JP6481083B2 - Motor driving apparatus, method and motor - Google Patents
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Description
本発明は、モータ制御技術分野に関し、特に、モータ駆動装置、方法及びモータに関する。 The present invention relates to the field of motor control technology, and more particularly, to a motor drive device, method, and motor.
現在、ブラシレスモータは、主に、典型的なベクトル制御の形態を採用する。図１及び図２に示すように、モータ駆動装置は、上位コンピュータ制御モジュールと、下位コンピュータ制御モジュールと、を含み、ここで、上位コンピュータ制御モジュールは、回転速度の閉ループ制御を実現し、下位コンピュータ制御モジュールは、調速機能を実現する。図１に示すように、位置算出モジュール１１が位置フィードバック信号を出力し、速度算出モジュール１２が前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、速度コントローラ１がロータ電気角速度に基づいて調節指令を横軸電流算出モジュール３に出力し、直軸電流算出モジュール２が指定直軸電流を出力し、電流コントローラ４が直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力し、電圧リミッタ５が直軸電圧と横軸電圧とを出力し、ＰＷＭコントローラ６が座標変換を行って、三相交流電圧をインバータ駆動モジュール９に出力して電動機１０を駆動する。
Currently, brushless motors mainly adopt a typical vector control form. As shown in FIGS. 1 and 2, the motor driving device includes a higher-level computer control module and a lower-level computer control module. Here, the higher-level computer control module realizes closed-loop control of the rotational speed, and the lower-level computer. The control module implements a speed control function. As shown in FIG. 1, the
図２と図１との相違点は、速度指令モジュール１４がモータ速度指令への変換を行い、速度コントローラが前記モータ速度指令と速度算出モジュール１２からの速度フィードバック指令を受信してモータの横軸指令を生成し、次に電流コントローラ４が直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力することである。
The difference between FIG. 2 and FIG. 1 is that the speed command module 14 performs conversion into a motor speed command, and the speed controller receives the motor speed command and the speed feedback command from the
図１における技術案の利点は、ベクトル制御効率が高く、エネルギー消費が小さく、構造が簡単で、それに、実現し易いということである。しかし、下位コンピュータ制御モジュールは、無負荷調速を実現することができず、たとえ上位コンピュータ制御モジュールがついていたとしても、上位コンピュータ制御モジュールの調節精度がそれなりに不十分であるため、無負荷調速も比較的に困難である。 The advantage of the technical solution in FIG. 1 is that the vector control efficiency is high, the energy consumption is small, the structure is simple, and it is easy to realize. However, the low-order computer control module cannot realize no-load speed control, and even if a high-order computer control module is attached, the adjustment accuracy of the high-order computer control module is not sufficient. Speed is also relatively difficult.
図２における技術案は、図１における技術案の利点を有するとともに、その下位コンピュータ制御モジュールが、単独で調節指令を与える場合でも、調速を行うこともできるが、下位コンピュータ制御モジュールが回転速度指令を用いるため、ホールセンサを採用し位置センサが無く、回転速度が低速の場合、調速することが困難になる。 The technical solution in FIG. 2 has the advantages of the technical solution in FIG. 1 and can perform speed control even when the lower computer control module gives an adjustment command alone. Since the command is used, it is difficult to adjust the speed when the Hall sensor is employed, the position sensor is not provided, and the rotation speed is low.
図１及び図２における技術案の欠陥を解決するために、図３に示すように、従来技術において一つの解決策が提案され、すなわち、速度コントローラ１によって出力された調節指令が、電圧指令生成モジュール１７により、電圧指令に生成され、ＰＷＭコントローラは、電圧指令に従って、インバータモジュール９を駆動することにより、モータを駆動する。該技術案は、無負荷調速を実現することができるが、電流の波形が比較的悪く、トルク脈動が大きく、モータに出力する電流が制御不可能である。
In order to solve the deficiencies of the technical solutions in FIGS. 1 and 2, a solution has been proposed in the prior art as shown in FIG. 3, ie the adjustment command output by the
以上により、従来技術におけるモータ駆動装置には、トルク脈動が大きく、モータに出力する電流が制御不可能であるという問題が存在する。 As described above, the conventional motor driving apparatus has a problem that the torque pulsation is large and the current output to the motor cannot be controlled.
本発明は、モータ駆動装置及びモータを提供することを目的とし、従来技術におけるモータ駆動装置に、トルク脈動が大きく、モータに出力する電流が制御不可能であるという問題が存在することを解決することを旨とする。 An object of the present invention is to provide a motor drive device and a motor, and solves the problem that the motor drive device in the prior art has a large torque pulsation and the current output to the motor cannot be controlled. Let's say that.
