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JP2004056839A - Control system for permanent magnet type motor - Google Patents

Control system for permanent magnet type motor Download PDF

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JP2004056839A JP2002206680A JP2002206680A JP2004056839A JP 2004056839 A JP2004056839 A JP 2004056839A JP 2002206680 A JP2002206680 A JP 2002206680A JP 2002206680 A JP2002206680 A JP 2002206680A JP 2004056839 A JP2004056839 A JP 2004056839A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a permanent magnet type synchronous motor which can suppress cogging torque. <P>SOLUTION: A control system for the permanent magnet type synchronous motor is composed of a rotor equipped with a permanent magnet, and a stator where a coil is wound on a salient pole. Further, the system is equipped with an encoder 8 which detects the rotational angle position θ of the rotor, a torque map 1 which decides a d-axis current basic command value idt* and a q-axis current command value iq* from rotational angle velocity ωθand a torque command value τ*, a corrective current map 14 which decides the current correction ida of an axis (d) from the rotational angle position θ, a condition judger 17 which decides a d-axis current command value id* from the d-axis current basic command value idt* and the corrective current value ida*, and an adder 13. It controls a polyphase AC current flowing to a coil. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転子に永久磁石を有し、固定子に多相の交流電流を流すことで駆動される永久磁石型同期電動機の制御システムに関し、特にトルク変動を抑制する制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
回転子に永久磁石を有し、固定子に突極が設けられているモータにおいては、回転子の回転角度位置によって永久磁石が固定子突極を吸引する力が変化するために、トルクの変動、即ちコギングトルクが生じることが知られている。このようなコギングトルクは、例えば走行用の駆動源として車両に搭載されたモータであれば、発進直後や停止直前の低速時あるいは惰性で車両が走行しているようなときに不快な振動として運転者に伝達されることがある。
【0003】
このようなコギングトルクを低減する方法として、特開2001−103783号公報のようなものが知られている。これは、モータの駆動回転数や発生トルクが比較的低い場合には、弱め界磁電流であるd軸成分の電流を所定の値だけ流し、永久磁石の磁束を弱めることでトルクの変動を抑えようとするものである。
【0004】
【発明が解決しようとしている問題点】
しかしながら、このような従来の方法では、回転子の角度による吸引力の変動が考慮されていないため、低減できるコギングトルクに限界があった。これは一定量の弱め界磁電流を流しても、磁石の回転角度位置によって弱められる磁束の割合が変化するためである。
【0005】
そこで、本発明は、回転角度位置に応じて弱め界磁電流値を変化させることでコギングトルクを抑制することのできる永久磁石型同期電動機の制御システムを提供することを目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】
本発明では、永久磁石を備えた回転子と、複数の突極にコイルを巻装した固定子と、から構成される永久磁石型同期電動機の制御システムに、前記回転子の回転角度位置を検出する回転角度位置検出手段を備える。さらに、電動機の回転角速度と目標トルクとに基づいて、d軸電流の基本指令値とq軸電流の指令値とを決定する電流指令値決定手段と、前記回転角度位置に基づいてd軸電流の補正値を決定する補正電流値決定手段と、前記d軸電流基本指令値と前記d軸補正電流値に基づいてd軸電流指令値を決定するd軸電流指令値決定手段と、前記d軸電流指令値と前記q軸電流指令値に基づいて前記コイルに流れる多相交流電流を制御する電流制御手段と、を備える。
【0007】
【作用及び効果】
電動機の回転角速度と目標トルクとに基づいて、d軸電流の基本指令値とq軸電流の指令値とを決定する電流指令値決定手段と、回転角度位置に基づいてd軸電流の補正値を決定する補正電流値決定手段と、d軸電流基本指令値とd軸補正電流値に基づいてd軸電流指令値を決定するd軸電流指令値決定手段とを備える。さらに、d軸電流指令値とq軸電流指令値に基づいて、コイルに流れる多相交流電流を制御する電流制御手段と、を備える。
【0008】
このように、回転角度位置に対応させてd軸電流の補正を行うことにより、コギングトルクを効果的に抑制することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
第1の実施形態に用いる永久磁石型同期電動機の制御システムについての制御ブロック図を図1に示す。ここではトルク指令値τに応じて、モータ7の電流値を制御する。モータ7には回転子の回転角度位置を検出するエンコーダ8を備え、モータ7の固定子の突極部にはコイルを集中巻により巻装する。
【0010】
制御システムには、角度演算部15および速度演算部16を備える。エンコーダ8からの出力を角度演算部15に通すことにより回転角度位置θを求め、さらに速度演算部16に通すことにより回転角速度ωθを得る。この回転角速度ωθとトルク指令値τを制御システムに備えたトルクマップ1に入力して、最適なdq軸電流成分を求め、それぞれをq軸電流指令値iq、d軸電力基本指令値idtとして出力する。
【0011】
q軸電流成分については、加減部2においてq軸電流指令値iqから、モータ7に実際に流れているq軸電流iqを減じ、その差分Δiqを求める。差分Δiqを制御システムに備えたPI制御器3−1に入力し、ここでその差分Δiqを減ずる方向に働くq軸電圧指令値Vqに変換する。
【0012】
ここで、q軸電流の実測値iqは次のように検出する。
【0013】
制御システムに、A/D変換器10とdq変換器11を備える。さらに、モータ7に送られる電流を測定する電流センサ9−1、9−2を備え、実際にモータ7に流れている電流値を検出する。その出力をA/D変換器10でデジタル変換したらdq変換器11に入力し、u、v、wの3相の値からq、dの2相の値に変換する。このときに求められたq軸電流を実測値iqとする。
【0014】
一方、d軸電流成分に関しては、トルクマップ1から出力されたd軸電流基本指令値idtを加算部13に入力する。また、加算部13には、回転角度位置θに基づいて電流補正マップ14で求めた補正電流値idaも入力する。ただし、後述するような制御を行う条件判断部17を備え、条件判断部17において補正が必要だと判断されたときのみ、補正電流マップ14から加算部13へ補正電流idaを入力する。
【0015】
