JP6447373B2 - Rotating machine control device - Google Patents
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Description
本発明は、交流回転機の通電を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls energization of an AC rotating machine.
従来、直流電源の直流電圧を交流電圧に変換する電力変換器を用いて交流回転機に印加する回転機駆動システムにおいて、直流電流を制限する回転機制御装置が知られている。例えば特許文献1に開示された制御装置は、直流電流の検出値と直流電流制限値との偏差から交流回転機電圧制限値を算出し、電圧を制限することで、直流電流を制限する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a rotating machine control device that limits a direct current in a rotating machine drive system in which a DC voltage of a DC power source is applied to an AC rotating machine using a power converter that converts an AC voltage into an AC voltage. For example, the control device disclosed in
交流回転機の駆動システムでは、直流電流の0次成分に高次成分が重畳し、この高次成分のピーク値が直流電流のピーク値となる。特許文献1の従来技術では、直流電流のピーク値が制限値以下となるように、電圧を制限することにより、直流電流を全体的に低下させている。そのため、ピーク値の低下と共に平均電流が低下し、その結果、回転機の出力トルクが低下する。すると、例えばハイブリッド自動車の主機モータに適用される場合、ドライバビリティの低下を招くこととなる。
In an AC rotating machine drive system, a high-order component is superimposed on the zero-order component of the direct current, and the peak value of the high-order component becomes the peak value of the direct current. In the prior art of
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、回転機のトルクを低下させることなく、直流電流を適切に制限する回転機の制御装置を提供することにある。 The present invention was created in view of the above points, and an object thereof is to provide a control device for a rotating machine that appropriately limits a direct current without reducing the torque of the rotating machine. .
本発明は、直流電源の直流電圧を電力変換器で交流電圧に変換し回転機に印加する回転機駆動システムに用いられ、電力変換器を操作して回転機の通電を制御する回転機の制御装置に係る発明である。
この回転機の制御装置は、電圧振幅算出部、直流電流制限判定部、電圧パルス設定部、及びゲート信号生成部を備える。
The present invention is used in a rotating machine drive system that converts a DC voltage of a DC power source into an AC voltage by a power converter and applies the AC voltage to the rotating machine, and controls the rotating machine that controls the energization of the rotating machine by operating the power converter. It is an invention related to the apparatus.
The rotating machine control device includes a voltage amplitude calculation unit, a direct current limit determination unit, a voltage pulse setting unit, and a gate signal generation unit.
電圧振幅算出部は、少なくとも回転機のトルク指令に基づいて、電圧振幅指令を算出する。
直流電流制限判定部は、直流電源と電力変換器との間に流れる直流電流のピーク値が所定の直流電流制限値以下であるか否かを判定する。
The voltage amplitude calculation unit calculates a voltage amplitude command based on at least the torque command of the rotating machine.
The direct current limit determination unit determines whether or not the peak value of the direct current flowing between the direct current power source and the power converter is equal to or less than a predetermined direct current limit value.
電圧パルス設定部は、直流電流のピーク値が直流電流制限値以下となるように、各相の電気1周期あたりのON/OFF回数であるパルス数を有する電圧パルスを電圧振幅指令に基づいて設定する。
ゲート信号生成部は、電圧パルス設定部が設定した電圧パルスに基づいて、電力変換器を操作するゲート信号を生成する。
The voltage pulse setting unit sets a voltage pulse having a pulse number that is the number of ON / OFF times per electrical cycle of each phase based on the voltage amplitude command so that the peak value of the DC current is less than or equal to the DC current limit value. To do.
The gate signal generation unit generates a gate signal for operating the power converter based on the voltage pulse set by the voltage pulse setting unit.
例えば電圧パルス設定部は、電力変換器に入力される電源電圧が高いほど電圧パルスのパルス数を増加させる。或いは、電圧パルス設定部は、回転機のトルク、回転数、又は、電力変換器に入力される電源電圧のうち一つ以上の値に応じて、電圧パルスのパルス数を変更する。
そして、電圧パルス設定部は、直流電流のピーク値が制限値以下となるまでパルス数を増加させ電圧パルスを設定する。このとき、直流電流の平均電流は変化しない。
これにより、本発明の回転機の制御装置は、回転機のトルクを低下させることなく、直流電流を適切に制限することができる。よって、例えばハイブリッド自動車の主機モータに適用される場合、ドライバビリティの低下を回避することができる。
For example, the voltage pulse setting unit increases the number of voltage pulses as the power supply voltage input to the power converter is higher. Or a voltage pulse setting part changes the pulse number of a voltage pulse according to one or more values among the torque of a rotary machine, rotation speed, or the power supply voltage input into a power converter.