本発明は、以下の手段を通じて実現され、第１側面は、モータ駆動装置を提供し、前記モータ駆動装置は、ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力するＣＬＡＲＫ変換器と、前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するＰＡＲＫ変換器と、モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する位置算出器と、前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力する速度算出モジュールと、前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する速度コントローラと、を含むモータ駆動装置であって、前記モータ駆動装置は、設定直軸電流を生成する直軸電流生成モジュールと、前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する第１減算器と、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する逆起電力検出モジュールと、前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成する逆起電力生成モジュールと、前記現在の逆起電力と前記設定逆起電力との減算を行って、逆起電力差を取得する第２減算器と、前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力する逆起電力コントローラと、前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する第３減算器と、前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する電流コントローラと、前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する電圧リミッタと、前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するＰＷＭコントローラと、をさらに含む。 The present invention is realized through the following means, wherein the first aspect provides a motor drive device, and the motor drive device performs coordinate conversion of the stator current to convert a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system. , A PARK converter for converting a horizontal axis current component and a straight axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a straight axis current component in the rotating coordinate system, and a position of the motor rotor A position calculator that outputs a position feedback signal based on the position of the motor rotor, a speed calculation module that outputs a rotor electrical angular speed based on the position feedback signal, and a speed controller output based on the rotor electrical angular speed A speed controller that outputs a signal, wherein the motor drive device sets a set direct-axis current. A first axis current generating module, a first subtractor for subtracting the set axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain a axis current difference, and a horizontal axis in the stationary coordinate system Detect current component, direct-axis current component, horizontal-axis voltage component and direct-axis voltage component, and based on the horizontal-axis current component, direct-axis current component, horizontal-axis voltage component and direct-axis voltage component in the stationary coordinate system Back electromotive force detection module for obtaining back electromotive force, back electromotive force generation module for generating set back electromotive force based on the speed controller output signal, and subtraction of the current back electromotive force and the set back electromotive force A second subtractor for obtaining a back electromotive force difference, a back electromotive force controller for outputting a set horizontal axis current value based on the back electromotive force difference, the set horizontal axis current and the rotating coordinate system Subtraction with horizontal axis current component And a third subtractor for obtaining a horizontal axis current difference, a current controller for outputting a direct axis voltage component and a horizontal axis voltage component based on the direct axis current difference and the horizontal axis current difference, and the position A voltage limiter that performs coordinate transformation between the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component based on a feedback signal and outputs a direct-axis voltage and a horizontal-axis voltage in a stationary coordinate system; and the direct-axis voltage and the horizontal axis And a PWM controller for converting the voltage into a three-phase AC voltage.
第１側面に関連し、第１側面の第１実施形態として、前記逆起電力検出モジュールが前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する過程は、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 In relation to the first aspect, as a first embodiment of the first aspect, the back electromotive force detection module is based on a horizontal axis current component, a direct axis current component, a horizontal axis voltage component, and a direct axis voltage component in the stationary coordinate system. Specifically, the process of obtaining the current back electromotive force is to output the current back electromotive force after calculating by the following formula.
本発明の第２側面は、モータ駆動方法を提供し、前記モータ駆動方法は、ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力するステップと、前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するステップと、モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力するステップと、前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力するステップと、設定直軸電流を生成し、前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得するステップと、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップと、前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成し、前記現在の逆起電力と前記設定逆起電力との減算を行って、逆起電力差を取得し、前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力するステップと、前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得するステップと、前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力するステップと、前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力するステップと、前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するステップと、を含む。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a motor driving method, wherein the motor driving method performs coordinate transformation of a stator current and outputs a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system; Converting a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a straight axis current component in a rotating coordinate system; detecting a position of the motor rotor; and positioning based on the position of the motor rotor A step of outputting a feedback signal; a step of outputting a rotor electrical angular velocity based on the position feedback signal; a step of outputting a speed controller output signal based on the rotor electrical angular velocity; Subtracting the axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain the axis current difference, and in the stationary coordinate system Axis current component, direct axis current component, horizontal axis voltage component and direct axis voltage component are detected, and based on the horizontal axis current component, direct axis current component, horizontal axis voltage component and direct axis voltage component in the stationary coordinate system A counter electromotive force of the current controller, generating a set back electromotive force based on the speed controller output signal, subtracting the current back electromotive force and the set back electromotive force, and calculating a back electromotive force difference. Obtaining and outputting the set horizontal axis current value based on the back electromotive force difference, and subtracting the set horizontal axis current and the horizontal axis current component in the rotating coordinate system to obtain the horizontal axis current difference A step of outputting a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference; and the direct-axis voltage component and the horizontal axis based on the position feedback signal Transform the coordinate with the shaft voltage component, Comprising a step of outputting the direct axis voltage and the horizontal axis the voltage in the stop coordinates, said converting the direct axis voltage and said horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage.
第２側面に関連し、第２側面の第１実施形態として、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップは、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 In relation to the second aspect, as the first embodiment of the second aspect, the current back electromotive force is calculated based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system. Specifically, the obtaining step is to output the current back electromotive force after calculating by the following mathematical formula.
本発明の第３側面は、モータ駆動装置を提供し、前記モータ駆動装置は、前記ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力するＣＬＡＲＫ変換器と、前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するＰＡＲＫ変換器と、モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する位置算出器と、前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力する速度算出モジュールと、前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する速度コントローラと、を含むモータ駆動装置であって、前記モータ駆動装置は、設定直軸電流を生成する直軸電流生成モジュールと、前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する第１減算器と、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する逆起電力検出モジュールと、前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成する逆起電力生成モジュールと、逆起電力の調節値を生成する抗速度飽和モジュールと、前記現在の逆起電力と、前記設定逆起電力及び前記逆起電力の調節値との減算を行って、逆起電力差を取得する第２減算器と、前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力し、前記設定横軸電流値を前記抗速度飽和モジュールに出力して、前記逆起電力調節値を生成するように前記抗速度飽和モジュールを駆動する逆起電力コントローラと、前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する第３減算器と、前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する電流コントローラと、前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する電圧リミッタと、前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するＰＷＭコントローラと、をさらに含む。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor driving device, wherein the motor driving device performs coordinate transformation of the stator current and outputs a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system. A PARK converter that converts a horizontal axis current component and a straight axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a straight axis current component in a rotary coordinate system; and a position of the motor rotor; A position calculator that outputs a position feedback signal based on the position, a speed calculation module that outputs a rotor electrical angular speed based on the position feedback signal, and a speed controller that outputs a speed controller output signal based on the rotor electrical angular speed; The motor drive device includes: a direct-axis current generation module that generates a set direct-axis current. And a first subtractor that obtains a direct current difference by subtracting the set direct current and the direct current component in the rotating coordinate system, and a horizontal current component and a direct current in a stationary coordinate system. Component, horizontal axis voltage component, and direct axis voltage component are detected, and current back electromotive force is obtained based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system. A back electromotive force detection module; a back electromotive force generation module that generates a set back electromotive force based on the speed controller output signal; a coercive speed saturation module that generates a back electromotive force adjustment value; and the current back electromotive force. And subtracting the set back electromotive force and the adjustment value of the back electromotive force to obtain a back electromotive force difference, and a set horizontal axis current value is output based on the back electromotive force difference. The set horizontal axis current value to the anti-speed saturation A counter electromotive force controller that drives the coercive velocity saturation module to generate the counter electromotive force adjustment value, and subtracts the set horizontal axis current and the horizontal axis current component in the rotating coordinate system. And a third subtractor for obtaining a horizontal axis current difference, a current controller for outputting a direct axis voltage component and a horizontal axis voltage component based on the direct axis current difference and the horizontal axis current difference, and the position A voltage limiter that performs coordinate transformation between the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component based on a feedback signal and outputs a direct-axis voltage and a horizontal-axis voltage in a stationary coordinate system; and the direct-axis voltage and the horizontal axis And a PWM controller for converting the voltage into a three-phase AC voltage.