加算部13において補正電流値idaとd軸電流基本指令値idtとを加算し、その加算値をd軸電流指令値idとする。次に、q電流成分の処理と同様に、加減部12でd軸電流指令値idからd軸電流の実測値idを減ずる。このd軸電流の実測値idは、前述したdq変換器11においてq軸電流値と同時に変換されたd軸電流値とする。その結果出力される差分Δidを制御システムに備えたPI制御器3−2に入力し、差分Δidに応じてこの差分Δidを小さくするようなd軸電圧指令値Vdに変換する。
【0016】
こうして計算されたdq軸の電圧指令値Vd、Vqを、制御システムに備えたdq逆変換器4に入力し、q、dの2相の電圧値をu、v、wの3相の電圧値に変換する。さらにPWM信号発生器5と、駆動回路6を備え、パルス幅を変調させてからモータ7に電圧を印加する。ここで、前述した電流センサ9−1、9−2は、この駆動回路6からモータ7に供給される電流値を測定する。
【0017】
次に、補正電流マップ14と、その出力の作用について説明する。
【0018】
モータ7の回転子には永久磁石が備えられており、そのため、駆動電流が全く流れていない状態でも回転子の回転角度に応じたトルク、即ちコギングトルクが発生する。モータ7の目標トルクがゼロ、つまり、モータ7が他の駆動装置により駆動されて空走しているような場合には、このコギングトルクによる振動や騒音が生じる恐れがある。これは、特にモータ7を車の駆動源として車に搭載するような場合に問題となる。
【0019】
コギングトルクはモータ7の一回転当たり、回転子の極数と固定子の突極数の最小公倍数で表される周期だけ発生することが知られており、コギングトルクを低減するためには、この最小公倍数を大きくする手法が一般的にとられてきた。
【0020】
一方で、永久磁石を固定子内部に埋め込んだ形状を特徴とする、いわゆるIPMに代表されるような高出力、高効率の同期電動機においては、その小型化、低コスト化のためにコイルを固定子突極に集中巻する、集中巻IPMが広く使われるようになってきている。
【0021】
しかしながら、このような集中巻方式のモータにおいては、分布巻方式ほど突極の自由度がないため、コギングトルク低減のために磁石周辺形状や突極形状を変更するなどの対策を行っているのが通常である。その場合には、性能、効率への影響も考慮しなければならないのと同時に、加工工程や加工精度からくるコスト増加も避けられない。
【0022】
そこで、コギングトルクを抑制する別の方法として、dq軸の電流成分のうち、d軸の電流成分は磁石が発生する磁束と同じ方向を持った電流成分であるため、d軸電流方向を負方向、つまり弱め磁界方向に流すことにより磁石の磁束を弱める方法が知られている。しかしながら、弱め磁界電流が永久磁石に作用する、つまり、d軸電流により永久磁石の磁束の影響が弱められる程度は、モータ7の回転子の回転角度位置θにより変化する。そのため、d軸電流を一定量流しても、コギングトルクを効率的に抑制するのは困難であった。
【0023】
そこで、本実施形態ではエンコーダ8の出力を回転位置演算部15に通して得られた回転子の回転角度位置θを補正電流マップ14に入力して、その回転角度位置θで最もコギングトルクを抑制することのできる補正電流値idaを決定する。この補正電流値idaの波形はモータ7の形状等の諸々の条件により異なるが、例えば図2のようになる。
【0024】
こうして決定した補正電流値idaは、条件判断部17により、モータ7のトルク指令値τが所定値より小さい、例えばゼロであるような場合のみ、加算部13においてd軸電流基本指令値idtに加算する。ここで、もしトルク指令値τが所定値以上でなければ加算は行わず、d軸電流基本指令値idtをd軸電流指令値idとする。ここでは、所定値をコギングトルクによる振動や騒音が運転者にとって不快に感じないトルク領域の限界値とする。つまり、コギングトルクにより不快を感じる場合にのみd軸電流の補正を行いコギングトルクの抑制を行う。
【0025】
次に、このd軸電流指令値idを決定する方法を図3のフローチャートを用いて説明する。
【0026】
まず、ステップS1では、条件判断部17において、トルクマップ1から出力したd軸電流基本指令値idtが所定値より小さいかどうか、ここではゼロであるかどうかを判断する。ゼロでなければモータ7のトルクの発生が要求されていると考えられるのでステップS5に進み、d軸電流指令値idとしてd軸電流基本指令値idtを用いる。
【0027】
一方、d軸電流基本指令値idtがゼロでなければステップS2に進みq軸電流指令値iqがゼロかどうかを判断する。このときも、q軸電流指令値iqがゼロでなければトルクの発生が要求されていると判断してステップS5に進む。
【0028】
ステップS1、S2において、iq、idtがゼロ、つまりトルク指令値τがゼロであると判断されたら、コギングトルクにより不快な振動や騒音が生じる可能性があると判断してステップS3に進む。ステップS3では、補正電流マップ14からの出力、補正電流値idaを加算部13に読み込む。次に、ステップS4に進み、加算部13でd軸電流基本指令値idtと補正電流値idaとを加算することによりd軸電流指令値idを求める。
【0029】
その後、前述したようにd、q軸電流指令値id、iqからモータ7に流れる電流値を制御する。このように制御することにより、モータ7のコギングトルクを効果的に抑制する。
【0030】
次に、本実施形態により生じる効果を説明する。図4にその効果を図示する。
【0031】
回転角度位置θに基づいて補正電流値idaを決定する補正電流マップ14と、d軸電流基本指令値idtと補正電流値idaに基づいてd軸電流指令値idを決定する条件判断部17および加算部13と、d軸電流指令値idとq軸電流指令値iqに基づいて、コイルに流れる多相交流電流を制御する電流制御手段と、を備える。
【0032】
このように、モータ7の回転角度位置θに応じてd軸電流idの補正を行うことで、回移転角度位置θに応じた弱め磁界を生じることができ、図4に示すように補正を行わない場合に比べて、コギングトルクを効率良く低減することができる。
【0033】
また、電流制御手段として、コイルに流れる多相交流電流値を検出する電流センサ9−1、9−2と、回転角度位置θを用いて多相交流電流の検出値をd軸電流idとq軸電流iqに変換するdq変換器11を備える。また、d、q軸電流id、iqと、d、q軸電流基本指令値id、iqとの偏差Δid、Δiqを小さくするためのd軸電圧指令値Vd、Vqを算出する電圧指令値算出手段、ここではPI制御器3−1、3−2と、を備える。さらに、回転角度位置θを用いてd軸電圧指令値Vdとq軸電圧指令値Vqを多相交流電圧指令値に変換するdq逆変換器4を備える。
【0034】
電流制御手段を、上記のように構成することにより、d、q軸電流値の実測値id、iqと、回転角度位置θに応じた指令値id、iqとの差を低減するように電圧指令値Vd、Vqを設定する。これにより、コギングトルクによる影響を回転角度位置θに応じて低減することができる。
【0035】
また、d軸電流基本指令値決定手段としての加算部13では、d軸電流基本指令値idtと補正電流値idaとの加算値をd軸電流指令値idとする。これにより、回転角度位置θに応じて推測されるコギングトルクを低減するように補正電流値idaを加えることができるので、コギングトルクによる振動、騒音等を抑制することができる。
【0036】
さらに、d軸電流基本指令値決定手段としての条件判断部17では、モータ7のトルク指令値τの大きさが所定の大きさより大きいときに、d軸電流基本指令値idtをd軸電流指令値idとして決定する。一方、トルク指令値τの大きさが所定の大きさより大きくないときに、補正電流値idaを用いた補正を行う。これにより、コギングトルクによる振動、騒音等が顕著となる場合にd軸補正電流idaを流し、コギングトルクを抑制することができる。また、コギングトルクによる振動、騒音による不快が少ない高トルク領域ではd軸電流値idの補正を行わないので、無駄に電力を消費するのを防ぐことができる。
【0037】
特に、所定の大きさをゼロとすることで、特にモータ7が稼動していない状態、つまり、惰性で車両が走行しているようなときに不快な振動を生じるのを抑えることができる。
【0038】
また、本実施形態は、突極の自由度の少ない集中巻によりコイルを巻装したモータに対しても有効である。このとき、小さな補正電流値idaでコギングトルクを抑制することができるので、電力の消費を低減することができる。
【0039】
なお、本実施形態においては、回転角速度ωθを速度演算部16に回転角度位置θを入力することにより求めているがこの限りではない。また、トルクマップ1に入力するトルク指令値τは、アクセルの踏み込み等により図示しない他の制御システムより算出することができる。
【0040】
