JPH07327383A - Controller for permanent magnet polyphase synchronous motor - Google Patents

Controller for permanent magnet polyphase synchronous motor

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JPH07327383A
JPH07327383A JP6117137A JP11713794A JPH07327383A JP H07327383 A JPH07327383 A JP H07327383A JP 6117137 A JP6117137 A JP 6117137A JP 11713794 A JP11713794 A JP 11713794A JP H07327383 A JPH07327383 A JP H07327383A
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Japan
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phase
current
command
synchronous motor
output
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JP6117137A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumasa Matsuoka
岡 一 正 松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To alleviate the torque pulsation of a synchronous motor and to prevent the decrease of its efficiency by controlling the gate of a single phase PWM inverter based on a second voltage command of a deviation from a first voltage command and a carrier having a predetermined peak value. CONSTITUTION:An induced voltage by a self-inductance or self and mutual inductances is calculated by differential circuits 1011-101n based on load current detected values If1-If3 of the respective phases. A second voltage command epsilonv of a deviation from a first voltage command is calculated by an adder 16. The command epsilonv is that in which a current distortion due to its inductance is removed. The gate of a single phase PWM inverter is controlled by a gate control circuit 20 based on the command epsilonv and a carrier having a predetermined peak value. Thus, the influence of the distortion due to the inductance is removed. The torque pulsation generated in a permanent magnet polyphase synchronous motor can be alleviated, and the decrease of its efficiency can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、各相の相電流が各相に
対応して設けられた単相ＰＷＭインバータによって駆動
される永久磁石多相同期電動機の制御装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a controller for a permanent magnet multiphase synchronous motor driven by a single-phase PWM inverter provided with a phase current of each phase corresponding to each phase.

【０００２】[0002]

【従来の技術】各相の相電流が各相に対応して設けられ
た単相ＰＷＭインバータによって駆動される永久磁石多
相同期電動機（以下、同期電動機ともいう）の駆動装置
の一般的な構成を図３に示す。この同期電動機５０はｎ
相の同期電動機であって、各相の相電流は各相ｉ（ｉ＝
１，……ｎ）に対応して設けられた単相ＰＷＭ（PulseW
idth Modulation）インバータ４０ｉによって駆動され
る。各単相ＰＷＭインバータ４０ｉ（ｉ＝１，……ｎ）
はＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）Ｓ
kj（ｋ，ｊ＝１，２）とダイオードＤkjとを逆並列に接
続した逆並列回路をブリッジに接続したインバータ回路
４２と、相電流を検出する電流検出器４４とを有してい
る。そして、この各単相ＰＷＭインバータ４０i には所
定の直流電圧Ｖ0 が与えられる。この直流電圧Ｖ0 は交
流電源３０からの三相交流電力を交流リアクトル３１、
電流検出器３２、３相ＰＷＭコンバータ３３、電圧検出
回路３４、および電流制御回路３５によって変換したも
のである。すなわち、各単相ＰＷＭインバータ４０i に
与えられる直流電圧Ｖ0 を平滑化する平滑化コンデンサ
３８の両端の電圧を電圧検出回路３４によって検出し、
この検出された電圧と、交流電源３０から出力される交
流電圧の電圧値と、電流検出器３２によって検出された
電流値に基づいて、電流制御回路３５が３相ＰＷＭコン
バータ内のＩＧＢＴのゲート信号を制御することにより
電流３０からの電圧と同位相の電流をとりながら、すな
わち、入力力率１．０を維持しながら直流電圧Ｖ0 を確
立する。なお、電流検出器３２は交流電源３０から交流
リアクトル３１を介して３相ＰＷＭコンバータ３３に送
出され電流を検出する。2. Description of the Related Art A general structure of a drive unit for a permanent magnet multi-phase synchronous motor (hereinafter, also referred to as a synchronous motor) driven by a single-phase PWM inverter provided with a phase current of each phase corresponding to each phase. Is shown in FIG. This synchronous motor 50 has n
It is a synchronous motor of each phase, and the phase current of each phase is i (i =
1, ... n) single-phase PWM (PulseW)
idth Modulation) Driven by an inverter 40i. Each single-phase PWM inverter 40i (i = 1, ... N)
Is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) S
It has an inverter circuit 42 in which an antiparallel circuit in which kj (k, j = 1, 2) and a diode D kj are connected in antiparallel is connected to a bridge, and a current detector 44 which detects a phase current. A predetermined DC voltage V 0 is applied to each single-phase PWM inverter 40 i . This DC voltage V 0 is obtained by converting the three-phase AC power from the AC power supply 30 into the AC reactor 31,
It is converted by the current detector 32, the three-phase PWM converter 33, the voltage detection circuit 34, and the current control circuit 35. That is, the voltage across the smoothing capacitor 38 that smoothes the DC voltage V 0 given to each single-phase PWM inverter 40 i is detected by the voltage detection circuit 34,
Based on the detected voltage, the voltage value of the AC voltage output from the AC power supply 30, and the current value detected by the current detector 32, the current control circuit 35 causes the gate signal of the IGBT in the three-phase PWM converter. while maintaining a current of the voltage having the same phase from the current 30 by controlling, i.e., establishing a DC voltage V 0 while maintaining the input power factor 1.0. The current detector 32 detects the current sent from the AC power supply 30 to the three-phase PWM converter 33 via the AC reactor 31.