第３側面に関連し、第３側面の第１実施形態として、前記逆起電力検出モジュールが前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する過程は、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 In relation to the third aspect, as the first embodiment of the third aspect, the back electromotive force detection module is based on a horizontal axis current component, a direct axis current component, a horizontal axis voltage component, and a direct axis voltage component in the stationary coordinate system. Specifically, the process of obtaining the current back electromotive force is to output the current back electromotive force after calculating by the following formula.
本発明の第４側面は、インバータモジュールとモータモジュールとを含むモータであって、上記第１側面及び上記第３側面に記載のモータ駆動装置をさらに含むことを特徴とするモータを提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor including an inverter module and a motor module, further including the motor driving device described in the first side and the third side.
本発明の第５側面は、モータ駆動方法を提供し、前記モータ駆動方法は、モータのステータ電流を検出し、前記ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力するステップと、前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するステップと、モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力するステップと、前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力するステップと、設定直軸電流を生成し、前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得するステップと、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップと、前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成し、且つ逆起電力の調節値を生成し、前記現在の逆起電力と、前記設定逆起電力及び前記逆起電力の調節値との減算を行って、逆起電力差を取得し、前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力し、前記設定横軸電流値に基づいて前記逆起電力の調節値を生成するステップと、前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得するステップと、前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力するステップと、前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力するステップと、前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するステップと、を含む。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor driving method, wherein the motor driving method detects a stator current of a motor, performs coordinate conversion of the stator current, and generates a horizontal axis current component and a straight axis current in a stationary coordinate system. Detecting a position of the motor rotor, a step of converting the horizontal axis current component and the straight axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a straight axis current component in the rotating coordinate system; Outputting a position feedback signal based on the position of the motor rotor; outputting a rotor electrical angular velocity based on the position feedback signal; and outputting a speed controller output signal based on the rotor electrical angular velocity; Generate axis current and subtract the set axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain the axis current difference Detecting a horizontal axis current component, a straight axis current component, a horizontal axis voltage component, and a straight axis voltage component in a stationary coordinate system, and detecting a horizontal axis current component, a straight axis current component, a horizontal axis voltage component in the stationary coordinate system. And obtaining a current back electromotive force based on the direct-axis voltage component; generating a set back electromotive force based on the speed controller output signal; and generating a back electromotive force adjustment value; and Subtracting the electromotive force, the set back electromotive force and the adjustment value of the back electromotive force, obtaining a back electromotive force difference, outputting a set horizontal axis current value based on the back electromotive force difference, A step of generating an adjustment value of the back electromotive force based on a set horizontal axis current value, and subtracting the set horizontal axis current and a horizontal axis current component in the rotating coordinate system to obtain a horizontal axis current difference Steps, the direct current difference and the horizontal current difference A linear axis voltage component and a horizontal axis voltage component are output based on the position feedback signal, and the direct axis voltage component and the horizontal axis voltage component are coordinate-converted based on the position feedback signal to generate a direct axis voltage in a stationary coordinate system. And a step of outputting a horizontal axis voltage and a step of converting the direct axis voltage and the horizontal axis voltage into a three-phase AC voltage.
第５側面に関連して、第５側面の第１実施形態として、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップは、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 In relation to the fifth aspect, as the first embodiment of the fifth aspect, the present counter electromotive force is based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system. Specifically, the step of obtaining is to output the current back electromotive force after calculating by the following formula.
本発明によって提供されるモータ駆動装置、方法及びモータは、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて、現在の逆起電力を取得し、次に現在の逆起電力と設定逆起電力とを演算して、逆起電力コントローラに出力して、設定横軸電流を取得し、逆起電力をフィードバックすることにより、閉ループ制御回路を形成して、モータ電流を駆動制御して、モータの制御を実現し、単独なトルク制御による調速問題を解決したとともに、単独な回転速度制御において負荷の耐干渉能力が強弱する問題及び、単独な回転速度制御において起動トルクが小さく、起動速度の応答が遅いという問題を解決した。 The motor driving apparatus, method, and motor provided by the present invention obtain a current back electromotive force based on a horizontal axis current component, a direct axis current component, a horizontal axis voltage component, and a straight axis voltage component in a stationary coordinate system. Next, the current back electromotive force and the set back electromotive force are calculated and output to the back electromotive force controller, the set horizontal axis current is obtained, and the back electromotive force is fed back to form a closed loop control circuit. Thus, the motor current is controlled by driving the motor current, and the problem of speed control due to independent torque control is solved. Solved the problem that the starting torque is small and the starting speed response is slow in the rotational speed control.