次に、第2の実施形態について説明する。ここでの制御ブロック図を、第1の実施形態で示した図1と同様とする。第1の実施形態と比較して、補正電流マップ14からの出力、補正電流値idaの作用のみが異なる。d軸電流指令値idを求めるための制御フローを図5に示す。
【0041】
図5は、図3に示したフローチャートにおいて、ステップS2とステップS3の間にステップS6を挿入したものである。ステップS6では、モータ7の回転速度ωθの絶対値が所定の値ωよりも小さいかどうかを判断する。
【0042】
これにより、コギングトルクを抑制するための補正電流値idaを加算するかどうかを、トルク指令値τの値とモータ7の回転角速度ωθにより判断する。これにより、トルク指令値τがゼロであっても、モータの回転角速度ωθが所定値以上であれば、コギングトルクを抑制するための補正電流値idaは加算されない。
【0043】
車輌の走行用の駆動源としてモータ7を利用する場合、コギングトルクが問題となるのは運転者等がコギングトルクによる振動等を感じる比較的低い周波数域のみである。本実施形態では、その領域のみでコギングトルクを低減し、人が感じられない高周波数領域では通常の制御を行う。
【0044】
このように、本実施形態ではd軸電流基本指令値決定手段としての条件判断部17で、モータ7の回転角速度ωθが所定値ωより大きいとき、d軸電流基本指令値idtをd軸電流指令値idとし、所定値ωより大きくないときに、補正電流値idaを用いた補正を行う。これにより、コギングトルクによる振動や騒音の影響が大きい車輌が低速度領域の場合のみ、コギングトルクの抑制を行うことで、コギングトルクの抑制を効果的に行うと同時に、高回転領域での消費電力を低減することができる。
【0045】
次に、第3の実施形態について説明する。d軸電流指令値idを求めるための制御フローを図6に示し、その他の部分を第1の実施形態と同様とする。
【0046】
図6は、第2の実施形態におけるフロー(図5)において、ステップS6とステップS3の間にステップS7を挿入する。ステップS7では回転角速度ωθがゼロでないかどうかを判断する。回転角速度ωθがゼロの場合にはd軸電流基本指令値idtを最終的なd軸電流基本指令値idとし、回転角速度ωθがゼロでない場合のみにコギングトルクを抑制するための補正電流idaを加算する。
【0047】
このようにコギングトルクを抑制するために、トルク指令値τがゼロであり、モータ7の回転速度ωθの絶対値がゼロより大きくωより小さい場合に補正電流idaを加算する。
【0048】
図2に示すように、コギングトルク抑制のためのd軸電流値idは、モータ7が停止している角度位置θによっては比較的大きな電流値となる。これに対して、回転速度ωθ=0の場合には補正電流値idaを加算しない。
【0049】
このように回転角速度ωθがゼロのときには、コギングトルクを抑制するための補正電流値idaを加算しないことで、車輌が停止している状態でコイルに大電流が連続的に流れるのを抑制することができる。例えばモータ7が停止状態のまま長時間保持されるときに、無用な大電流がコイルに連続的に流れるのを防ぐことができる。その結果、モータ7における消費電力の低減を図り、コイルの温度上昇を抑制できる。
【0050】
次に、第4の実施形態について説明する。ここで用いる制御装置の制御ブロックを図7に示す。
【0051】
ここでは、第1〜3の実施形態において補正を行うかどうかを判断する条件判断部17とd軸電流基本指令値idtと補正電流値idaとの加算を行う加算部13との替わりに最大値選択部18を備える。最大値選択部18では、補正電流値idaとd軸電流基本指令値idtを選択的に加算するのではなく、逐次補正電流値idaとd軸電流基本指令値idtを比較して、絶対値が大きい方をd軸電流指令値idとする。
【0052】
ここで、d軸電流指令値idを決定するための最大値選択部18における制御フローを図8に示す。
【0053】
ステップS11においてd軸電流基本指令値idt、補正電流値idaを読み込む。ステップS12において、d軸電流基本指令値idt、補正電流値idaの絶対値を比較する。d軸電流基本指令値idtの絶対値が補正電流値idaの絶対値より大きければステップS13に進み、d軸電流指令値idとしてd軸電流基本指令値idtを採用する。
【0054】
一方、ステップS12において、d軸電流基本指令値idtの絶対値が補正電流値idaの絶対値以下である場合には、ステップS14に進みd軸電流指令値idとして補正電流値idaを採用する。
【0055】
こうすることで、例えばトルク指令値τがゼロで、トルクマップ1から出力されるd軸電流基本指令値idtもゼロであるような時には、補正電流値idaを選択して出力する。一方、その状態からトルク指令値τがゼロではないある値を持った場合には、トルクマップ1から出力されるd軸電流基本指令値idtと、d軸補正電流マップ14から出力される補正電流値idaとを比較し、絶対値が大きい方を選択する。
【0056】
具体的には、図9のようなd軸補正電流値idaの電流波形の山の部分、ここで、d軸電流は負の値を持つためゼロに近い方に形成される山の部分が、d軸電流基本指令値idtにより規制されるような形になる。これは、d軸電流基本指令値idtは、モータ7の回転角度位置θに対しては一定であるためである。
【0057】
このように、d軸電流基本指令値決定手段としての最大選択部18において、d軸電流基本指令値idtと、補正電流値idaのうち絶対値が大きい方をd軸電流指令値idとして決定する。これにより、トルク指令値τがゼロの状態からトルクを発生する際に連続的に電流が変化することで、運転者不快な振動を与えないようにすると同時に、トルク発生状態での角度に依存するトルク変動、即ちトルクリプルも低減することができる。
【0058】
次に、第5の実施形態について説明する。ここで用いる最高値選択部18におけるd軸電流指令値idを決定する方法を示す制御フローを図10に示し、その他の部分は第4の実施形態と同様とする。
【0059】
図10では、第4の実施形態で用いた制御フロー(図8)におけるステップS11の前にステップS10を挿入する。ステップS10では、回転角速度ωθの絶対値が所定の値ωより大きいかどうかを判断する。回転角速度ωθの絶対値が所定の値ωより小さければステップS11に進み、以下第4の実施形態と同様とする。
【0060】
一方、ステップS10において、回転速度ωθの絶対値が所定の値ω以上の場合には、ステップS13に進み、d軸電流指令値idとしてd軸電流基本指令値idtを採用する。
【0061】
これにより、第4の実施形態で得られる効果に加えて第2実施形態で得られるような効果を得ることができる。つまり、運転者の感じない高回転領域では、コギングトルクの抑制は行わずに消費電流の増大を抑えるとともに、低回転領域では振動等が発生しないようにコギングトルクを抑制することができる。
【0062】
次に、第6の実施形態について説明する。ここで用いる最高値選択部18における制御フローを図11に示し、その他の部分は第4の実施形態と同様とする。
【0063】
図10では、第5の実施形態で用いた制御フロー(図10)におけるステップS10とステップS11との間にステップS15を挿入する。ステップS15では回転速度ωθがゼロであるかどうかを判断する。回転速度ωθがゼロでなければステップS11に進み、図10と同様の制御を行う。回転速度ωθがゼロの場合にはステップS13に進みd軸電流指令値idとしてd軸電流基本指令値idtを採用する。
【0064】
このようにすることで、第5の実施形態で得られる効果に加えて第3実施形態で得られるような効果を得ることができる。つまり、モータ7が停止状態の時に、大電流がコイルに連続的に流れるのを抑制し、消費電量の増大およびコイルの発熱を抑制する。
【0065】
次に、第7の実施形態について説明する。ここでは、第1から6の実施形態のうちいずれか一つの実施形態において、補正電流マップ14として図12に示すようなものを用いる。
【0066】
図12では、回転角度位置θを基に補正電流値idaは簡単な三角関数で計算できるような波形を使用する。このような補正電流を用いた場合のコギングトルクの低減の効果を図13に示す。
【0067】
マップを使用する場合には、制御の精度を向上しようとすると、回転角度位置θの刻みを小さくする必要があり、それは例えばメモリの使用量を増やす要因になっていた。それを比較的簡単な数式で計算できるようにする、ここでは図12に示すように回転角度位置θに対して正弦波状の補正電流値idaを採用することで、メモリの消費量を少なくするとともに、高速に補正電流値idaを決定することが可能になる。