【０００３】そして、このような同期電動機５０を駆動
する単相ＰＷＭインバータ４０i （ｉ＝１，……ｎ）の
ＩＧＢＴのゲートは、制御装置１００によって同期電動
機５０の速度が所定の速度となるように制御される。The gate of the IGBT of the single-phase PWM inverter 40 i (i = 1, ... N) for driving the synchronous motor 50 is controlled by the control device 100 so that the speed of the synchronous motor 50 becomes a predetermined speed. Controlled as.

【０００４】同期電動機５０の速度を制御する従来の制
御装置１００の構成を図４に示す。この従来の制御装置
１００はＦ／Ｖ変換器２と、速度設定器３と、加算器４
と、速度制御回路５と、パターン発生回路６と、乗算器
７と、加算器８と、電流制御回路９と、ＰＷＭ用三角波
発生回路１８と、比較器１９と、ゲート制御回路２０と
を有している。なお、Ｆ／Ｖ変換器２、速度設定器３、
加算器４、速度制御回路５、およびパターン発生回路６
は各相に対して共通に設けられているが、それ以外の構
成要素は各相毎に設けられている。FIG. 4 shows the configuration of a conventional control device 100 for controlling the speed of the synchronous motor 50. This conventional control device 100 includes an F / V converter 2, a speed setter 3, and an adder 4
A speed control circuit 5, a pattern generation circuit 6, a multiplier 7, an adder 8, a current control circuit 9, a PWM triangular wave generation circuit 18, a comparator 19, and a gate control circuit 20. is doing. In addition, the F / V converter 2, the speed setting device 3,
Adder 4, speed control circuit 5, and pattern generation circuit 6
Is provided in common for each phase, but the other components are provided for each phase.