Then, the voltage pulse setting unit sets the voltage pulse by increasing the number of pulses until the peak value of the direct current becomes equal to or less than the limit value. At this time, the average direct current does not change.
Thereby, the control apparatus of the rotary machine of this invention can restrict | limit a direct current appropriately, without reducing the torque of a rotary machine. Therefore, for example, when applied to a main motor of a hybrid vehicle, a decrease in drivability can be avoided.
ところで、電圧パルスのパルス数には、電力変換器のスイッチング損失や電圧限界との関係によって限界がある。言い換えれば、電圧振幅算出部が算出した電圧振幅指令を維持しつつパルス数を増加可能な電圧パルスが存在しない場合がある。そのため、直流電流のピーク値が制限値を超えているとき、電圧パルス設定部によるパルス数の調整のみでは、直流電流のピーク値を十分に下げることができず、電圧振幅指令を下げざるを得ない場合が想定される。 By the way, the number of voltage pulses has a limit depending on the relationship with the switching loss and voltage limit of the power converter. In other words, there may be no voltage pulse that can increase the number of pulses while maintaining the voltage amplitude command calculated by the voltage amplitude calculation unit. Therefore, when the peak value of the DC current exceeds the limit value, the peak value of the DC current cannot be lowered sufficiently only by adjusting the number of pulses by the voltage pulse setting unit, and the voltage amplitude command must be lowered. It is assumed that there is not.
そこで、本発明の回転機の制御装置は、回転機のトルクを指令トルクに追従させるように電圧位相を演算し、ゲート信号生成部に出力する電圧位相演算部をさらに有することが好ましい。ここで、回転機のトルクは、dq軸電流に基づいて推定してもよく、トルクセンサで直接検出してもよい。これにより、電圧振幅指令を下げざるを得ない場合でも、電圧位相の操作によって回転機の出力トルクを補い、要求トルクを適切に確保することができる。 Therefore, it is preferable that the control device for a rotating machine of the present invention further includes a voltage phase calculating unit that calculates a voltage phase so that the torque of the rotating machine follows the command torque and outputs the voltage phase to the gate signal generating unit. Here, the torque of the rotating machine may be estimated based on the dq-axis current, or directly detected by a torque sensor. Thereby, even when the voltage amplitude command has to be lowered, the output torque of the rotating machine can be supplemented by operating the voltage phase, and the required torque can be appropriately secured.
以下、本発明の実施形態による回転機の制御装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
この回転機の制御装置は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の主機モータの制御装置として適用される。以下の実施形態の説明では、特許請求の範囲の「回転機」に相当する部分を「モータ」と記す。また、「本実施形態」とは、第1〜第3実施形態を包括していう。
Hereinafter, a control device for a rotating machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the plurality of embodiments, substantially the same configuration is denoted by the same reference numeral, and description thereof is omitted.
This control device for a rotating machine is applied as a control device for a main motor of a hybrid vehicle or an electric vehicle, for example. In the following description of the embodiment, the part corresponding to the “rotor” in the claims is referred to as “motor”. The “present embodiment” includes the first to third embodiments.
(第1実施形態)
第1実施形態による回転機の制御装置について、図1〜図10を参照して説明する。
図1に示すモータ駆動システム90は、「直流電源」としてのバッテリ50、直流電流センサ55、「電力変換器」としてのインバータ60、及び、交流電力によって駆動されるモータ80等を備える。モータ駆動システム90に適用されるモータ制御装置101は、インバータ60を操作してモータ80の通電を制御する。
(First embodiment)
A control device for a rotating machine according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
A
モータ80は、例えば永久磁石式同期型の三相交流電動機であり、典型的には力行及び回生動作可能なモータジェネレータである。
