JPH11164598A - 永久磁石形同期電動機の制御装置 - Google Patents
永久磁石形同期電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPH11164598A JPH11164598A JP9341903A JP34190397A JPH11164598A JP H11164598 A JPH11164598 A JP H11164598A JP 9341903 A JP9341903 A JP 9341903A JP 34190397 A JP34190397 A JP 34190397A JP H11164598 A JPH11164598 A JP H11164598A
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- Japan
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- permanent magnet
- synchronous motor
- axis current
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Abstract
(57)【要約】
【課題】永久磁石形同期電動機のベクトル制御装置で、
高効率運転を可能にすることにある。 【解決手段】ｑ軸電流指令ｉｑｃの二乗値とｄ軸電流指
令ｉｄｃの二乗値の和の平方根から永久磁石形同期電動
機の一次電流ｉ１の実効値を計算し、前記一次電流ｉ１
の実効値が最小になるようなｄ軸電流指令ｉｄｃを出力
する高効率制御器を具備することで、永久磁石形同期電
動機に流れる一次電流ｉ１が最小となり高効率で運転が
可能となるベクトル制御装置を構成したものである。
高効率運転を可能にすることにある。 【解決手段】ｑ軸電流指令ｉｑｃの二乗値とｄ軸電流指
令ｉｄｃの二乗値の和の平方根から永久磁石形同期電動
機の一次電流ｉ１の実効値を計算し、前記一次電流ｉ１
の実効値が最小になるようなｄ軸電流指令ｉｄｃを出力
する高効率制御器を具備することで、永久磁石形同期電
動機に流れる一次電流ｉ１が最小となり高効率で運転が
可能となるベクトル制御装置を構成したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石形同期電
動機を駆動する制御システムに関するもので、特に永久
磁石形同期電動機に流れる電流を最小にして高効率運転
を可能とする永久磁石形同期電動機の制御装置である。
動機を駆動する制御システムに関するもので、特に永久
磁石形同期電動機に流れる電流を最小にして高効率運転
を可能とする永久磁石形同期電動機の制御装置である。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の永久磁石形同期電動機の高
効率制御を行うブロック図を一例を示し、以下この図に
従って説明する。図２において、速度制御器６は、永久
磁石形同期電動機２の回転速度指令ωｃと速度検出器４
の出力の回転速度ωｇを入力し、回転速度指令に回転速
度が追従するようなトルク指令Ｔｃを出力する。ｑ軸電
流指令生成器７は、トルク指令Ｔｃとｄ軸電流指令ｉｄ
ｃを入力し、永久磁石形同期電動機の出力トルクが前記
トルク指令に一致するようなｑ軸電流指令ｉｑｃを出力
する。ｄ軸電流指令生成器１０は、ｑ軸電流指令ｉｑｃ
を入力し、ｄ軸電流指令ｉｄｃを出力する。電流制御器
８は、ｑ軸電流指令ｉｑｃとｄ軸電流指令ｉｄｃと電流
検出器５の出力ｉ１と位置検出器３の出力θｇを入力
し、該永久磁石形同期電動機に流れる電流である電流検
出器５の出力がｑ軸電流指令ｉｑｃとｄ軸電流指令ｉｄ
ｃに一致するような制御信号を出力する。電力変換器１
は、永久磁石形同期電動機２に電力を供給する。
効率制御を行うブロック図を一例を示し、以下この図に
従って説明する。図２において、速度制御器６は、永久
磁石形同期電動機２の回転速度指令ωｃと速度検出器４
の出力の回転速度ωｇを入力し、回転速度指令に回転速
度が追従するようなトルク指令Ｔｃを出力する。ｑ軸電
流指令生成器７は、トルク指令Ｔｃとｄ軸電流指令ｉｄ
ｃを入力し、永久磁石形同期電動機の出力トルクが前記
トルク指令に一致するようなｑ軸電流指令ｉｑｃを出力
する。ｄ軸電流指令生成器１０は、ｑ軸電流指令ｉｑｃ