本発明の実施例における技術案をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の説明において、使う必要のある図面について簡単に説明する。明らかに、以下の説明の図面が、単に本発明の一部の実施例であり、当業者にとって、創造的な労働を払わない前提で、これらの図面に基づいてほかの図面を取得することができる。
本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、図面及び実施例に合わせて、本発明をさらに詳しく説明する。なお、ここで説明される具体的な実施例は、単に本発明を解釈するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。 In order to clarify the objects, technical solutions, and advantages of the present invention, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and examples. It should be noted that the specific embodiments described herein are merely for interpreting the present invention and are not intended to limit the present invention.
本発明の技術案を説明するために、以下、具体的な実施例で説明する。 In order to explain the technical solution of the present invention, a specific example will be described below.
本発明の一実施例は、モータ駆動装置を提供し、図４に示すように、モータ駆動装置は、ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力するＣＬＡＲＫ変換器１７と、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するＰＡＲＫ変換器１８と、モータロータの位置を検出し、モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する位置算出器１１と、位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力する速度算出モジュール１２と、ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する速度コントローラ１と、を含み、モータ駆動装置は、設定直軸電流を生成する直軸電流生成モジュール２と、設定直軸電流と回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する第１減算器２１と、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する逆起電力検出モジュール１６と、速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成する逆起電力生成モジュール１５と、現在の逆起電力と設定逆起電力との減算を行って、逆起電力差を取得する第２減算器２２と、逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力する逆起電力コントローラ１９と、設定横軸電流と回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する第３減算器２３と、直軸電流差と横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する電流コントローラ４と、位置フィードバック信号に基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを座標換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する電圧リミッタ５と、直軸電圧と横軸電圧とを三相交流電圧に変換するＰＷＭコントローラ６と、をさらに含む。
One embodiment of the present invention provides a motor drive device. As shown in FIG. 4, the motor drive device performs coordinate conversion of the stator current to obtain a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system. The CLAK converter 17 for output, the PARK converter 18 for converting the horizontal axis component and the direct axis current component in the stationary coordinate system into the horizontal axis component and the direct axis current component in the rotating coordinate system, and the position of the motor rotor
具体的には、逆起電力検出モジュール１６は、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得し、該現在の逆起電力と設定逆起電力との減算を行って、逆起電力コントローラにフィードバックして、横軸電流成分を取得して、閉ループ制御回路を形成して、モータ電流を駆動制御して、モータの制御を実現する。
Specifically, the back electromotive
具体的には、速度コントローラ出力信号は、速度コントローラ１によって出力された調節指令であり、電圧値又は電圧範囲値の形で存在してもよいし、又は該速度コントローラ出力信号は、ソフトウェアにおいてデジタルの形で存在してもよい。設定逆起電力は、速度コントローラ出力信号に基づいて生成され、例えば、速度コントローラ出力信号が電圧信号である場合に、速度コントローラ出力信号の大きさに正比例する関係となり、正比例する関係に基づいて設定逆起電力を取得することができる。
Specifically, the speed controller output signal is an adjustment command output by the
具体的には、逆起電力検出モジュールが静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する過程は、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 Specifically, the process in which the back electromotive force detection module obtains the current back electromotive force based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system is specific. In addition, the current counter electromotive force is output after calculating by the following formula.
本発明の別の一実施例は、インバータモジュール９とモータモジュール１０とを含むモータを提供し、該モータは、上記モータ駆動装置をさらに含む。
Another embodiment of the present invention provides a motor including an
本発明の別の一実施例は、モータ駆動方法を提供し、図５に示すように、モータ駆動方法は、以下のステップＳ１０１〜ステップＳ１１１を含む。 Another embodiment of the present invention provides a motor driving method. As shown in FIG. 5, the motor driving method includes the following steps S101 to S111.
ステップＳ１０１は、モータのステータ電流を検出し、ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力する。 In step S101, the stator current of the motor is detected, the stator current is coordinate-transformed, and a horizontal axis current component and a straight axis current component in the stationary coordinate system are output.
ステップＳ１０２は、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換する。 Step S102 converts the horizontal axis current component and the direct axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a direct axis current component in the rotating coordinate system.
ステップＳ１０３は、モータロータの位置を検出し、モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する。 Step S103 detects the position of the motor rotor and outputs a position feedback signal based on the position of the motor rotor.
ステップＳ１０４は、位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する。 Step S104 outputs a rotor electrical angular velocity based on the position feedback signal, and outputs a speed controller output signal based on the rotor electrical angular velocity.
ステップＳ１０５は、設定直軸電流を生成し、設定直軸電流と回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する。 In step S105, a set straight axis current is generated, and the set direct axis current is subtracted from the direct axis current component in the rotating coordinate system to obtain a straight axis current difference.
ステップＳ１０６は、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する。 Step S106 detects a horizontal axis current component, a straight axis current component, a horizontal axis voltage component, and a straight axis voltage component in the stationary coordinate system, and detects a horizontal axis current component, a straight axis current component, a horizontal axis voltage component in the stationary coordinate system, and The current back electromotive force is acquired based on the direct-axis voltage component.
このステップにおいて、具体的には、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得し、該現在の逆起電力と設定逆起電力との減算を行って、逆起電力コントローラにフィードバックし、横軸電流成分を取得して、閉ループ制御回路を形成して、モータ電流を駆動制御して、モータの制御を実現する。 In this step, specifically, the current back electromotive force is obtained based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system, and the current back electromotive force is obtained. And the set back electromotive force is subtracted and fed back to the back electromotive force controller, the horizontal axis current component is obtained, a closed loop control circuit is formed, and the motor current is driven and controlled to achieve motor control. To do.