【０００５】次にこの従来の制御装置の構成と作用を説
明する。まず、同期電動機５０の回転軸に連結されたパ
ルスジェネレータ６０から単位時間当たりのパルス数が
同期電動機５０の回転速度に比例したパスルＰs が出力
されてＦ／Ｖ変換器２に送出される。すると、上記パル
スＰs はこのＦ／Ｖ変換器２において同期電動機５０の
回転速度Ｖに対応した電圧に変換される。そして、この
回転速度Ｖと速度設定器３からの速度指令値Ｖ0 ＊との
偏差εN （＝Ｖ0 ＊−Ｖ）が加算器４において演算さ
れ、速度制御回路５に送出される。すると速度制御回路
５から上記偏差εN が零となる同期電動５０の負荷電流
の波高値指令Ｉr が出力され、乗算器７に送出される。
一方、Ｆ／Ｖ変換器２の出力に基づいて同期電動機５０
の第１相乃至第ｎ相の逆起電力の位相と一致した、波高
値が単位長さの方形波がパターン発生回路６から出力さ
れ、各相毎に設けられた対応する乗算器に送出される。
なお、図４は制御装置１００の、第１相の位相電流を制
御する制御部分を示したものであるから、パターン発生
回路６の出力は乗算器７に送出される。すると、速度制
御回路５の出力Ｉr とパターン発生回路６の出力との積
である、負荷電流指令Ｉm が乗算器７から出力され、加
算器８に送出される。加算器８においては、負荷電流指
令Ｉm と電流検出器４４（図３参照）によって検出され
た第１相の電流検出値Ｉf との偏差εI （Ｉm −Ｉf ）
が演算され、電流制御回路９に送出される。そしてこの
偏差εI が零となる制御信号（電圧値）εI ＊が電流制
御回路９から出力される。一方、ＰＷＭ用三角波発生回
路（以下、ＴＲＧともいう）１８からはＰＷＭインバー
タの搬送波となる波高値一定の交流三角波Ｖa が発生さ
れる。そして、電流制御回路９の出力εI ＊とＴＲＧ１
８の出力Ｖa が比較器１９において比較され、εI ＊≧
Ｖa のとき“１”となる信号が、εI ＊＜Ｖa のとき
“０”となる信号が比較器１９から出力されてゲート制
御回路２０に送出される。そして比較器１９の出力信号
に基づいて、単相ＰＷＭインバータ４０1 のインバータ
４２のＩＧＢＴがゲート制御回路２０によって制御され
る。例えば、比較器１９の出力信号が“１”のとき、Ｉ
ＧＢＴのＳ12とＳ13をオンさせ、Ｓ11とＳ14をオフさせ
る。逆に比較器１９の出力信号が“０”のとき、ＩＧＢ
ＴのＳ12とＳ13をオフさせ、Ｓ11とＳ14をオンさせる。
これにより電動機５０の第１相の相電流が制御される。Next, the structure and operation of this conventional control device will be described. First, the pulse generator 60 connected to the rotary shaft of the synchronous motor 50 outputs a pulse P s in which the number of pulses per unit time is proportional to the rotational speed of the synchronous motor 50 and sends it to the F / V converter 2. Then, the pulse P s is converted into a voltage corresponding to the rotation speed V of the synchronous motor 50 in the F / V converter 2. Then, a deviation ε N (= V 0 * -V) between this rotation speed V and the speed command value V 0 * from the speed setting device 3 is calculated in the adder 4 and sent to the speed control circuit 5. Then, the speed control circuit 5 outputs the peak value command I r of the load current of the synchronous electric motor 50 that makes the deviation ε N zero, and sends it to the multiplier 7.
On the other hand, based on the output of the F / V converter 2, the synchronous motor 50
A square wave having a peak value of a unit length, which coincides with the phases of the back electromotive forces of the first to n-th phases, is output from the pattern generation circuit 6 and is sent to the corresponding multiplier provided for each phase. It
Since FIG. 4 shows a control part for controlling the phase current of the first phase of the control device 100, the output of the pattern generation circuit 6 is sent to the multiplier 7. Then, the load current command I m , which is the product of the output I r of the speed control circuit 5 and the output of the pattern generation circuit 6, is output from the multiplier 7 and sent to the adder 8. In the adder 8, a deviation ε I (I m −I f ) between the load current command I m and the detected current value I f of the first phase detected by the current detector 44 (see FIG. 3).
Is calculated and sent to the current control circuit 9. Then, the control signal (voltage value) ε I * at which this deviation ε I becomes zero is output from the current control circuit 9. On the other hand, a PWM triangular wave generating circuit (hereinafter, also referred to as TRG) 18 generates an AC triangular wave Va having a constant peak value, which serves as a carrier wave of the PWM inverter. Then, the output ε I * of the current control circuit 9 and TRG1
The outputs V a of 8 are compared in the comparator 19, and ε I * ≧
A signal which becomes “1” when Va is output and a signal which becomes “0” when ε I * <V a is output from the comparator 19 and sent to the gate control circuit 20. Then, based on the output signal of the comparator 19, the IGBT of the inverter 42 of the single-phase PWM inverter 40 1 is controlled by the gate control circuit 20. For example, when the output signal of the comparator 19 is "1", I
Turn on S 12 and S 13 of the GBT and turn off S 11 and S 14 . On the contrary, when the output signal of the comparator 19 is "0", the IGB
Turn off S 12 and S 13 of T, and turn on S 11 and S 14 .
This controls the phase current of the first phase of the electric motor 50.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような永久磁石多
相電動機の制御装置において、単相ＰＷＭインバータ４
０1 ，４０2 ，……４０n で各相の電流を制御する場合
を考える。今、第ｉ相の単相ＰＷＭインバータ４０i の
端子電圧をＶi 、相電流をＩi 、抵抗をＲi 、自己イン
ダクタンスをＬi 、相互インダクタンスをＭi 、逆起電
力をＶciとすると、第１相の単相ＰＷＭインバータ４０
1 の端子電圧Ｖ1 は次の（１）式で表される。In the control device for such a permanent magnet polyphase motor, the single-phase PWM inverter 4 is used.
Consider the case where the current of each phase is controlled by 0 1 , 40 2 , ... 40 n . Now, assuming that the terminal voltage of the i-th phase single-phase PWM inverter 40 i is V i , the phase current is I i , the resistance is R i , the self-inductance is L i , the mutual inductance is M i , and the counter electromotive force is V ci. , First-phase single-phase PWM inverter 40
The terminal voltage V 1 of the 1 is expressed by the following equation (1).