【0068】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想の範囲内で様々な変更が成し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態における制御装置の制御ブロック図である。
【図2】第1の実施形態における補正電流マップである。
【図3】第1の実施形態のd軸電流基本指令値を決定する制御のフローチャートである。
【図4】第1の実施形態の効果を示す図である。
【図5】第2の実施形態のd軸電流基本指令値を決定する制御のフローチャートである。
【図6】第3の実施形態のd軸電流基本指令値を決定する制御のフローチャートである。
【図7】第4の実施形態における制御装置の制御ブロック図である。
【図8】第4の実施形態のd軸電流基本指令値を決定する制御のフローチャートである。
【図9】第4の実施形態により得られる回転位置に対するd軸電流基本指令値を示す図である。
【図10】第5の実施形態のd軸電流基本指令値を決定する制御のフローチャートである。
【図11】第6の実施形態のd軸電流基本指令値を決定する制御のフローチャートである。
【図12】第7の実施形態における補正電流マップである。
【図13】第7の実施形態の効果を示す図である。
【符号の説明】
1  トルクマップ(電流指令値決定手段)
3  PI制御器(電圧指令値算出手段)
4  dq逆変換器(逆変換器)
8  エンコーダ(回転角度位置検出手段)
9  電流センサ(電流検出手段)
11 dq変換器(変換手段)
13 加算部(d軸電流指令値決定手段)
14 補正電流マップ(補正電流値決定手段)
17 条件判断部(d軸電流指令値決定手段)
18 最高値選択部(d軸電流指令値決定手段)
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a control system of a permanent magnet type synchronous motor that has a permanent magnet in a rotor and is driven by passing a multi-phase AC current through a stator, and more particularly to a control system that suppresses torque fluctuation.
[0002]
[Prior art]
In motors having a permanent magnet on the rotor and salient poles on the stator, torque fluctuations occur because the force at which the permanent magnet attracts the stator salient poles changes depending on the rotational angle position of the rotor. That is, it is known that cogging torque is generated. Such a cogging torque is, for example, a motor mounted on a vehicle as a driving source for traveling, which causes unpleasant vibration when the vehicle is traveling at a low speed immediately after starting or immediately before stopping or when the vehicle is traveling by inertia. May be communicated to others.
[0003]
As a method of reducing such cogging torque, a method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-103783 is known. This is because when the driving speed of the motor and the generated torque are relatively low, the current of the d-axis component, which is the field weakening current, flows by a predetermined value, and the magnetic flux of the permanent magnet is weakened to suppress the torque fluctuation. Is to try.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional method does not consider fluctuations in the suction force due to the angle of the rotor, and thus has a limit on the cogging torque that can be reduced. This is because the ratio of the magnetic flux weakened changes depending on the rotational angle position of the magnet even if a certain amount of the field weakening current flows.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a control system of a permanent magnet type synchronous motor that can suppress cogging torque by changing a field weakening current value according to a rotational angle position.
[0006]
[Means for solving the problem]
According to the present invention, a rotation angle position of the rotor is detected by a permanent magnet type synchronous motor control system including a rotor having a permanent magnet and a stator having coils wound around a plurality of salient poles. Rotation angle position detecting means. Further, current command value determining means for determining a basic command value of the d-axis current and a command value of the q-axis current based on the rotational angular velocity and the target torque of the electric motor, and a d-axis current based on the rotational angle position. Correction current value determining means for determining a correction value; d-axis current command value determining means for determining a d-axis current command value based on the d-axis current basic command value and the d-axis correction current value; Current control means for controlling a polyphase alternating current flowing through the coil based on the command value and the q-axis current command value.