ステップＳ１０７は、速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成し、現在の逆起電力と設定逆起電力との減算を行って、逆起電力差を取得し、逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力する。 Step S107 generates a set back electromotive force based on the speed controller output signal, performs subtraction between the current back electromotive force and the set back electromotive force, obtains a back electromotive force difference, and based on the back electromotive force difference. To output the set horizontal axis current value.
このステップにおいて、具体的には、設定逆起電力は、電圧調節信号に基づいて生成され、例えば、速度コントローラ出力信号の大きさに正比例する関係となり、正比例する関係に基づいて設定逆起電力を取得することができる。 In this step, specifically, the set back electromotive force is generated based on the voltage adjustment signal. For example, the set back electromotive force is directly proportional to the magnitude of the speed controller output signal, and the set back electromotive force is set based on the directly proportional relationship. Can be acquired.
ステップＳ１０８は、設定横軸電流と回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する。 In step S108, the horizontal axis current difference is obtained by subtracting the set horizontal axis current from the horizontal axis current component in the rotating coordinate system.
ステップＳ１０９は、直軸電流差と横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する。 Step S109 outputs a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference.
ステップＳ１１０は、位置フィードバック信号に基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する。 In step S110, the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component are coordinate-converted based on the position feedback signal, and the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage in the stationary coordinate system are output.
ステップＳ１１１は、直軸電圧と横軸電圧とを三相交流電圧に変換する。 Step S111 converts the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage.
さらに、ステップＳ１０６において、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップは、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 Further, in step S106, the step of obtaining the current back electromotive force based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system is specifically expressed by the following formula: The current back electromotive force is output after calculation by
本発明によって提供されるモータ駆動装置、方法及びモータは、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて、現在の逆起電力を取得する。次に、現在の逆起電力と設定逆起電力とを演算して、逆起電力コントローラに出力して、設定横軸電流を取得し、逆起電力をフィードバックすることにより、閉ループ制御回路を形成して、モータ電流を駆動制御して、モータの制御を実現し、単独なトルク制御による調速問題を解決した。 The motor driving apparatus, method, and motor provided by the present invention acquire a current back electromotive force based on a horizontal axis current component, a direct axis current component, a horizontal axis voltage component, and a direct axis voltage component in a stationary coordinate system. . Next, the current back electromotive force and the set back electromotive force are calculated and output to the back electromotive force controller, the set horizontal axis current is obtained, and the back electromotive force is fed back to form a closed loop control circuit. Then, the motor current was driven and controlled, and the motor control was realized, and the speed control problem due to independent torque control was solved.
本発明の一実施例は、モータ駆動装置を提供し、図６に示すように、モータ駆動装置は、ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力するＣＬＡＲＫ変換器１７と、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するＰＡＲＫ変換器１８と、モータロータの位置を検出し、モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する位置算出器１１と、位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力する速度算出モジュール１２と、ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する速度コントローラ１と、を含み、モータ駆動装置は、設定直軸電流を生成する直軸電流生成モジュール２と、設定直軸電流と回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する第１減算器２１と、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する逆起電力検出モジュール１６と、速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成する逆起電力生成モジュール１５と、逆起電力調節値を生成する抗速度飽和モジュール２４と、現在の逆起電力と、設定逆起電力及び逆起電力調節値との減算を行って、逆起電力差を取得する第２減算器２２と、逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力し、設定横軸電流値を抗速度飽和モジュール２４に出力して、逆起電力調節値を生成するように抗速度飽和モジュールを駆動する逆起電力コントローラ１９と、設定横軸電流と回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する第３減算器２３と、直軸電流差と横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する電流コントローラ４と、位置フィードバック信号に基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを座標変換し、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する電圧リミッタ５と、直軸電圧と横軸電圧とを三相交流電圧に変換するＰＷＭコントローラ６と、をさらに含む。
One embodiment of the present invention provides a motor drive device. As shown in FIG. 6, the motor drive device performs coordinate conversion of the stator current to obtain a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system. The CLAK converter 17 for output, the PARK converter 18 for converting the horizontal axis component and the direct axis current component in the stationary coordinate system into the horizontal axis component and the direct axis current component in the rotating coordinate system, and the position of the motor rotor
本実施例と前述の実施例との相違点は、抗速度飽和モジュール２４にある。ここで、抗速度飽和モジュール４によって出力された逆起電力調節値がＩｑ＊Ｋｓであり、ただし、Ｉｑが設定横軸電流値であり、Ｋｓが正の実数であり、典型値は、モータの相間抵抗Ｒｓである。
The difference between the present embodiment and the previous embodiment resides in the
前述の実施例では、逆起電力コントローラに飽和が生じた場合に、モータは、高速時に、回転速度の調節が鈍くなり、速度調節への応答が遅くなるという問題が現れてしまう。 In the above-described embodiment, when saturation occurs in the back electromotive force controller, the motor has a problem that the adjustment of the rotation speed becomes dull and the response to the speed adjustment becomes slow at a high speed.
本実施例は、前述の実施例をベースとし、抗速度飽和モジュール２４を導入することにより、逆起電力コントローラが飽和するという問題を解決する。
This embodiment is based on the above-described embodiment, and solves the problem that the back electromotive force controller is saturated by introducing the coercive
具体的には、逆起電力検出モジュールが静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する過程は、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力することである。 Specifically, the process in which the back electromotive force detection module obtains the current back electromotive force based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system is specific. In addition, the current counter electromotive force is output after calculating by the following formula.
