JP7163988B2 - 電力変換装置、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本実施形態に係る電力変換装置1は、モータ20(電動機)に駆動電力を供給する装置である。モータ20は、ロータが磁極を有する同期電動機である。ロータが磁極を有する同期電動機の具体例としては、永久磁石型の同期電動機等が挙げられる。永久磁石型の同期電動機の具体例としては、SPM(Surface Permanent Magnet)モータ、IPM(Interior Permanent Magnet)モータ等が挙げられる。モータ20は、ロータが突極性を有する同期電動機であってもよい。ロータが突極性を有する同期電動機の具体例としては、IPMモータ等が挙げられる。
続いて、制御方法の一例として、制御回路100が実行するモータ20の起動制御手順を例示する。この手順は、電力変換回路10からモータ20に探索出力を供給させることと、探索出力に対する応答に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定することと、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させることと、差分を評価することとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、差分の評価結果に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の極性を推定することと、を含む。
以上に説明したように、電力変換装置1は、電力変換回路10からモータ20に探索出力を供給させる第1探索制御部112と、探索出力に対する応答に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の位置を推定する磁極位置推定部113と、磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部114と、パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を電力変換回路10からモータ20に供給させる第2探索制御部115と、正パルス出力に対する応答の大きさと、負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部116と、パルス供給条件を変更することと、変更後のパルス供給条件に従い第2探索制御部115に正パルス出力及び負パルス出力を供給させることと、差分評価部116に差分を評価させることとを、差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返す条件変更部117と、差分の評価結果に基づいてモータ20の少なくとも一つの磁極の極性を推定する極性推定部118と、を備える。
Claims (15)
- 電力変換回路から電動機に探索出力を供給させる第1探索制御部と、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の磁極の位置を推定する磁極位置推定部と、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部と、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させる第2探索制御部と、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部と、
前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルの方向を、前記磁極の位置に対して相対的に変えるように前記パルス供給条件を変更することと、変更後の前記パルス供給条件に従い前記第2探索制御部に前記正パルス出力及び前記負パルス出力を供給させることと、前記差分評価部に前記差分を評価させることとを、前記差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返す条件変更部と、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定する極性推定部と、を備える電力変換装置。 - 前記条件設定部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが前記磁極を通るように前記パルス供給条件を設定する、請求項1記載の電力変換装置。
- 前記電動機は、前記磁極の回転方向に沿って所定の角度ピッチで並ぶ複数のコイルを備え、
前記条件変更部は、前記角度ピッチに基づいて前記磁束ベクトルの方向の変更角度を特定し、前記変更角度に応じて前記磁束ベクトルの方向を変えるように前記パルス供給条件を変更するように前記パルス供給条件を変更する、請求項2記載の電力変換装置。 - 前記条件変更部は、実質的に、前記角度ピッチの半ピッチを奇数倍した角度で前記磁束ベクトルの方向を変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項3記載の電力変換装置。
- 前記磁極位置推定部は、前記探索出力における電圧と電流との関係に基づいて、前記電動機の第2磁極の位置を更に推定し、
前記条件設定部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが前記磁極を通るように前記パルス供給条件を設定し、
前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルが前記第2磁極を通るように前記パルス供給条件を変更する、請求項2~4のいずれか一項記載の電力変換装置。 - 前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の大きさを変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項1~5のいずれか一項記載の電力変換装置。
- 前記条件変更部は、前記正パルス出力及び前記負パルス出力の幅を変えるように前記パルス供給条件を変更する、請求項1~6のいずれか一項記載の電力変換装置。
- 前記電動機は、前記磁極の位置の変化を検出するセンサを更に備え、
前記電力変換装置は、
前記磁極位置推定部による前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新する磁極位置更新部と、
前記磁極位置更新部により更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記極性推定部による前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させる駆動制御部と、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知するエラー検知部と、を更に備える、請求項1~7のいずれか一項記載の電力変換装置。 - 前記極性推定部は、前記エラー検知部により前記推定エラーが検知された場合に、前記磁極の極性の推定結果を反転させる、請求項8記載の電力変換装置。
- 磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させる第1探索制御部と、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の前記磁極の位置を推定する磁極位置推定部と、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定する条件設定部と、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させる第2探索制御部と、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価する差分評価部と、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定する極性推定部と、
前記磁極位置推定部による前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新する磁極位置更新部と、
前記磁極位置更新部により更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記極性推定部による前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させる駆動制御部と、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知するエラー検知部と、を備える電力変換装置。 - 前記極性推定部は、前記エラー検知部により前記推定エラーが検知された場合に、前記磁極の極性の推定結果を反転させる、請求項10記載の電力変換装置。
- 電力変換回路から電動機に探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルの方向を、前記磁極の位置に対して相対的に変えるように前記パルス供給条件を変更することと、変更後の前記パルス供給条件に従い前記正パルス出力及び前記負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、前記差分を評価することとを、前記差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、を含む制御方法。 - 磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の前記磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新することと、
更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させることと、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知することと、を含む制御方法。 - 電力変換回路から電動機に探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記正パルス出力及び前記負パルス出力の供給により生じる磁束ベクトルの方向を、前記磁極の位置に対して相対的に変えるように前記パルス供給条件を変更することと、変更後の前記パルス供給条件に従い前記正パルス出力及び前記負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、前記差分を評価することとを、前記差分の評価結果が所定のレベルを超えるまで繰り返すことと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、を装置に実行させるためのプログラム。 - 磁極の位置の変化を検出するセンサを有する電動機に対し、電力変換回路から探索出力を供給させることと、
前記探索出力に対する応答に基づいて前記電動機の前記磁極の位置を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果に応じてパルス供給条件を設定することと、
前記パルス供給条件に従い正パルス出力及び負パルス出力を前記電力変換回路から前記電動機に供給させることと、
前記正パルス出力に対する応答の大きさと、前記負パルス出力に対する応答の大きさとの差分を評価することと、
前記差分の評価結果に基づいて前記磁極の極性を推定することと、
前記磁極の位置の推定結果を、前記センサによる検出結果に基づいて更新することと、
更新された前記磁極の位置の推定結果と、前記磁極の極性の推定結果とに基づいて、前記電力変換回路から前記電動機に駆動電力を供給させることと、
前記駆動電力の供給に応じて、前記センサにより検出された前記磁極の位置の変化方向に基づいて、前記磁極の極性の推定エラーを検知することと、を装置に実行させるためのプログラム。
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CN107846166A (zh) | 2016-09-20 | 2018-03-27 | 株式会社安川电机 | 电机的初始磁极位置检测方法和装置、电力变换装置 |
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