【０００７】[0007]

【数１】 ここでＭi ｄＩi ／ｄｔ（ｉ＝２，…ｎ）は第ｉ相の単
相ＰＷＭインバータ４０ｉの電流Ｉi が変化したとき
の、第１相の単相ＰＷＭインバータ４０1 の誘導電圧を
表している。この影響によって第１相の電流が歪み、永
久磁石多相同期電動機５０が発生するトルクに脈動が生
じ、効率が低下するという問題があった。[Equation 1] Here, M i dI i / dt (i = 2, ... N) is the induced voltage of the first-phase single-phase PWM inverter 40 1 when the current I i of the i- th phase single-phase PWM inverter 40 i changes. It represents. Due to this effect, the current of the first phase is distorted, the torque generated by the permanent magnet multiphase synchronous motor 50 pulsates, and there is a problem that the efficiency is reduced.

【０００８】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、効率の低下を可及的に防止することのできる
永久磁石多相同期電動機の制御装置を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a control device for a permanent magnet multi-phase synchronous motor, which can prevent a decrease in efficiency as much as possible.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明による永久磁石多
相同期電動機の制御装置の第１の態様は、直流出力をパ
ルス幅変調して交流に変換する単相ＰＷＭインバータが
各相毎に設けられて各相の相電流が対応する単相インバ
ータによって調節される永久磁石多相同期電動機におい
て、前記同期電動機の速度設定値と速度検出値との偏差
が零となる前記同期電動機の負荷電流の波高値指令を出
力する速度制御回路と、前記速度検出値に基づいて各相
毎に各相の逆起電力の位相と一致した方形波を出力する
パターン発生回路と、前記速度制御回路の出力と前記パ
ターン発生回路の出力を乗算して各相の負荷電流指令を
出力する乗算回路と、各相の前記電流負荷指令と対応す
る相の電流検出値との偏差が零となる第１の電圧指令を
出力する電流制御回路と、各相の負荷電流の検出値を微
分し、自己インダクタンスおよび相互インダクタンスに
よる各相の誘導電圧を演算する誘導電圧演算手段と、前
記第１の電圧指令と前記誘導電圧との偏差である第２の
電圧指令、および波高値一定の搬送波に基づいて前記単
相ＰＷＭインバータ各々のゲートを制御するゲート制御
回路と、を備えていることを特徴とする。According to a first aspect of a controller for a permanent magnet multi-phase synchronous motor of the present invention, a single-phase PWM inverter for pulse-width modulating a DC output to convert it into an AC is provided for each phase. In the permanent magnet multi-phase synchronous motor in which the phase current of each phase is adjusted by the corresponding single-phase inverter, in the load current of the synchronous motor, the deviation between the speed setting value and the speed detection value of the synchronous motor becomes zero. A speed control circuit that outputs a peak value command, a pattern generation circuit that outputs a square wave that matches the phase of the back electromotive force of each phase based on the speed detection value, and an output of the speed control circuit A first voltage command that makes the deviation between the multiplication circuit that multiplies the output of the pattern generation circuit to output the load current command of each phase and the current detection value of the corresponding phase of the current load command of each phase becomes zero Output current control A path, an induced voltage calculation means for differentiating the detected value of the load current of each phase and calculating an induced voltage of each phase due to self-inductance and mutual inductance, and a deviation between the first voltage command and the induced voltage. And a gate control circuit that controls the gate of each of the single-phase PWM inverters based on the second voltage command and the carrier wave having a constant peak value.