を入力し、ｄ軸電流指令ｉｄｃを出力する。電流制御器
８は、ｑ軸電流指令ｉｑｃとｄ軸電流指令ｉｄｃと電流
検出器５の出力ｉ１と位置検出器３の出力θｇを入力
し、該永久磁石形同期電動機に流れる電流である電流検
出器５の出力がｑ軸電流指令ｉｑｃとｄ軸電流指令ｉｄ
ｃに一致するような制御信号を出力する。電力変換器１
は、永久磁石形同期電動機２に電力を供給する。
【０００３】永久磁石形同期電動機の高効率制御方法と
しては、［１］電学論Ｄ，１１４巻、６号、平成６、ｐ
６６２〜６６７に掲載されており、［１］は、永久磁石
形同期電動機に流れる電流に対しトルクを最大にする条
件より導き出した関係より、ｄ軸電流指令ｉｄｃを次式
のように制御する方法である。 ｉｄｃ＝φａ／（２＊Ｌｑ−２＊Ｌｄ）−ｓｑｒｔ［φａ＊φａ／（２＊Ｌｑ −２＊Ｌｄ）／（２＊Ｌｑ−２＊Ｌｄ）＋ｉｑｃ＊ｉｑｃ］ （１） ここで、φａは永久磁石の磁束、Ｌｑはｑ軸インダクタ
ンス、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、ｓｑｒｔ［］は平方
根の関数である。
しては、［１］電学論Ｄ，１１４巻、６号、平成６、ｐ
６６２〜６６７に掲載されており、［１］は、永久磁石
形同期電動機に流れる電流に対しトルクを最大にする条
件より導き出した関係より、ｄ軸電流指令ｉｄｃを次式
のように制御する方法である。 ｉｄｃ＝φａ／（２＊Ｌｑ−２＊Ｌｄ）−ｓｑｒｔ［φａ＊φａ／（２＊Ｌｑ −２＊Ｌｄ）／（２＊Ｌｑ−２＊Ｌｄ）＋ｉｑｃ＊ｉｑｃ］ （１） ここで、φａは永久磁石の磁束、Ｌｑはｑ軸インダクタ
ンス、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、ｓｑｒｔ［］は平方
根の関数である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来構
成では、高効率運転には永久磁石形同期電動機のモータ
定数が必要になる。このモータ定数に誤差があったり温
度等により変化した場合、（１）式から明らかなよう
に、高効率な運転は不可能となる。本発明は上述した点
に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、
これらの欠点を解決し、高効率な運転が可能な永久磁石
形同期電動機の制御装置を提供することにある。
成では、高効率運転には永久磁石形同期電動機のモータ
定数が必要になる。このモータ定数に誤差があったり温
度等により変化した場合、（１）式から明らかなよう
に、高効率な運転は不可能となる。本発明は上述した点
に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、
これらの欠点を解決し、高効率な運転が可能な永久磁石
形同期電動機の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、 １）請求項１において、永久磁石形同期電動機の一次電
流を永久磁石の磁束と平行なｄ軸電流成分と永久磁石の
磁束と垂直なｑ軸電流成分に分けて制御する永久磁石形
同期電動機の制御装置において、前記永久磁石の磁束と
平行なｄ軸電流成分の大きさを、前記一次電流の実効値
が最小となるようにする高効率制御器を具備するもので
ある。
するための手段は、 １）請求項１において、永久磁石形同期電動機の一次電
流を永久磁石の磁束と平行なｄ軸電流成分と永久磁石の
磁束と垂直なｑ軸電流成分に分けて制御する永久磁石形
同期電動機の制御装置において、前記永久磁石の磁束と
平行なｄ軸電流成分の大きさを、前記一次電流の実効値
が最小となるようにする高効率制御器を具備するもので
ある。
【０００６】２）請求項２において、前記高効率制御器
は、ｄ軸電流指令とｑ軸電流指令から前記一次電流の実
効値を演算する一次電流実効値演算器と、該一次電流の
実効値を微分する微分器と、該微分器の出力の符号を検
出する比較器と、該比較器の出力と一次遅れ回路の出力
から排他的論理和の演算をする排他的論理和回路と、該
排他的論理和回路の出力を所定の時間遅れて出力する前
記一次遅れ回路と、前記排他的論理和回路の出力からｄ
軸電流指令を出力するｄ軸電流指令増減器から構成され
るものである。以下、本発明の一実施例を図面に基づい
て詳述する。
は、ｄ軸電流指令とｑ軸電流指令から前記一次電流の実
効値を演算する一次電流実効値演算器と、該一次電流の