インバータ60には、バッテリ50から電源電圧Vdcが入力される。インバータ60は、上下アームの複数のスイッチング素子がブリッジ接続されており、スイッチング素子のスイッチング動作により直流電圧を交流電圧に変換し、モータ80の巻線に印加する。インバータ60の構成は周知であるため、図示及び詳細な説明を省略する。
The
The power supply voltage Vdc is input from the
インバータ60からモータ80へ接続される電力線には、相電流を検出する電流センサ71、72が設けられている。
回転角センサ85は、モータ80の回転角を検出し電気角θeとして出力する。電気角θeは、モータ制御装置101でベクトル制御の座標変換演算に用いられる。また、微分器86で電気角θeが時間微分され、電気角速度ω[deg/s]が算出される。電気角速度ωは比例定数を乗じることにより回転数N[rpm]に換算されるため、本明細書では「電気角速度ωを換算した回転数」を省略して「回転数ω」という。
On the power line connected from the
The
直流電流センサ55は、バッテリ50とインバータ60との間に流れる直流電流Idcを検出する。
ここで、特許文献1(特開2013−162561号公報)に開示されているように、直流電流Idcが所定の制限値以上になると、給電経路上の発熱、電子部品の破壊、バッテリの劣化等の問題を引き起こすおそれがある。そこで特許文献1の従来技術では、直流電流の検出値と直流電流制限値との偏差から交流回転機電圧制限値を算出し、電圧を制限することで、直流電流を制限する。
DC
Here, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-162561), when the direct current Idc exceeds a predetermined limit value, heat generation on the power supply path, destruction of electronic components, deterioration of the battery, etc. May cause problems. Therefore, in the prior art of
従来技術による直流電流制限について、図16を参照して説明する。ここで、制御対象のモータは三相交流モータであるとする。図16の横軸に示す電気1周期Teは、相電流1次成分の周期に相当する。
三相交流モータの駆動システムでは、直流電流の0次成分に、相電流1次成分の6倍の周波数を有する6次成分等の高次成分が重畳する。つまり、直流電流には、電気数周期にわたって一定である0次成分の他、周期的に変動する6次成分等の高次成分が含まれる。この高次成分のピーク値が直流電流のピーク値Idc_pとなる。
DC current limitation according to the prior art will be described with reference to FIG. Here, it is assumed that the motor to be controlled is a three-phase AC motor. An electrical cycle Te shown on the horizontal axis in FIG. 16 corresponds to the cycle of the phase current primary component.
In a three-phase AC motor drive system, a higher-order component such as a sixth-order component having a frequency six times that of the first-order phase current component is superimposed on the zero-order component of the DC current. That is, the direct current includes a high-order component such as a sixth-order component that periodically fluctuates in addition to a zero-order component that is constant over several electrical cycles. The peak value of this higher-order component becomes the DC current peak value Idc_p.
特許文献1の従来技術では、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim以下となるように電圧を制限することで、直流電流を全体的に低下させている。そのため、ピーク値Idc_pが低下すると共に平均電流Idc_avrが低下し、その結果、モータの出力トルクが低下する。すると、例えばハイブリッド自動車の主機モータに適用される場合、ドライバビリティの低下を招くこととなる。
In the prior art of
この課題に対し、本実施形態では、モータ80の出力トルクを低下させることなく直流電流のピーク値Idc_pを適切に低減することを目的とする。そこで、直流電流のピーク値Idc_pは高次成分のピーク値であるため、高次成分の振幅を抑制すれば、直流電流Idcの平均電流Idc_avrを維持しつつピーク値Idc_pを下げられることに着目する。そして、直流電流Idcに含まれる高次成分は、モータ80の相電流に重畳する高次成分に関係する。したがって、モータ80に印加される電圧の高次成分を減らすことにより、直流電流Idcに含まれる高次成分の低減を図ることができる。
With respect to this problem, the present embodiment aims to appropriately reduce the peak value Idc_p of the direct current without reducing the output torque of the
続いて、上記課題を解決するためのモータ制御装置101の具体的な構成について説明する。モータ制御装置101は、直流電流Idcを制限しつつ電圧パルスを生成する構成として、電圧振幅算出部13、直流電流制限判定部15、電圧パルス設定部16、電源電圧検出部17、及びゲート信号生成部18を備えている。
また、第1実施形態のモータ制御装置101は、トルクフィードバック制御特有の構成として、dq変換部34、トルク推定部35、減算器36及び制御器37を備えている。
Then, the specific structure of the
Moreover, the
電圧振幅算出部13は、モータ80の回転数ω、及び、車両制御装置等から入力されるトルク指令T*に基づいて電圧振幅指令Vampを算出する。
ここで、連続する制御タイミングにおける電圧振幅指令Vampの変化率制限について図2を参照する。図2の横軸は、制御周期ΔTcで連続する制御タイミングt0〜t3を示し、縦軸は、各制御タイミングで算出される電圧振幅指令Vampの値を示す。
The
Here, FIG. 2 is referred to regarding the change rate limitation of the voltage amplitude command Vamp at successive control timings. The horizontal axis in FIG. 2 indicates control timings t0 to t3 that are continuous in the control cycle ΔTc, and the vertical axis indicates the value of the voltage amplitude command Vamp calculated at each control timing.