[0007]
[Action and effect]
Current command value determining means for determining a basic command value of the d-axis current and a command value of the q-axis current based on the rotational angular speed and the target torque of the motor; and a correction value of the d-axis current based on the rotational angle position. And a d-axis current command value determining means for determining the d-axis current command value based on the d-axis current basic command value and the d-axis correction current value. And a current control means for controlling a polyphase AC current flowing through the coil based on the d-axis current command value and the q-axis current command value.
[0008]
As described above, by correcting the d-axis current in accordance with the rotational angle position, the cogging torque can be effectively suppressed.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows a control block diagram of a control system for a permanent magnet type synchronous motor used in the first embodiment. Here, the current value of the motor 7 is controlled according to the torque command value τ * . The motor 7 is provided with an encoder 8 for detecting the rotation angle position of the rotor, and a coil is wound around the salient pole of the stator of the motor 7 by concentrated winding.
[0010]
The control system includes an angle calculator 15 and a speed calculator 16. The rotation angle position θ is obtained by passing the output from the encoder 8 through the angle calculation unit 15, and the rotation angular speed ωθ is obtained by passing the output through the speed calculation unit 16. The rotational angular velocity ωθ and the torque command value τ * are input to a torque map 1 provided in the control system, and the optimal dq-axis current components are obtained, and the respective q-axis current command values iq * and d-axis power basic command values idt are obtained. Output as * .
[0011]
With respect to the q-axis current component, the q-axis current iq actually flowing to the motor 7 is subtracted from the q-axis current command value iq * in the adjusting unit 2 to obtain a difference Δiq. The difference Δiq is input to a PI controller 3-1 provided in the control system, where the difference Δiq is converted into a q-axis voltage command value Vq * acting in a direction to reduce the difference Δiq.
[0012]
Here, the measured value iq of the q-axis current is detected as follows.
[0013]
The control system includes an A / D converter 10 and a dq converter 11. Further, current sensors 9-1 and 9-2 for measuring a current sent to the motor 7 are provided, and a current value actually flowing to the motor 7 is detected. After the output is digitally converted by the A / D converter 10, it is input to the dq converter 11 and converted from three-phase values of u, v, and w into two-phase values of q and d. The q-axis current obtained at this time is defined as an actually measured value iq.
[0014]
On the other hand, as for the d-axis current component, the d-axis current basic command value idt * output from the torque map 1 is input to the adding unit 13. Further, the correction current value ida * obtained by the current correction map 14 based on the rotation angle position θ is also input to the addition unit 13. However, a condition determining unit 17 for performing control as described below is provided, and the correction current ida * is input from the correction current map 14 to the adding unit 13 only when the condition determining unit 17 determines that correction is necessary.
[0015]
The adder 13 adds the correction current value ida * and the d-axis current basic command value idt *, and sets the sum as a d-axis current command value id * . Next, similarly to the processing of the q current component, the actual measurement value id of the d-axis current is subtracted from the d-axis current command value id * by the adjustment unit 12. The actually measured value id of the d-axis current is a d-axis current value that is converted simultaneously with the q-axis current value by the dq converter 11 described above. The difference Δid output as a result is input to a PI controller 3-2 provided in the control system, and converted into a d-axis voltage command value Vd * that reduces the difference Δid according to the difference Δid.
[0016]
The thus-calculated dq-axis voltage command values Vd * and Vq * are input to the dq inverse converter 4 provided in the control system, and the two-phase voltage values of q and d are converted into three-phase voltages of u, v and w. Convert to voltage value. Further, a PWM signal generator 5 and a drive circuit 6 are provided, and the voltage is applied to the motor 7 after the pulse width is modulated. Here, the above-described current sensors 9-1 and 9-2 measure a current value supplied from the drive circuit 6 to the motor 7.
[0017]
Next, the operation of the correction current map 14 and its output will be described.
[0018]
The rotor of the motor 7 is provided with a permanent magnet, so that a torque corresponding to the rotation angle of the rotor, that is, a cogging torque is generated even when no drive current is flowing. If the target torque of the motor 7 is zero, that is, if the motor 7 is driven by another driving device and is running idle, there is a possibility that vibration or noise due to the cogging torque may occur. This is a problem particularly when the motor 7 is mounted on a vehicle as a driving source of the vehicle.
[0019]
It is known that the cogging torque is generated during one rotation of the motor 7 for a period represented by the least common multiple of the number of poles of the rotor and the number of salient poles of the stator. A method of increasing the least common multiple has been generally adopted.
[0020]
On the other hand, in a high-output, high-efficiency synchronous motor represented by a so-called IPM, which is characterized by a shape in which a permanent magnet is embedded in a stator, a coil is fixed in order to reduce the size and cost. Concentrated winding IPM, which is concentratedly wound on a child salient pole, has been widely used.
[0021]
However, such a concentrated winding type motor does not have as many degrees of freedom as salient poles than the distributed winding type. Therefore, measures such as changing the magnet peripheral shape and the salient pole shape to reduce cogging torque are taken. Is normal. In this case, it is necessary to consider the effects on performance and efficiency, and at the same time, it is inevitable that the cost will increase due to the processing steps and processing accuracy.
[0022]
Therefore, as another method of suppressing cogging torque, among the dq-axis current components, the d-axis current component is a current component having the same direction as the magnetic flux generated by the magnet. In other words, a method of weakening the magnetic flux of the magnet by flowing in the direction of the weakening magnetic field is known. However, the degree to which the weak magnetic field current acts on the permanent magnet, that is, the degree to which the influence of the magnetic flux of the permanent magnet is weakened by the d-axis current, changes depending on the rotational angle position θ of the rotor of the motor 7. Therefore, it has been difficult to efficiently suppress the cogging torque even when a certain amount of the d-axis current flows.
[0023]
Therefore, in the present embodiment, the rotation angle position θ of the rotor obtained by passing the output of the encoder 8 through the rotation position calculation unit 15 is input to the correction current map 14, and the cogging torque is suppressed most at the rotation angle position θ. A correction current value ida * that can be performed is determined. The waveform of the correction current value ida * varies depending on various conditions such as the shape of the motor 7 and the like, for example, as shown in FIG.
[0024]
The correction current value ida * thus determined is added to the d-axis current basic command value idt by the condition judging unit 17 in the adding unit 13 only when the torque command value τ * of the motor 7 is smaller than a predetermined value, for example, zero. Add to * . Here, if the torque command value τ * is not equal to or more than the predetermined value, the addition is not performed, and the d-axis current basic command value idt * is set as the d-axis current command value id * . Here, the predetermined value is a limit value in a torque region where vibration and noise due to cogging torque do not feel uncomfortable for the driver. That is, the d-axis current is corrected only when the user feels discomfort due to the cogging torque, and the cogging torque is suppressed.