本発明の別の一実施例は、モータ駆動方法を提供し、図７に示すように、モータ駆動方法は、以下のステップＳ２０１〜ステップＳ２１１を含む。 Another embodiment of the present invention provides a motor driving method. As shown in FIG. 7, the motor driving method includes the following steps S201 to S211.
ステップＳ２０１は、モータのステータ電流を検出し、ステータ電流を座標変換して、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを出力する。 In step S201, the stator current of the motor is detected, the stator current is subjected to coordinate conversion, and a horizontal axis current component and a straight axis current component in the stationary coordinate system are output.
ステップＳ２０２は、静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換する。 Step S202 converts the horizontal axis current component and the direct axis current component in the stationary coordinate system into the horizontal axis current component and the direct axis current component in the rotational coordinate system.
ステップＳ２０３は、モータロータの位置を検出し、モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する。 Step S203 detects the position of the motor rotor and outputs a position feedback signal based on the position of the motor rotor.
ステップＳ２０４は、位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する。 Step S204 outputs a rotor electrical angular velocity based on the position feedback signal, and outputs a speed controller output signal based on the rotor electrical angular velocity.
ステップＳ２０５は、設定直軸電流を生成し、設定直軸電流と回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する。 A step S205 generates a set direct-axis current, and subtracts the set direct-axis current and the direct-axis current component in the rotating coordinate system to obtain a direct-axis current difference.
ステップＳ２０６は、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する。 Step S206 detects a horizontal axis current component, a straight axis current component, a horizontal axis voltage component, and a straight axis voltage component in the stationary coordinate system, and detects a horizontal axis current component, a straight axis current component, a horizontal axis voltage component in the stationary coordinate system, and The current back electromotive force is acquired based on the direct-axis voltage component.
このステップにおいて、具体的には、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得し、該現在の逆起電力と設定逆起電力との減算を行って、逆起電力コントローラにフィードバックして、横軸電流成分を取得して、閉ループ制御回路を形成して、モータ電流を駆動して制御して、モータの制御を実現する。 In this step, specifically, the current back electromotive force is obtained based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system, and the current back electromotive force is obtained. And the set back electromotive force are subtracted and fed back to the back electromotive force controller to obtain the horizontal axis current component, form a closed loop control circuit, and drive and control the motor current to Realize control.
ステップＳ２０７は、速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成し、且つ逆起電力調節値を生成し、現在の逆起電力と、設定逆起電力及び逆起電力調節値との減算を行って、逆起電力差を取得し、逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力し、設定横軸電流値に基づいて逆起電力調節値を生成する。 Step S207 generates a set back electromotive force based on the speed controller output signal, generates a back electromotive force adjustment value, and subtracts the current back electromotive force from the set back electromotive force and the back electromotive force adjustment value. The counter electromotive force difference is obtained, the set horizontal axis current value is output based on the counter electromotive force difference, and the counter electromotive force adjustment value is generated based on the set horizontal axis current value.
このステップにおいて、具体的には、設定逆起電力は、電圧調節信号に基づいて生成され、例えば、速度コントローラ出力信号の大きさに正比例する関係となり、正比例する関係に基づいて設定逆起電力を取得することができる。 In this step, specifically, the set back electromotive force is generated based on the voltage adjustment signal. For example, the set back electromotive force is directly proportional to the magnitude of the speed controller output signal, and the set back electromotive force is set based on the directly proportional relationship. Can be acquired.
具体的には、逆起電力調節値がＩｑ＊Ｋｓであり、ただし、Ｉｑが設定横軸電流値であり、Ｋｓが正の実数であり、典型値は、モータの相間抵抗Ｒｓとする。 Specifically, the counter electromotive force adjustment value is Iq * Ks, where Iq is the set horizontal axis current value, Ks is a positive real number, and the typical value is the interphase resistance Rs of the motor.
前述の実施例では、逆起電力コントローラに飽和が生じた場合に、モータは、高速時に、回転速度の調節が鈍くなり、速度調節への応答が遅くなるという問題が現れてしまう。 In the above-described embodiment, when saturation occurs in the back electromotive force controller, the motor has a problem that the adjustment of the rotation speed becomes dull and the response to the speed adjustment becomes slow at a high speed.
本実施例は、前述の実施例をベースとし、逆起電力調節値を導入することにより、逆起電力コントローラが飽和するという問題を解決する。 The present embodiment is based on the above-described embodiment, and solves the problem that the back electromotive force controller is saturated by introducing the back electromotive force adjustment value.
ステップＳ２０８は、設定横軸電流と回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する。 In step S208, the horizontal axis current difference is obtained by subtracting the set horizontal axis current from the horizontal axis current component in the rotating coordinate system.
ステップＳ２０９は、直軸電流差と横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する。 Step S209 outputs a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference.
ステップＳ２１０は、位置フィードバック信号に基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分を座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する。 In step S210, the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component are coordinate-converted based on the position feedback signal, and the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage in the stationary coordinate system are output.
ステップＳ２１１は、直軸電圧と横軸電圧とを三相交流電圧に変換する。 Step S211 converts the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage.
さらに、ステップＳ１０６において、静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップは、具体的に、以下の数式により計算した後、現在の逆起電力を出力する。 Further, in step S106, the step of obtaining the current back electromotive force based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system is specifically expressed by the following formula: After calculating by the above, the current back electromotive force is output.
