特開2016-197986IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

永久磁石形同期電動機の制御装置に関し、詳しくは、回転子の磁極位置検出器を用いずに回転速度及び磁極位置を推定して永久磁石形同期電動機を運転する、いわゆる位置センサレス制御技術に関するものである。

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】従来よりも簡単な演算により、トルク制御精度を低下させずにPMSMを安定して制御可能な制御装置を提供する。
【解決手段】γ2軸電流、δ2軸電流、γ2軸電圧、δ2軸電圧、速度推定値、及び、補正電圧から、位置推定誤差を演算する位置推定誤差演算器16と、位置推定誤差の演算値から速度推定値を演算する速度推定器17と、速度推定値から位置推定値を演算する積分器18と、γ2軸電流、δ2軸電流、及び、速度推定値から補正電圧を演算する補正電圧演算器14Eと、δ2軸電流からγ1軸とγ2軸との角度差を演算する角度差演算器12と、前記角度差を用いて、γ1軸電流、δ1軸電流をγ2軸電流、δ2軸電流に変換する電流座標変換器10と、前記角度差を用いて、γ1軸電圧、δ1軸電圧をγ2軸電圧、δ2軸電圧に変換する電圧座標変換器9と、を備える。
【選択図】図2

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

特許文献1に記載された従来技術によれば、速度推定誤差を除去してトルク制御精度を劣化させることなく、PMSMを安定して制御することが可能である。
しかしながら、この従来技術では、電圧座標変換器29及び電流座標変換器30において、電圧、電流を三相量から二相量へそれぞれ変換するための演算処理が煩雑であるため、演算負荷の軽減や演算時間の短縮等の点で改善の余地があった。 そこで、本発明の解決課題は、演算処理を従来よりも簡略化し、トルク制御精度を低下させることなくPMSMを安定して制御することができる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。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

課題を解決するために、請求項1に係る発明は、回転子の磁極位置検出器を用いずに回転速度及び磁極位置を推定して電力変換器により永久磁石形同期電動機を運転する永久磁石形同期電動機の制御装置であって、 前記同期電動機の回転子のN極方向をd軸、前記d軸から90°進み方向の軸をq軸、前記d軸に対応する制御上の推定軸をγ1軸、前記γ1軸から90°進み方向の推定軸をδ1軸、前記γ1軸から所定の角度差・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明によれば、PMSMの速度・位置推定系において電圧、電流の座標変換に伴う演算処理を簡略化すると共に、速度推定誤差を除去してトルク制御精度を劣化させることなくPMSMを安定して制御可能な制御装置を実現することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明の第1実施形態、第2実施形態における座標軸の定義を示す図である。

【図2】本発明の第1制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図3】各座標軸と拡張誘起電圧ベクトル、補正拡張誘起電圧ベクトルの関係を示す図である。

【図4】本発明の第1実施形態における磁極位置から位置推定値までの伝達特性のブロック図である。

【図5】図4の一部を変形したブロック図である。

【図6】本発明の第2制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図7】本発明の第3実施形態〜第8実施形態における座標軸の定義を示す図である。

【図8】本発明の第3実施形態〜第8実施形態における座標軸の定義を示す図である。

【図9】本発明の第3実施形態〜第8実施形態における座標軸の定義を示す図である。

【図10】本発明の第3制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図11】本発明の第4制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図12】本発明の第5制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図13】本発明の第6制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図14】本発明の第7制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図15】本発明の第8制御装置を主回路と共に示したブロック図である。

【図16】非特許文献1に記載された従来技術のブロック図である。

【図17】特許文献1に記載された従来技術のブロック図である。

選択図 図2出願人が指定した本件の代表的な図

1:三相交流電源   2:整流回路   3:電力変換器   4:永久磁石形同期電動機(PMSM)   5u,5w:電流検出器   9,26:電圧座標変換器   10,28:電流座標変換器   11E:拡張誘起電圧演算器   11M:拡張磁束演算器   12:角度差演算器   13,32:補正係数演算器   14E,33E:補正電圧演算器   14M:補正磁束演算器   15a,15b:減算器   16:位置推定誤差演算器   17:速度推定器   18:積分器   21,24a,24b:減算器   22:速度調節器   23:電流指令演算器   25a:γ軸電流調節器   25b:δ軸電流調節器   27:PWM回路   29:電流指令値ベクトル演算器   31a,31b:ローパスフィルタ

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