[0025]
Next, a method of determining the d-axis current command value id * will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0026]
First, in step S1, the condition determination unit 17 determines whether the d-axis current basic command value idt * output from the torque map 1 is smaller than a predetermined value, here, is zero. If it is not zero, it is considered that the generation of the torque of the motor 7 is required, so the process proceeds to step S5, and the d-axis current basic command value idt * is used as the d-axis current command value id * .
[0027]
On the other hand, if the d-axis current basic command value idt * is not zero, the process proceeds to step S2 to determine whether the q-axis current command value iq * is zero. Also at this time, if the q-axis current command value iq * is not zero, it is determined that the generation of torque is requested, and the process proceeds to step S5.
[0028]
If it is determined in steps S1 and S2 that iq * and idt * are zero, that is, the torque command value τ * is zero, it is determined that unpleasant vibration or noise may occur due to cogging torque, and the process proceeds to step S3. move on. In step S3, the output from the correction current map 14 and the correction current value ida * are read into the adder 13. Next, in step S4, the d-axis current command value id * is obtained by adding the d-axis current basic command value idt * and the correction current value ida * by the adding unit 13.
[0029]
Thereafter, the current value flowing to the motor 7 is controlled from the d and q axis current command values id * and iq * as described above. By performing such control, the cogging torque of the motor 7 is effectively suppressed.
[0030]
Next, effects produced by the present embodiment will be described. FIG. 4 illustrates the effect.
[0031]
A correction current map 14 for determining a correction current value ida * based on the rotational angle position θ, and a condition determination for determining a d-axis current command value id * based on the d-axis current basic command value idt * and the correction current value ida *. And a current control means for controlling the polyphase alternating current flowing through the coil based on the d-axis current command value id * and the q-axis current command value iq * .
[0032]
As described above, by correcting the d-axis current id according to the rotation angle position θ of the motor 7, a weak magnetic field corresponding to the rotation transfer angle position θ can be generated, and the correction is performed as shown in FIG. The cogging torque can be reduced more efficiently than in the case where there is no cogging torque.
[0033]
Further, as current control means, current sensors 9-1 and 9-2 for detecting the value of the polyphase alternating current flowing through the coil, and the detected values of the polyphase alternating current using the rotational angle position θ are used as d-axis currents id and q. There is provided a dq converter 11 for converting to a shaft current iq. Further, voltages for calculating d-axis voltage command values Vd * and Vq * for reducing deviations Δid and Δiq between d and q-axis currents id and iq and d and q-axis current basic command values id * and iq * , respectively. Command value calculation means, here, PI controllers 3-1 and 3-2 are provided. Further, a dq inverse converter 4 for converting the d-axis voltage command value Vd * and the q-axis voltage command value Vq * into a polyphase AC voltage command value using the rotation angle position θ is provided.
[0034]
By configuring the current control means as described above, the difference between the actually measured values id and iq of the d and q axis current values and the command values id * and iq * corresponding to the rotation angle position θ is reduced. Set the voltage command values Vd * and Vq * . Thereby, the influence of the cogging torque can be reduced according to the rotation angle position θ.
[0035]
In addition, in the adder 13 as the d-axis current basic command value determining means, an addition value of the d-axis current basic command value idt * and the correction current value ida * is set as the d-axis current command value id * . Accordingly, the correction current value ida * can be added so as to reduce the cogging torque estimated according to the rotation angle position θ, so that vibration, noise, and the like due to the cogging torque can be suppressed.
[0036]
Further, the condition judging unit 17 as the d-axis current basic command value determining means converts the d-axis current basic command value idt * to the d-axis current when the magnitude of the torque command value τ * of the motor 7 is larger than a predetermined value. Determined as the command value id * . On the other hand, when the magnitude of the torque command value τ * is not larger than the predetermined magnitude, the correction using the correction current value ida * is performed. Accordingly, when vibration, noise, and the like due to the cogging torque become remarkable, the d-axis correction current ida * is supplied, and the cogging torque can be suppressed. Further, in the high torque region where vibration and noise due to cogging torque are less likely to cause discomfort, the d-axis current value id is not corrected, so that wasteful power consumption can be prevented.
[0037]
In particular, by setting the predetermined magnitude to zero, it is possible to suppress the occurrence of unpleasant vibration particularly when the motor 7 is not operating, that is, when the vehicle is running by inertia.
[0038]
The present embodiment is also effective for a motor in which a coil is wound by concentrated winding with a small degree of freedom of salient poles. At this time, since the cogging torque can be suppressed with a small correction current value ida * , power consumption can be reduced.
[0039]
In the present embodiment, the rotational angular velocity ωθ is obtained by inputting the rotational angular position θ to the velocity calculation unit 16, but is not limited to this. The torque command value τ * to be input to the torque map 1 can be calculated by another control system (not shown) by depressing an accelerator or the like.
[0040]
Next, a second embodiment will be described. The control block diagram here is the same as FIG. 1 shown in the first embodiment. Only the output from the correction current map 14 and the action of the correction current value ida * are different from those of the first embodiment. FIG. 5 shows a control flow for obtaining the d-axis current command value id * .
[0041]
FIG. 5 is obtained by inserting step S6 between steps S2 and S3 in the flowchart shown in FIG. In step S6, the absolute value of the rotational speed ωθ of the motor 7 determines whether less than a predetermined value omega 0.
[0042]
Thus, whether to add the correction current value ida * for suppressing the cogging torque is determined based on the value of the torque command value τ * and the rotational angular velocity ωθ of the motor 7. Thus, even if the torque command value τ * is zero, the correction current value ida * for suppressing the cogging torque is not added if the rotational angular speed ωθ of the motor is equal to or more than the predetermined value.
[0043]
When the motor 7 is used as a driving source for running the vehicle, cogging torque poses a problem only in a relatively low frequency range where a driver or the like feels vibration or the like due to cogging torque. In the present embodiment, the cogging torque is reduced only in that region, and normal control is performed in a high-frequency region where no human can feel.
[0044]
Thus, the condition determining unit 17 as a d-axis current basic command value determining means in the present embodiment, when the rotational angular velocity ωθ of the motor 7 is larger than the predetermined value omega 0, the d-axis and d-axis current basic command value idt * a current command value id *, when not larger than the predetermined value omega 0, performing the correction using the correction current ida *. As a result, the cogging torque is suppressed only when the vehicle that is greatly affected by the vibration and noise due to the cogging torque is in the low-speed region, so that the cogging torque is effectively suppressed and the power consumption in the high rotation region is simultaneously achieved. Can be reduced.
[0045]
Next, a third embodiment will be described. FIG. 6 shows a control flow for obtaining the d-axis current command value id * , and the other parts are the same as in the first embodiment.