直流電流Idcが制限値Idc_limを超えないようにする観点から、電圧振幅指令Vampを急激に増加させることは好ましくない。そこで、電圧振幅算出部13は、電圧振幅指令Vampを増加させる場合の変化率に上限を設定する。この上限変化率は、同じタイミングで入力されるトルク指令T*の変化率以下に設定されることが好ましい。
From the viewpoint of preventing the direct current Idc from exceeding the limit value Idc_lim, it is not preferable to increase the voltage amplitude command Vamp rapidly. Therefore, the voltage
制御タイミングt1における前回タイミングt0からの電圧振幅指令変化率Rv1は、式(1.1)で表される。同様に、制御タイミングt2、t3における前回タイミングt1、t2からの変化率Rv2、Rv3は、式(1.2)、(1.3)で表される。
Rv1=(Vamp(t1)−Vamp(t0))/ΔTc ・・・(1.1)
Rv2=(Vamp(t2)−Vamp(t1))/ΔTc ・・・(1.2)
Rv3=(Vamp(t3)−Vamp(t2))/ΔTc ・・・(1.3)
The voltage amplitude command change rate Rv1 from the previous timing t0 at the control timing t1 is expressed by Expression (1.1). Similarly, the change rates Rv2 and Rv3 from the previous timings t1 and t2 at the control timings t2 and t3 are expressed by equations (1.2) and (1.3).
Rv1 = (Vamp (t1) −Vamp (t0)) / ΔTc (1.1)
Rv2 = (Vamp (t2) −Vamp (t1)) / ΔTc (1.2)
Rv3 = (Vamp (t3) −Vamp (t2)) / ΔTc (1.3)
変化率Rv1は、破線で示す上限変化率よりも小さく、変化率Rv2は、上限変化率と同等である。したがって、算出された電圧振幅指令Vamp(t1)、Vamp(t2)はそのまま出力される。一方、変化率Rv3は、上限変化率を上回っているため、算出された電圧振幅指令Vamp(t3)は、上限値Vamp(t3)_limに制限されてから出力される。
なお、電圧振幅指令Vampが減少する場合は、変化率を制限する必要はない。
The change rate Rv1 is smaller than the upper limit change rate indicated by a broken line, and the change rate Rv2 is equivalent to the upper limit change rate. Therefore, the calculated voltage amplitude commands Vamp (t1) and Vamp (t2) are output as they are. On the other hand, since the change rate Rv3 exceeds the upper limit change rate, the calculated voltage amplitude command Vamp (t3) is output after being limited to the upper limit value Vamp (t3) _lim.
When the voltage amplitude command Vamp decreases, it is not necessary to limit the rate of change.
直流電流制限判定部15は、直流電流センサ55が検出した直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim(図7参照)以下であるか否かを判定する。
電圧パルス設定部16は、電圧振幅指令Vampに基づいて、電圧パルスを設定する。電圧パルスのパルス数nは、各相の電気1周期あたりのON/OFF回数で定義される。
The DC current
The voltage
図3に、U−V相線間電圧パルスと、それに対応するU相、V相の上アームのスイッチング素子(図中「SW素子」)のパルスとの「パルス数n=7」の例を示す。各相パルスでは、電気1周期、すなわち電気角360[deg]の範囲に立ち上がりエッジ(ON)と立ち下がりエッジ(OFF)とが7回ずつ存在する。ONとOFFとの1往復をパルス1回と数えると、このパルス数は7である。また、線間電圧パルスでは、電気(1/2)周期、すなわち電気角180[deg]範囲のON/OFF回数がパルス数に相当する。このように、各相パルスと線間電圧パルスとは相互に対応する。 FIG. 3 shows an example of “number of pulses n = 7” of the voltage pulse between the U-V phase line and the pulse of the switching element (“SW element” in the figure) of the U-phase and V-phase corresponding thereto. Show. In each phase pulse, there are 7 rising edges (ON) and 7 falling edges (OFF) in one electrical cycle, that is, in the range of electrical angle 360 [deg]. When one reciprocation of ON and OFF is counted as one pulse, the number of pulses is seven. Further, in the line voltage pulse, the electrical (1/2) period, that is, the number of ON / OFF in the range of the electrical angle of 180 [deg] corresponds to the number of pulses. Thus, each phase pulse and the line voltage pulse correspond to each other.