実効値を微分する微分器と、該微分器の出力の符号を検
出する比較器と、該比較器の出力と一次遅れ回路の出力
から排他的論理和の演算をする排他的論理和回路と、該
排他的論理和回路の出力を所定の時間遅れて出力する前
記一次遅れ回路と、前記排他的論理和回路の出力からｄ
軸電流指令を出力するｄ軸電流指令増減器から構成され
るものである。以下、本発明の一実施例を図面に基づい
て詳述する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示すブ
ロック図であり、以下図１について説明する。なお従来
技術の図２と同一部分の説明は省略する。図１におい
て、一次電流実効値演算器９１は、ｄ軸電流指令ｉｄｃ
の二乗値とｑ軸電流指令ｉｑｃの二乗値の和の平方根か
ら永久磁石形同期電動機の一次電流ｉ１の実効値ｉｒｍ
ｓを計算する。微分器９２は、前記一次電流実効値演算
器９１の出力ｉｒｍｓの変動量Ｐｉｒｍｓを出力する。
比較器９３は、前記微分器９２の出力Ｐｉｒｍｓが正な
ら１を負なら０となる符号に応じた値Ｓを出力する。排
他的論理和回路９４は、前記比較器９３の出力Ｓと一次
遅れ回路９５の出力から排他的論理和を演算して出力す
る。前記一次遅れ回路９５は、前記排他的論理和９４の
出力を所定の時間遅らせて出力する。ｄ軸電流指令増減
器９６は、前記排他的論理和回路９４の出力が１ならｄ
軸電流指令ｉｄｃを所定の傾きで増加させ、前記排他的
論理和回路９４の出力が０ならｄ軸電流指令ｉｄｃを所
定の傾きで減少させる。
ロック図であり、以下図１について説明する。なお従来
技術の図２と同一部分の説明は省略する。図１におい
て、一次電流実効値演算器９１は、ｄ軸電流指令ｉｄｃ
の二乗値とｑ軸電流指令ｉｑｃの二乗値の和の平方根か
ら永久磁石形同期電動機の一次電流ｉ１の実効値ｉｒｍ
ｓを計算する。微分器９２は、前記一次電流実効値演算
器９１の出力ｉｒｍｓの変動量Ｐｉｒｍｓを出力する。
比較器９３は、前記微分器９２の出力Ｐｉｒｍｓが正な
ら１を負なら０となる符号に応じた値Ｓを出力する。排
他的論理和回路９４は、前記比較器９３の出力Ｓと一次
遅れ回路９５の出力から排他的論理和を演算して出力す
る。前記一次遅れ回路９５は、前記排他的論理和９４の
出力を所定の時間遅らせて出力する。ｄ軸電流指令増減
器９６は、前記排他的論理和回路９４の出力が１ならｄ
軸電流指令ｉｄｃを所定の傾きで増加させ、前記排他的
論理和回路９４の出力が０ならｄ軸電流指令ｉｄｃを所
定の傾きで減少させる。
【０００８】前記一次電流の実効値ｉｒｍｓが増加に切
り替わった場合、前記比較器９３の出力Ｓが１となり前
記排他的論理和回路９４の出力が反転するので、前記ｄ
軸電流指令増減器９６によるｄ軸電流指令ｉｄｃの増加
または減少が切り替わり、前記一次電流の実効値ｉｒｍ
ｓを減少させる。また、前記一次電流の実効値ｉｒｍｓ
が減少に切り替わった場合は、前記比較器９３の出力Ｓ
が０となり前記排他的論理和回路９４の出力はそのまま
で、前記ｄ軸電流指令増減器９６によるｄ軸電流指令ｉ
ｄｃの増加または減少もそのままの動作を繰り返し、さ
らに前記一次電流の実効値ｉｒｍｓを減少させる。
り替わった場合、前記比較器９３の出力Ｓが１となり前
記排他的論理和回路９４の出力が反転するので、前記ｄ
軸電流指令増減器９６によるｄ軸電流指令ｉｄｃの増加
または減少が切り替わり、前記一次電流の実効値ｉｒｍ
ｓを減少させる。また、前記一次電流の実効値ｉｒｍｓ
が減少に切り替わった場合は、前記比較器９３の出力Ｓ
が０となり前記排他的論理和回路９４の出力はそのまま
で、前記ｄ軸電流指令増減器９６によるｄ軸電流指令ｉ
ｄｃの増加または減少もそのままの動作を繰り返し、さ
らに前記一次電流の実効値ｉｒｍｓを減少させる。
【０００９】前記一次遅れ回路９５は、前記一次電流の
実効値ｉｒｍｓが最小となる付近で、所定の周波数でｄ
軸電流指令ｉｄｃが微少な増減を繰り返すために挿入し
てある。
実効値ｉｒｍｓが最小となる付近で、所定の周波数でｄ
軸電流指令ｉｄｃが微少な増減を繰り返すために挿入し
てある。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、永
久磁石形同期電動機のモータ定数が分からなくても、高
効率に該永久磁石形同期電動機をトルク制御することが
でき、実用上、極めて有用性の高いものである。
久磁石形同期電動機のモータ定数が分からなくても、高