[0046]
FIG. 6 is a flowchart (FIG. 5) according to the second embodiment, in which step S7 is inserted between step S6 and step S3. In step S7, it is determined whether the rotational angular velocity ωθ is not zero. When the rotational angular velocity ωθ is zero, the d-axis current basic command value idt * is set as the final d-axis current basic command value id *, and the correction current ida for suppressing the cogging torque only when the rotational angular velocity ωθ is not zero. Add * .
[0047]
In order to suppress the cogging torque as described above, the correction current ida * is added when the torque command value τ * is zero and the absolute value of the rotation speed ωθ of the motor 7 is larger than zero and smaller than ω0.
[0048]
As shown in FIG. 2, the d-axis current value id for suppressing cogging torque is a relatively large current value depending on the angular position θ at which the motor 7 is stopped. On the other hand, when the rotation speed ωθ = 0, the correction current value ida * is not added.
[0049]
As described above, when the rotational angular velocity ωθ is zero, the correction current value ida * for suppressing the cogging torque is not added, so that a large current is prevented from continuously flowing through the coil when the vehicle is stopped. be able to. For example, when the motor 7 is stopped for a long time, unnecessary large current can be prevented from continuously flowing through the coil. As a result, the power consumption of the motor 7 can be reduced, and the temperature rise of the coil can be suppressed.
[0050]
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 7 shows a control block of the control device used here.
[0051]
Here, instead of the condition determining unit 17 that determines whether to perform correction in the first to third embodiments and the adding unit 13 that adds the d-axis current basic command value idt * and the corrected current value ida *. A maximum value selector 18 is provided. In the maximum value selection unit 18, the correction current ida * and d-axis current basic command value idt * selectively rather than adding, by comparing the sequential correction current ida * and d-axis current basic command value idt * , The one with the larger absolute value is defined as the d-axis current command value id * .
[0052]
Here, FIG. 8 shows a control flow in the maximum value selection unit 18 for determining the d-axis current command value id * .
[0053]
In step S11, the d-axis current basic command value idt * and the correction current value ida * are read. In step S12, the absolute values of the d-axis current basic command value idt * and the corrected current value ida * are compared. If the absolute value of the d-axis current basic command value idt * is larger than the absolute value of the correction current value ida * , the process proceeds to step S13, and the d-axis current basic command value idt * is adopted as the d-axis current command value id * .
[0054]
On the other hand, if the absolute value of the d-axis current basic command value idt * is equal to or smaller than the absolute value of the correction current value ida * in step S12, the process proceeds to step S14, where the correction current value ida * is set as the d-axis current command value id * . Is adopted.
[0055]
Thus, for example, when the torque command value τ * is zero and the d-axis current basic command value idt * output from the torque map 1 is also zero, the correction current value ida * is selected and output. On the other hand, if the torque command value τ * has a certain value other than zero from that state, the d-axis current basic command value idt * output from the torque map 1 and the d-axis correction current map 14 are output. Compare the correction current value ida * and select the one with the larger absolute value.
[0056]
Specifically, the peak of the current waveform of the d-axis correction current value ida * as shown in FIG. 9, where the d-axis current has a negative value, and the peak formed nearer to zero has a negative value. , D-axis current basic command value idt * . This is because the d-axis current basic command value idt * is constant with respect to the rotation angle position θ of the motor 7.
[0057]
As described above, in the maximum selection unit 18 as the d-axis current basic command value determining means, the larger absolute value of the d-axis current basic command value idt * and the correction current value ida * is determined by the d-axis current command value id *. To be determined. As a result, when torque is generated from a state where the torque command value τ * is zero, the current continuously changes, so that uncomfortable vibration is not given to the driver, and the angle depends on the angle in the torque generating state. Torque fluctuation, that is, torque ripple, can be reduced.
[0058]
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 10 shows a control flow showing a method of determining the d-axis current command value id * in the maximum value selection unit 18 used here, and the other parts are the same as in the fourth embodiment.
[0059]
In FIG. 10, step S10 is inserted before step S11 in the control flow (FIG. 8) used in the fourth embodiment. In step S10, the absolute value of the rotation angular velocity ωθ to determine whether greater than a predetermined value omega 0. If the absolute value of the rotation angular velocity ωθ is smaller than a predetermined value omega 0 the process proceeds to step S11, and as in the fourth embodiment below.
[0060]
On the other hand, in step S10, when the absolute value of the rotational speed ωθ is 0 or greater than a predetermined value ω, the process proceeds to step S13, employs a d-axis current basic command value idt * as the d-axis current command value id *.
[0061]
Thereby, in addition to the effects obtained in the fourth embodiment, the effects obtained in the second embodiment can be obtained. That is, in the high rotation region where the driver does not feel, the increase in the current consumption is suppressed without suppressing the cogging torque, and the cogging torque can be suppressed so as not to generate vibration or the like in the low rotation region.
[0062]
Next, a sixth embodiment will be described. FIG. 11 shows a control flow in the maximum value selection unit 18 used here, and the other parts are the same as in the fourth embodiment.
[0063]
In FIG. 10, step S15 is inserted between step S10 and step S11 in the control flow (FIG. 10) used in the fifth embodiment. In step S15, it is determined whether the rotation speed ωθ is zero. If the rotation speed ωθ is not zero, the process proceeds to step S11, and the same control as in FIG. 10 is performed. If the rotation speed ωθ is zero, the process proceeds to step S13, and the d-axis current basic command value idt * is adopted as the d-axis current command value id * .
[0064]
By doing so, it is possible to obtain the effect obtained in the third embodiment in addition to the effect obtained in the fifth embodiment. That is, when the motor 7 is stopped, a large current is prevented from continuously flowing through the coil, thereby increasing power consumption and suppressing heat generation of the coil.
[0065]
Next, a seventh embodiment will be described. Here, in any one of the first to sixth embodiments, the correction current map 14 shown in FIG. 12 is used.
[0066]
In FIG. 12, the correction current value ida * based on the rotation angle position θ uses a waveform that can be calculated by a simple trigonometric function. FIG. 13 shows the effect of reducing the cogging torque when such a correction current is used.
[0067]
When the map is used, it is necessary to reduce the increment of the rotation angle position θ in order to improve the control accuracy, which has been a factor for increasing the memory usage, for example. This can be calculated by a relatively simple mathematical expression. Here, as shown in FIG. 12, by adopting a sinusoidal correction current value ida * for the rotation angle position θ, the memory consumption is reduced. At the same time, the correction current value ida * can be determined at high speed.
[0068]
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram of a control device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a correction current map according to the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of control for determining a basic d-axis current command value according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating an effect of the first embodiment.
FIG. 5 is a flowchart of control for determining a d-axis current basic command value according to the second embodiment.
