、前記6次高調波電流により生じる力であり、The sixth-order radial force has an electric angle sixth-order frequency component, is a radial force of electromagnetic excitation force, and is a force generated by the sixth-order harmonic current,
前記電磁加振力は、前記モータの永久磁石と前記モータのステータとの間で発生する力であるThe electromagnetic excitation force is a force generated between the permanent magnet of the motor and the stator of the motor.
モータ制御方法。Motor control method.
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JP6511648B2 (en) * 2016-03-25 2019-05-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Motor drive
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4269881B2 (en) * 2002-10-17 2009-05-27 株式会社デンソー AC rotating electrical equipment
JP4720653B2 (en) * 2006-07-07 2011-07-13 トヨタ自動車株式会社 Electric motor control device and vehicle equipped with the same
JP2009017676A (en) * 2007-07-04 2009-01-22 Aisin Seiki Co Ltd Controller and control method for magnet type synchronous motor
JP5304427B2 (en) * 2009-05-14 2013-10-02 株式会社デンソー Rotating electrical machine drive system
JP5576145B2 (en) * 2010-02-25 2014-08-20 アスモ株式会社 Motor control device
JP5589556B2 (en) * 2010-05-20 2014-09-17 株式会社デンソー Rotating machine control device
US9331623B2 (en) * 2012-01-17 2016-05-03 Mitsubishi Electric Corporation Brushless motor, external AC voltage source, and electric power steering device
JP2013233055A (en) * 2012-05-01 2013-11-14 Honda Motor Co Ltd Motor controller
JP6052727B2 (en) * 2012-09-21 2016-12-27 国立大学法人 東京大学 Motor control device

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