効率に該永久磁石形同期電動機をトルク制御することが
でき、実用上、極めて有用性の高いものである。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】従来技術の一例のブロック図である。
１ 電力変換器 ２ 永久磁石形同期電動機 ３ 位置検出器 ４ 速度検出器 ５ 電流検出器 ６ 速度制御器 ７ ｑ軸電流指令生成器 ８ 電流制御器 ９ 高効率制御器 ９１ 一次電流実効値演算器 ９２ 微分器 ９３ 比較器 ９４ 排他的論理和回路 ９５ 一次遅れ回路 ９６ ｄ軸電流指令増減器 １０ ｄ軸電流指令生成器
Claims (2)
- 【請求項１】 永久磁石形同期電動機の一次電流を永久
磁石の磁束と平行なｄ軸電流成分と永久磁石の磁束と垂
直なｑ軸電流成分に分けて制御する永久磁石形同期電動
機の制御装置において、前記永久磁石の磁束と平行なｄ
軸電流成分の大きさを、前記一次電流の実効値が最小と
なるようにする高効率制御器を具備することを特徴とす
る制御装置。 - 【請求項２】 前記高効率制御器は、ｄ軸電流指令とｑ
軸電流指令から前記一次電流の実効値を演算する一次電
流実効値演算器と、該一次電流の実効値を微分する微分
器と、該微分器の出力の符号を検出する比較器と、該比
較器の出力と一次遅れ回路の出力から排他的論理和の演
算をする排他的論理和回路と、該排他的論理和回路の出
力を所定の時間遅れて出力する前記一次遅れ回路と、前
記排他的論理和回路の出力からｄ軸電流指令を出力する
ｄ軸電流指令増減器から構成される請求項１記載の永久
磁石形同期電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9341903A JPH11164598A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9341903A JPH11164598A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11164598A true JPH11164598A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18349645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9341903A Pending JPH11164598A (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11164598A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1406378A3 (en) * | 2002-10-03 | 2004-12-22 | Japan Servo Co. Ltd. | Step motor driving device |
| JP2009038959A (ja) * | 2007-05-25 | 2009-02-19 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | 永久磁石同期電動機用の一つ以上の相の欠相検出方法 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP9341903A patent/JPH11164598A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1406378A3 (en) * | 2002-10-03 | 2004-12-22 | Japan Servo Co. Ltd. | Step motor driving device |
| US7053584B2 (en) | 2002-10-03 | 2006-05-30 | Japan Servo.Co., Ltd. | Motor driving device |
| JP2009038959A (ja) * | 2007-05-25 | 2009-02-19 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | 永久磁石同期電動機用の一つ以上の相の欠相検出方法 |
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