以上の内容は、好ましい具体的な実施形態に合わせた本発明についての更なる詳しい説明であり、本発明の具体的な実施が、これらの説明に限定されると考えてはならない。当業者であれば、本発明の思想を逸脱しない前提でなされたいくつかの均等な代替又は明らかな変形は、性能又は用途が同じであれば、何れも提出された特許請求の範囲によって確定される本発明の特許保護範囲に属するものと見なされるべきである。 The foregoing is a further detailed description of the present invention in accordance with the preferred specific embodiments and should not be considered as a specific implementation of the present invention. For those skilled in the art, several equivalent alternatives or obvious modifications made without departing from the spirit of the present invention are determined by the scope of the submitted claims, all having the same performance or application. Should be regarded as belonging to the patent protection scope of the present invention.
Claims (9)
前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するＰＡＲＫ変換器と、
モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する位置算出器と、
前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力する速度算出モジュールと、
前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する速度コントローラと、を含むモータ駆動装置であって、
前記モータ駆動装置は、
設定直軸電流を生成する直軸電流生成モジュールと、
前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する第１減算器と、
静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する逆起電力検出モジュールと、
前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成する逆起電力生成モジュールと、
前記現在の逆起電力と前記設定逆起電力との減算を行って、逆起電力差を取得する第２減算器と、
前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力する逆起電力コントローラと、
前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する第３減算器と、
前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて、直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する電流コントローラと、
前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する電圧リミッタと、
前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するＰＷＭコントローラと、をさらに含む、
ことを特徴とするモータ駆動装置。 A CLARK converter that coordinates-converts the stator current and outputs a horizontal-axis current component and a straight-axis current component in a stationary coordinate system;
A PARK converter for converting a horizontal axis current component and a direct axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a direct axis current component in a rotating coordinate system;
A position calculator for detecting the position of the motor rotor and outputting a position feedback signal based on the position of the motor rotor;
A speed calculation module that outputs a rotor electrical angular speed based on the position feedback signal;
A speed controller that outputs a speed controller output signal based on the rotor electrical angular speed, and a motor drive device comprising:
The motor driving device is
A direct current generator for generating a set direct current,
A first subtractor for subtracting the set axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain a axis current difference;
The horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system are detected, and the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage in the stationary coordinate system are detected. A back electromotive force detection module that obtains the current back electromotive force based on the components;
A back electromotive force generation module that generates a set back electromotive force based on the speed controller output signal;
A second subtractor that subtracts the current back electromotive force and the set back electromotive force to obtain a back electromotive force difference;
A back electromotive force controller that outputs a set horizontal axis current value based on the back electromotive force difference;
A third subtractor that obtains a horizontal axis current difference by subtracting the set horizontal axis current from the horizontal axis current component in the rotating coordinate system;
A current controller that outputs a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference;
A voltage limiter that performs coordinate transformation of the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component based on the position feedback signal, and outputs a direct-axis voltage and a horizontal-axis voltage in a stationary coordinate system;
A PWM controller that converts the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage;
The motor drive device characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。 The process in which the back electromotive force detection module obtains the current back electromotive force based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system is specifically described below. Is to output the current back electromotive force after calculating by
The motor driving apparatus according to claim 1.
前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するステップと、
モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力するステップと、
前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力するステップと、
設定直軸電流を生成し、前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得するステップと、
静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップと、
前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成し、前記現在の逆起電力と前記設定逆起電力との減算を行って、逆起電力差を取得し、前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力するステップと、
前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得するステップと、
前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力するステップと、
前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力するステップと、
前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するステップと、を含む、
ことを特徴とするモータ駆動方法。 Converting the stator current to a coordinate and outputting a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system;
Converting the horizontal axis current component and the direct axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a direct axis current component in the rotating coordinate system;
Detecting the position of the motor rotor and outputting a position feedback signal based on the position of the motor rotor;
Outputting a rotor electrical angular velocity based on the position feedback signal, and outputting a speed controller output signal based on the rotor electrical angular velocity;
Generating a set axis current, subtracting the set axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain a axis current difference;
The horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system are detected, and the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage in the stationary coordinate system are detected. Obtaining a current back electromotive force based on the components;
Generate a set back electromotive force based on the speed controller output signal, subtract the current back electromotive force and the set back electromotive force, obtain a back electromotive force difference, and based on the back electromotive force difference Outputting a set horizontal axis current value,
Subtracting the set horizontal axis current and the horizontal axis current component in the rotating coordinate system to obtain a horizontal axis current difference;
Outputting a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference;
Transforming the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component based on the position feedback signal to output a direct-axis voltage and a horizontal-axis voltage in a stationary coordinate system;
Converting the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage,
The motor drive method characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項３に記載のモータ駆動方法。 The step of obtaining the current back electromotive force based on the horizontal axis current component in the static coordinate system, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component and the direct axis voltage component is specifically calculated by the following formula: Is to output the current back electromotive force,
The motor driving method according to claim 3.