【００１０】又、本発明による永久磁石多相同期電動機
の制御装置の第２の態様は、直流出力をパルス幅変調し
て交流に変換する単相ＰＷＭインバータが各相毎に設け
られて各相の相電流が対応する単相インバータによって
調節される永久磁石多相同期電動機において、前記同期
電動機の速度設定値と速度検出値との偏差が零となる前
記同期電動機の負荷電流の波高値指令を出力する速度制
御回路と、前記速度検出値に基づいて各相毎に各相の逆
起電力の位相と一致した方形波を出力するパターン発生
回路と、前記速度制御回路の出力と前記パターン発生回
路の出力を乗算して各相の負荷電流指令を出力する乗算
回路と、各相の前記電流負荷指令と対応する相の電流検
出値との偏差が零となる第１の電圧指令を出力する電流
制御回路と、各相の負荷電流の検出値を微分し、自己イ
ンダクタンスによる各相の誘導電圧を演算する誘導電圧
演算手段と、前記パターン発生回路の出力に基づいてど
の相の電流目標値が変化したかを判定し、前記誘導電圧
の出力タイミングを検出するタイミング検出回路と、前
記タイミング検出回路の出力に基づいて前記誘導電圧を
同期させ、この誘導電圧と前記第１の電圧指令との偏差
である第２の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記第２の電圧指令および波高値一定の搬送波に基づい
て前記単相ＰＷＭインバータ各々のゲートを制御するゲ
ート制御回路と、を備えていることを特徴とする。In a second aspect of the controller for a permanent magnet multi-phase synchronous motor according to the present invention, a single-phase PWM inverter for pulse-width modulating a DC output to convert it into AC is provided for each phase. In a permanent magnet multi-phase synchronous motor in which the phase current of the is adjusted by a corresponding single-phase inverter, a peak value command of the load current of the synchronous motor in which the deviation between the speed setting value and the speed detection value of the synchronous motor becomes zero. A speed control circuit for outputting, a pattern generating circuit for outputting a square wave matching the phase of the counter electromotive force of each phase based on the speed detection value, an output of the speed controlling circuit and the pattern generating circuit And a multiplication circuit that outputs the load current command of each phase by multiplying the output of the current, and the current that outputs the first voltage command that causes the deviation between the current load command of each phase and the current detection value of the corresponding phase to be zero. Control circuit and each phase Differentiate the detected value of the load current, and determine which phase the current target value has changed based on the output of the pattern generation circuit and the induced voltage calculation means that calculates the induced voltage of each phase due to the self-inductance. A timing detection circuit that detects the output timing of the induced voltage is synchronized with the induced voltage based on the output of the timing detection circuit, and a second voltage command that is a deviation between the induced voltage and the first voltage command is generated. Voltage command calculating means for calculating,
And a gate control circuit that controls the gate of each of the single-phase PWM inverters based on the second voltage command and a carrier wave having a constant peak value.

【００１１】[0011]

【作用】上述のように構成された本発明による永久磁石
多相同期電動機の制御装置によれば、各相の負荷電流検
出値に基づいて自己インダクタンス分、または自分およ
び相互インダクタンス分による誘導電圧が誘導電圧演算
手段によって演算される。そして、第１の電圧指令との
偏差である第２の電圧指令が演算される。この第２の電
圧指令はインダクタンスによる電流歪を除去したもので
ある。この第２の電圧指令と波高値一定の搬送波とに基
づいて単相ＰＷＭインバータのゲートがゲート制御回路
によって制御される。According to the controller for a permanent magnet multi-phase synchronous motor of the present invention configured as described above, the self-inductance component or the induced voltage caused by itself and the mutual inductance component is detected based on the load current detection value of each phase. It is calculated by the induced voltage calculation means. Then, a second voltage command that is a deviation from the first voltage command is calculated. This second voltage command removes the current distortion due to the inductance. The gate of the single-phase PWM inverter is controlled by the gate control circuit based on the second voltage command and the carrier wave having a constant peak value.

【００１２】これにより、インダンタクンスによる電流
歪の影響分を除去することが可能となり、永久磁石多相
同期電動機に発生するトルクの脈動を軽減することがで
き、効率の低下を可及的に防止することができる。This makes it possible to eliminate the influence of current distortion due to inductance, reduce the pulsation of the torque generated in the permanent magnet multiphase synchronous motor, and reduce the efficiency as much as possible. Can be prevented.

【００１３】[0013]

【実施例】本発明による永久磁石多相同期電動機の制御
装置の第１の実施例の構成を図１に示す。この実施例の
制御装置１は図４に示す従来の制御装置１００におい
て、微分回路１０ij（ｉ，ｊ＝１，…ｎ）と、加算器１
６とを新たに設けたものである。なお、加算器１６は各
相毎に、各相の電流制御回路９と比較器１９との間に設
けられる。微分回路１０ijは第ｊ相の電流検出値Ｉfjを
微分して出力電圧ＫijｄＩfj／ｄｔを第ｉ相の制御部の
比較器１６に送出するものである。ここでＫij（ｉ≠
ｊ）は第ｉ相の単相ＰＷＭインバータ４０i の第ｊ相に
対する相互インダクタンスに等しい値であり、Ｋiiは第
ｉ相の自己インダクタンスに等しい値である。FIG. 1 shows the configuration of a first embodiment of a controller for a permanent magnet multiphase synchronous motor according to the present invention. The controller 1 of this embodiment is different from the controller 100 of the related art shown in FIG. 4 in that the differentiating circuit 10 ij (i, j = 1, ... N) and the adder 1
6 is newly provided. The adder 16 is provided for each phase between the current control circuit 9 for each phase and the comparator 19. The differentiating circuit 10 ij differentiates the detected current value I fj of the j-th phase and sends the output voltage K ij dI fj / dt to the comparator 16 of the control section of the i-th phase. Where K ij (i ≠
j) is a value equal to the mutual inductance of the i-th phase single-phase PWM inverter 40 i for the j-th phase, and K ii is a value equal to the self-inductance of the i-th phase.