FIG. 6 is a flowchart of control for determining a d-axis current basic command value according to the third embodiment.
FIG. 7 is a control block diagram of a control device according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a flowchart of control for determining a basic d-axis current command value according to the fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating a d-axis current basic command value with respect to a rotational position obtained according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a flowchart of control for determining a d-axis current basic command value according to the fifth embodiment.
FIG. 11 is a flowchart of control for determining a d-axis current basic command value according to a sixth embodiment.
FIG. 12 is a correction current map according to a seventh embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating effects of the seventh embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Torque map (current command value determination means)
3 PI controller (voltage command value calculation means)
4 dq inverse converter (inverter)
8 Encoder (rotation angle position detection means)
9 Current sensor (current detection means)
11 dq converter (conversion means)
13 adder (d-axis current command value determining means)
14 Correction current map (correction current value determining means)
17 Condition judgment unit (d-axis current command value determination means)
18 Highest value selection section (d-axis current command value determination means)

Claims (9)

永久磁石を備えた回転子と、複数の突極にコイルを巻装した固定子と、から構成される永久磁石型同期電動機の制御システムにおいて、
前記回転子の回転角度位置を検出する回転角度位置検出手段と、
電動機の回転角速度と目標トルクとに基づいて、d軸電流の基本指令値と、q軸電流の指令値とを決定する電流指令値決定手段と、
前記回転角度位置に基づいてd軸電流の補正値を決定する補正電流値決定手段と、
前記d軸電流基本指令値と前記d軸補正電流値に基づいてd軸電流指令値を決定するd軸電流指令値決定手段と、
前記d軸電流指令値と前記q軸電流指令値に基づいて、前記コイルに流れる多相交流電流を制御する電流制御手段と、を備えることを特徴とする永久磁石型同期電動機の制御システム。
In a control system of a permanent magnet type synchronous motor including a rotor having a permanent magnet and a stator having coils wound around a plurality of salient poles,
Rotation angle position detection means for detecting the rotation angle position of the rotor,
Current command value determining means for determining a basic command value of the d-axis current and a command value of the q-axis current based on the rotational angular velocity of the electric motor and the target torque;
Correction current value determination means for determining a correction value of the d-axis current based on the rotation angle position;
D-axis current command value determining means for determining a d-axis current command value based on the d-axis current basic command value and the d-axis correction current value,
A control system for a permanent magnet synchronous motor, comprising: current control means for controlling a polyphase AC current flowing through the coil based on the d-axis current command value and the q-axis current command value.
前記電流制御手段は、
前記コイルに流れる多相交流電流値を検出する電流検出手段と、
前記回転角度位置に基づいて前記多相交流電流の検出値をd軸電流とq軸電流に変換する変換手段と、
変換によって得たd軸電流と前記d軸電流指令値との偏差を小さくするためのd軸電圧指令値を算出するとともに、変換によって得たq軸電流と前記q軸電流指令値との偏差を小さくするためのq軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段と、
前記回転角度位置を用いて前記d軸電圧指令値と前記q軸電圧指令値を多相交流電圧指令値に変換する逆変換手段と、を備える請求項1に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
The current control means,
Current detection means for detecting a polyphase alternating current value flowing through the coil,
Conversion means for converting the detected value of the polyphase AC current into a d-axis current and a q-axis current based on the rotation angle position;
A d-axis voltage command value for reducing a deviation between the d-axis current obtained by the conversion and the d-axis current command value is calculated, and a deviation between the q-axis current obtained by the conversion and the q-axis current command value is calculated. Voltage command value calculation means for calculating a q-axis voltage command value for reducing
The control of a permanent magnet type synchronous motor according to claim 1, further comprising: an inverse conversion unit configured to convert the d-axis voltage command value and the q-axis voltage command value into a polyphase AC voltage command value using the rotation angle position. system.
前記d軸電流指令値決定手段では、
前記d軸電流基本指令値と、前記d軸補正電流値との加算値を前記d軸電流指令値として決定する請求項1または2に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
In the d-axis current command value determining means,
The control system for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1 or 2, wherein an added value of the d-axis current basic command value and the d-axis correction current value is determined as the d-axis current command value.
前記d軸電流指令値決定手段では、
前記d軸電流基本指令値と、前記d軸補正電流値のうち絶対値が大きい方を前記d軸電流指令値として決定する請求項1または2に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
In the d-axis current command value determining means,
3. The control system for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1, wherein a larger absolute value of the d-axis current basic command value and the d-axis correction current value is determined as the d-axis current command value. 4.
前記d軸電流指令値決定手段では、
電動機の目標トルクの大きさが所定の大きさより大きいとき前記d軸電流基本指令値を前記d軸電流指令値として決定し、
電動機の目標トルクの大きさが所定の大きさより大きくないときに、前記d軸補正電流値を用いた補正を行う請求項3または4に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
In the d-axis current command value determining means,
When the magnitude of the target torque of the motor is larger than a predetermined magnitude, the d-axis current basic command value is determined as the d-axis current command value,
The control system for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 3 or 4, wherein the correction using the d-axis correction current value is performed when the magnitude of the target torque of the motor is not larger than a predetermined magnitude.
前記所定の大きさをゼロとする請求項5に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。The control system for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 5, wherein the predetermined size is set to zero. 前記d軸電流指令値決定手段では、
電動機の回転角速度の大きさが所定の大きさより大きいとき、前記d軸電流基本指令値を前記d軸電流指令値として決定し、
電動機の回転角速度の大きさが所定の大きさより大きくないときに、前記d軸補正電流値を用いた補正を行う請求項3または4に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
In the d-axis current command value determining means,
When the magnitude of the rotational angular velocity of the motor is larger than a predetermined magnitude, the d-axis current basic command value is determined as the d-axis current command value,
The control system for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 3 or 4, wherein the correction using the d-axis correction current value is performed when the rotation angular velocity of the motor is not greater than a predetermined value.
前記d軸電流指令値決定手段では、
電動機の回転角速度の大きさが略ゼロであるときに、前記d軸電流基本指令値を前記d軸電流指令値として決定する請求項3または4に記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
In the d-axis current command value determining means,
5. The control system for a permanent magnet synchronous motor according to claim 3, wherein the d-axis current basic command value is determined as the d-axis current command value when the magnitude of the rotational angular velocity of the motor is substantially zero.
前記補正電流値決定手段では、
前記回転角度位置に対して正弦波状のd軸補正電流値を有する請求項1から8のいずれか一つに記載の永久磁石型同期電動機の制御システム。
In the correction current value determining means,
The control system for a permanent magnet type synchronous motor according to any one of claims 1 to 8, wherein the control system has a sinusoidal d-axis correction current value with respect to the rotation angle position.
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