前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するＰＡＲＫ変換器と、
モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力する位置算出器と、
前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力する速度算出モジュールと、
前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力する速度コントローラと、を含むモータ駆動装置であって、
前記モータ駆動装置は、
設定直軸電流を生成する直軸電流生成モジュールと、
前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得する第１減算器と、
静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得する逆起電力検出モジュールと、
前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成する逆起電力生成モジュールと、
逆起電力調節値を生成する抗速度飽和モジュールと、
前記現在の逆起電力と、前記設定逆起電力及び前記逆起電力調節値との減算を行って、逆起電力差を取得する第２減算器と、
前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力し、前記設定横軸電流値を前記抗速度飽和モジュールに出力して、前記逆起電力調節値を生成するように前記抗速度飽和モジュールを駆動する逆起電力コントローラと、
前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得する第３減算器と、
前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力する電流コントローラと、
前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力する電圧リミッタと、
前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するＰＷＭコントローラと、をさらに含む、
ことを特徴とするモータ駆動装置。 A CLARK converter that coordinates-converts the stator current and outputs a horizontal-axis current component and a straight-axis current component in a stationary coordinate system;
A PARK converter for converting a horizontal axis current component and a direct axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a direct axis current component in a rotating coordinate system;
A position calculator for detecting the position of the motor rotor and outputting a position feedback signal based on the position of the motor rotor;
A speed calculation module that outputs a rotor electrical angular speed based on the position feedback signal;
A speed controller that outputs a speed controller output signal based on the rotor electrical angular speed, and a motor drive device comprising:
The motor driving device is
A direct current generator for generating a set direct current,
A first subtractor for subtracting the set axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain a axis current difference;
The horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system are detected, and the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage in the stationary coordinate system are detected. A back electromotive force detection module that obtains the current back electromotive force based on the components;
A back electromotive force generation module that generates a set back electromotive force based on the speed controller output signal;
An anti-speed saturation module for generating a back electromotive force adjustment value;
Subtracting the current back electromotive force from the set back electromotive force and the back electromotive force adjustment value to obtain a back electromotive force difference;
The coercive force saturation module outputs a set horizontal axis current value based on the back electromotive force difference, outputs the set horizontal axis current value to the coercive force saturation module, and generates the counter electromotive force adjustment value. A back electromotive force controller that drives
A third subtractor that obtains a horizontal axis current difference by subtracting the set horizontal axis current from the horizontal axis current component in the rotating coordinate system;
A current controller that outputs a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference;
A voltage limiter that performs coordinate transformation of the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component based on the position feedback signal, and outputs a direct-axis voltage and a horizontal-axis voltage in a stationary coordinate system;
A PWM controller that converts the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage;
The motor drive device characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ駆動装置。 The process in which the back electromotive force detection module obtains the current back electromotive force based on the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system is specifically described below. Is to output the current back electromotive force after calculating by
The motor driving device according to claim 5, wherein
ことを特徴とするモータ。 A motor including an inverter module and a motor module, further including the motor drive device according to any one of claims 1, 2, 5, and 6.
A motor characterized by that.
前記静止座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とを回転座標系における横軸電流成分と直軸電流成分とに変換するステップと、
モータロータの位置を検出し、前記モータロータの位置に基づいて位置フィードバック信号を出力するステップと、
前記位置フィードバック信号に基づいてロータ電気角速度を出力し、前記ロータ電気角速度に基づいて速度コントローラ出力信号を出力するステップと、
設定直軸電流を生成し、前記設定直軸電流と前記回転座標系における直軸電流成分との減算を行って、直軸電流差を取得するステップと、
静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分を検出し、前記静止座標系における横軸電流成分、直軸電流成分、横軸電圧成分及び直軸電圧成分に基づいて現在の逆起電力を取得するステップと、
前記速度コントローラ出力信号に基づいて設定逆起電力を生成し、且つ逆起電力調節値を生成し、前記現在の逆起電力と、前記設定逆起電力及び前記逆起電力調節値との減算を行って、逆起電力差を取得し、前記逆起電力差に基づいて設定横軸電流値を出力し、前記設定横軸電流値に基づいて前記逆起電力調節値を生成するステップと、
前記設定横軸電流と前記回転座標系における横軸電流成分との減算を行って、横軸電流差を取得するステップと、
前記直軸電流差と前記横軸電流差とに基づいて直軸電圧成分と横軸電圧成分とを出力するステップと、
前記位置フィードバック信号に基づいて前記直軸電圧成分と前記横軸電圧成分とを座標変換して、静止座標系における直軸電圧と横軸電圧とを出力するステップと、
前記直軸電圧と前記横軸電圧とを三相交流電圧に変換するステップと、を含む、
ことを特徴とするモータ駆動方法。 Detecting a stator current of a motor, converting the stator current to a coordinate, and outputting a horizontal axis current component and a straight axis current component in a stationary coordinate system;
Converting the horizontal axis current component and the direct axis current component in the stationary coordinate system into a horizontal axis current component and a direct axis current component in the rotating coordinate system;
Detecting the position of the motor rotor and outputting a position feedback signal based on the position of the motor rotor;
Outputting a rotor electrical angular velocity based on the position feedback signal, and outputting a speed controller output signal based on the rotor electrical angular velocity;
Generating a set axis current, subtracting the set axis current and the axis current component in the rotating coordinate system to obtain a axis current difference;
The horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage component in the stationary coordinate system are detected, and the horizontal axis current component, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component, and the direct axis voltage in the stationary coordinate system are detected. Obtaining a current back electromotive force based on the components;
A set back electromotive force is generated based on the speed controller output signal and a back electromotive force adjustment value is generated, and the current back electromotive force is subtracted from the set back electromotive force and the back electromotive force adjustment value. Performing, obtaining a back electromotive force difference, outputting a set horizontal axis current value based on the back electromotive force difference, and generating the back electromotive force adjustment value based on the set horizontal axis current value;
Subtracting the set horizontal axis current and the horizontal axis current component in the rotating coordinate system to obtain a horizontal axis current difference;
Outputting a direct-axis voltage component and a horizontal-axis voltage component based on the direct-axis current difference and the horizontal-axis current difference;
Transforming the direct-axis voltage component and the horizontal-axis voltage component based on the position feedback signal to output a direct-axis voltage and a horizontal-axis voltage in a stationary coordinate system;
Converting the direct-axis voltage and the horizontal-axis voltage into a three-phase AC voltage,
The motor drive method characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動方法。 The step of obtaining the current back electromotive force based on the horizontal axis current component in the static coordinate system, the direct axis current component, the horizontal axis voltage component and the direct axis voltage component is specifically calculated by the following formula: Is to output the current back electromotive force,
The motor driving method according to claim 8, wherein:
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