【００１４】そして、図１に示すように例えば、第１相
の電流制御回路９の出力εI ＊と、微分回路１０11，１
０12，…１０1nの出力Ｋ11ｄＩf1／ｄｔ、Ｋ12ｄＩf2／
ｄｔ，…Ｋ1n／ｄＩfn／ｄｔの差εv 、すなわちThen, as shown in FIG. 1, for example, the output ε I * of the first-phase current control circuit 9 and the differentiation circuit 10 11 , 1
Output of 0 12 , ..., 10 1n K 11 dI f1 / dt, K 12 dI f2 /
dt, ... K 1n / dI fn / dt difference ε v, that is,

【００１５】[0015]

【数２】 が加算器１６において演算され、電圧指令値εv として
比較器１９に送出される。そして、以降は従来の場合と
同様にして比較器１９からゲート制御回路２０に制御信
号が送られて第１相の単相ＰＷＭインバータ４０1 のＩ
ＧＢＴが制御される。[Equation 2] Is calculated in the adder 16 and sent to the comparator 19 as the voltage command value ε v . Then, after that, a control signal is sent from the comparator 19 to the gate control circuit 20 in the same manner as in the conventional case, and the I of the first-phase single-phase PWM inverter 40 1 is transmitted.
The GBT is controlled.

【００１６】なお、第１相以外の他の相も同様にして制
御される。The phases other than the first phase are similarly controlled.

【００１７】このように各相の電圧指令ε1 ＊から自己
インダクタンスおよび相互インダクタンスによる影響分
を除いたものを新たな電圧指令値εv とし、この新たな
電圧指令値に基づいて対応する相の単相ＰＷＭインバー
タ４０i のＩＧＢＴが制御されることにより、各相の電
流歪みを除去することが可能となり、これにより同期電
動機５０に発生するトルクの脈動を軽減でき、効率の低
下を防止することができる。In this way, the voltage command ε 1 * for each phase, which is obtained by removing the influences of the self-inductance and the mutual inductance, is set as a new voltage command value ε v, and the corresponding phase command value is determined based on the new voltage command value ε v . By controlling the IGBT of the single-phase PWM inverter 40 i , it is possible to remove the current distortion of each phase, thereby reducing the pulsation of the torque generated in the synchronous motor 50 and preventing the efficiency from decreasing. You can

【００１８】次に本発明による永久磁石多相同期電動機
の制御装置の第２の実施例の構成を図２に示す。この実
施例の制御装置は図４に示す従来の制御装置１００にお
いて、判定回路１２、微分回路１３、加算器１４、補償
回路１５、および加算器１６を新たに設けたものであ
る。判定回路１２は各相に共通に設けられ、パターン発
生回路６の出力に基づいて、どの相の電流目標値が変化
したかを判定するものである。微分回路１３は各相毎に
設けられ、対応する相の電流検出値Ｉf を微分して自己
インダクタンスによる誘導電圧ＫmsｄＩf ／ｄｔを出力
電圧Ｖm とするものである。この出力電圧Ｖm は各相毎
に設けられた加算器１４において、基準値Ｖm ＊（＝
０）との偏差εm （＝Ｖm ＊−Ｖ）が演算される。そし
て、この偏差εm と、判定回路１２との同期が補償回路
１５において取られ、加算器１６に送出される。この補
償回路１５の出力と電流制御回路９との出力εI ＊の和
が加算器１６において演算され、この和が新たな電圧指
令値εV として比較器１９に送出される。そしてこの電
圧指令値に基づいて比較器１９およびゲート制御回路２
０を介して、対応する相の単相ＰＷＭインバータ４０i
のＩＧＢＴが従来の場合と同様にして制御される。Next, FIG. 2 shows the configuration of a second embodiment of the controller for a permanent magnet multiphase synchronous motor according to the present invention. The control apparatus according to this embodiment is different from the conventional control apparatus 100 shown in FIG. 4 in that a decision circuit 12, a differentiation circuit 13, an adder 14, a compensation circuit 15, and an adder 16 are newly provided. The determination circuit 12 is provided in common for each phase and determines which phase the current target value has changed based on the output of the pattern generation circuit 6. Differentiating circuit 13 is provided for each phase, it is an output voltage V m of induced voltage K ms dI f / dt by the self-inductance by differentiating the current detection value I f of the corresponding phase. This output voltage V m is added to the reference value V m * (=
0) deviation ε m (= V m * -V) is calculated. Then, the deviation ε m and the determination circuit 12 are synchronized with each other in the compensation circuit 15 and sent to the adder 16. The sum of the output of the compensation circuit 15 and the output ε I * of the current control circuit 9 is calculated in the adder 16, and this sum is sent to the comparator 19 as a new voltage command value ε V. Then, based on this voltage command value, the comparator 19 and the gate control circuit 2
0 through the corresponding single-phase PWM inverter 40 i
The IGBT is controlled in the same manner as in the conventional case.

【００１９】このように第２の実施例によれば、自己イ
ンダクタンス分による電流歪みを除去することが可能と
なり、これにより従来の場合に比べて同期電動機５０に
発生するトルク脈動を軽減でき、効率の低下を防止する
ことができる。As described above, according to the second embodiment, it is possible to eliminate the current distortion due to the self-inductance component, which can reduce the torque pulsation generated in the synchronous motor 50 as compared with the conventional case, and improve the efficiency. Can be prevented.

【００２０】[0020]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
ダクタンスによる電流歪の影響分を除去することが可能
となり、永久磁石多相同期電動機に発生するトルクの脈
動を軽減できて、効率の低下を可及的に防止することが
できる。As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate the influence of the current distortion due to the inductance, reduce the pulsation of the torque generated in the permanent magnet polyphase synchronous motor, and improve the efficiency. The decrease can be prevented as much as possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による制御装置の第１の実施例の構成を
示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a control device according to the present invention.

【図２】本発明による制御装置の第２の実施例の構成を
示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the control device according to the present invention.

【図３】永久磁石多相電動機の駆動方式を説明するブロ
ック図。FIG. 3 is a block diagram illustrating a drive system of a permanent magnet polyphase motor.

【図４】従来の制御装置の構成を示すブロック図。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 制御装置 ２ Ｆ／Ｖ変換器 ３ 速度設定器 ４ 加算器 ５ 速度制御回路 ６ パターン発生回路 ７ 乗算器 ８ 加算器 ９ 電流制御回路 １０ij 微分回路 １２ 判定回路 １３ 微分回路 １４ 加算器 １５ 補償回路 １６ 加算器 １８ ＰＷＭ用三角波発生回路 １９ 比較器 ４０i 単相ＰＷＭインバータ ４４ 電流検出器 ５０ 永久磁石多相同期電動機 ６０ パルスジェネレータ1 Control Device 2 F / V Converter 3 Speed Setting Device 4 Adder 5 Speed Control Circuit 6 Pattern Generation Circuit 7 Multiplier 8 Adder 9 Current Control Circuit 10 ij Differentiation Circuit 12 Judgment Circuit 13 Differentiation Circuit 14 Adder 15 Compensation Circuit 16 adder 18 triangular wave generating circuit for PWM 19 comparator 40 i single-phase PWM inverter 44 current detector 50 permanent magnet multi-phase synchronous motor 60 pulse generator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】直流出力をパルス幅変調して交流に変換す
る単相ＰＷＭインバータが各相毎に設けられて各相の相
電流が対応する単相インバータによって調節される永久
磁石多相同期電動機において、 前記同期電動機の速度設定値と速度検出値との偏差が零
となる前記同期電動機の負荷電流の波高値指令を出力す
る速度制御回路と、 前記速度検出値に基づいて各相毎に各相の逆起電力の位
相と一致した方形波を出力するパターン発生回路と、 前記速度制御回路の出力と前記パターン発生回路の出力
を乗算して各相の負荷電流指令を出力する乗算回路と、 各相の前記電流負荷指令と対応する相の電流検出値との
偏差が零となる第１の電圧指令を出力する電流制御回路
と、 各相の負荷電流の検出値を微分し、自己インダクタンス
および相互インダクタンスによる各相の誘導電圧を演算
する誘導電圧演算手段と、 前記第１の電圧指令と前記誘導電圧との偏差である第２
の電圧指令、および波高値一定の搬送波に基づいて前記
単相ＰＷＭインバータ各々のゲートを制御するゲート制
御回路と、 を備えていることを特徴とする永久磁石多相同期電動機
の制御装置。1. A permanent magnet multiphase synchronous motor in which a single-phase PWM inverter for pulse-width-modulating a DC output and converting it into an AC is provided for each phase, and the phase current of each phase is adjusted by the corresponding single-phase inverter. In the above, a speed control circuit that outputs a peak value command of the load current of the synchronous motor in which the deviation between the speed setting value and the speed detection value of the synchronous motor is zero, and for each phase based on the speed detection value A pattern generation circuit that outputs a square wave that matches the phase of the back electromotive force of the phase, a multiplication circuit that outputs the load current command of each phase by multiplying the output of the speed control circuit and the output of the pattern generation circuit, A current control circuit that outputs a first voltage command with which the deviation between the current load command of each phase and the current detection value of the corresponding phase is zero, and the detected value of the load current of each phase is differentiated to determine the self-inductance and Mutual Inn And the induced voltage calculation means for calculating the induced voltage of each phase by the inductance, the second is the difference between the first voltage command and the induced voltage
And a gate control circuit for controlling the gate of each of the single-phase PWM inverters based on the voltage command of 1. and a carrier wave having a constant peak value, and a controller for a permanent magnet multi-phase synchronous motor. 【請求項２】直流出力をパルス幅変調して交流に変換す
る単相ＰＷＭインバータが各相毎に設けられて各相の相
電流が対応する単相インバータによって調節される永久
磁石多相同期電動機において、 前記同期電動機の速度設定値と速度検出値との偏差が零
となる前記同期電動機の負荷電流の波高値指令を出力す
る速度制御回路と、 前記速度検出値に基づいて各相毎に各相の逆起電力の位
相と一致した方形波を出力するパターン発生回路と、 前記速度制御回路の出力と前記パターン発生回路の出力
を乗算して各相の負荷電流指令を出力する乗算回路と、 各相の前記電流負荷指令と対応する相の電流検出値との
偏差が零となる第１の電圧指令を出力する電流制御回路
と、 各相の負荷電流の検出値を微分し、自己インダクタンス
による各相の誘導電圧を演算する誘導電圧演算手段と、 前記パターン発生回路の出力に基づいてどの相の電流目
標値が変化したかを判定し、前記誘導電圧の出力タイミ
ングを検出するタイミング検出回路と、 前記タイミング検出回路の出力に基づいて前記誘導電圧
を同期させ、この誘導電圧と前記第１の電圧指令との偏
差である第２の電圧指令を演算する電圧指令演算手段
と、 前記第２の電圧指令および波高値一定の搬送波に基づい
て前記単相ＰＷＭインバータ各々のゲートを制御するゲ
ート制御回路と、 を備えていることを特徴とする永久磁石多相同期電動機
の制御装置。2. A permanent magnet multi-phase synchronous motor in which a single-phase PWM inverter for pulse-width-modulating a DC output and converting it into an AC is provided for each phase, and the phase current of each phase is adjusted by the corresponding single-phase inverter. In the above, a speed control circuit that outputs a peak value command of the load current of the synchronous motor in which the deviation between the speed setting value and the speed detection value of the synchronous motor is zero, and for each phase based on the speed detection value A pattern generation circuit that outputs a square wave that matches the phase of the back electromotive force of the phase, a multiplication circuit that outputs the load current command of each phase by multiplying the output of the speed control circuit and the output of the pattern generation circuit, A current control circuit that outputs a first voltage command in which the deviation between the current load command of each phase and the current detection value of the corresponding phase is zero, and the detected value of the load current of each phase is differentiated to obtain the self-inductance. Invitation of each phase An induced voltage calculation means for calculating a voltage, a timing detection circuit for determining which phase the current target value has changed based on the output of the pattern generation circuit, and detecting the output timing of the induced voltage, and the timing detection Voltage command calculation means for synchronizing the induced voltage based on the output of the circuit and calculating a second voltage command which is a deviation between the induced voltage and the first voltage command; and the second voltage command and the wave. A gate control circuit for controlling a gate of each of the single-phase PWM inverters based on a carrier wave having a constant high value, and a controller for a permanent magnet multi-phase synchronous motor.
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