電圧パルス設定部16は、直流電流制限判定部15による判定結果、モータ80の回転数ω、及び、電源電圧検出部17によって検出された電源電圧Vdcを取得する。
直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_limを超えているとき、電圧パルス設定部16は、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim以下となるようにパルス数を変更し、電圧パルスを設定する。
The voltage
When the DC current peak value Idc_p exceeds the limit value Idc_lim, the voltage
電圧パルスのパルス数と高次成分の大きさとの関係について、図4を参照する。図4の左側ほどパルス数が小さく、右側ほどパルス数が大きい。また、一段目は、電圧振幅指令Vampが基準電圧V0のときを示し、二段目は、電圧振幅指令Vampが基準電圧V0の0.9倍のときを示す。電圧振幅指令Vampが小さくなるほど、各パルスの幅(ON期間)が小さくなる。 Refer to FIG. 4 for the relationship between the number of voltage pulses and the magnitude of higher order components. The number of pulses is smaller on the left side of FIG. 4, and the number of pulses is larger on the right side. The first stage shows when the voltage amplitude command Vamp is the reference voltage V 0 , and the second stage shows when the voltage amplitude command Vamp is 0.9 times the reference voltage V 0 . The smaller the voltage amplitude command Vamp, the smaller the width (ON period) of each pulse.
PWM変調ベースで考えると、モータ80に印加される電圧波形は、パルス数が大きくなるほど正弦波に近くなり、重畳する高次成分の振幅比は小さくなる。また、パルス数が小さくなるほど矩形波に近くなり、重畳する高次成分の振幅比は大きくなる。これより、パルス数を増加させれば、モータ80に印加される電圧の高次成分を減らすことができ、その結果、直流電流Idcに含まれる高次成分を減らすことができる。
ただし、必要以上にパルス数を増加させるとスイッチング損失が増大することとなる。そこで、電圧パルス設定部16は、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim以下となるまでパルス数を増加させ、それ以上にはパルス数を増加させない。
When considered on the basis of PWM modulation, the voltage waveform applied to the
However, if the number of pulses is increased more than necessary, switching loss will increase. Therefore, the voltage
PWM変調ベースでの電圧パルスの生成法について、図5を参照する。図5には、正弦波PWM制御での(a)パルス数n=3、(b)パルス数n=9の例を示す。電圧パルスは、電圧指令とキャリア(三角波)との大小比較により生成される。そこで、電気1周期あたりのキャリア数を変更すれば、パルス数nを調整可能である。 A method for generating a voltage pulse based on PWM modulation will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an example of (a) pulse number n = 3 and (b) pulse number n = 9 in sine wave PWM control. The voltage pulse is generated by comparing the voltage command with the carrier (triangular wave). Therefore, the number of pulses n can be adjusted by changing the number of carriers per electrical cycle.
図5(a)、(b)に示すように、パルス数nを奇数に設定し、且つ、キャリアの山又は谷のタイミングを電圧指令が最大及び最小となる電気角θeに同期させると、電圧パルスを対称に生成することができる。さらに、図5(b)に示すように、パルス数nを3の倍数に設定することにより、三相の相間対称性を確保することができる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, when the pulse number n is set to an odd number and the peak or valley timing of the carrier is synchronized with the electrical angle θe at which the voltage command is maximum and minimum, the voltage Pulses can be generated symmetrically. Furthermore, as shown in FIG. 5 (b), by setting the number of pulses n to a multiple of 3, three-phase symmetry can be ensured.
また、電圧パルス設定部16は、モータ80の動作条件であるモータ回転数ω又は電源電圧Vdcの少なくとも一方に応じて、電圧パルスのパルス数nを変更してもよい。
モータ回転数ωが小さいほど、すなわち低回転であるほど、電気1周期が長くなり高次成分の影響が相対的に大きくなる。そこで、図6(a)に示すように、モータ回転数ωが小さいほど、パルス数nを増加させることが好ましい。
Further, the voltage
The smaller the motor rotation speed ω, that is, the lower the rotation speed, the longer one electrical cycle and the greater the influence of higher-order components. Therefore, as shown in FIG. 6A, it is preferable to increase the pulse number n as the motor rotational speed ω is smaller.
また、電源電圧Vdcが高いほど、直流電流Idcの高次成分の値が大きくなり、制限値Idc_limまでの余裕が小さくなる。そこで、図6(b)に示すように、電源電圧Vdcが高いほど、パルス数nを増加させることが好ましい。
なお、図6(a)、(b)の特性線は相関の方向のみを示すものであり、線形、反比例形等の具体的な特性プロファイルは、図示の例に限らない。
Further, as the power supply voltage Vdc is higher, the value of the higher-order component of the direct current Idc is increased, and the margin to the limit value Idc_lim is reduced. Therefore, as shown in FIG. 6B, it is preferable to increase the number of pulses n as the power supply voltage Vdc is higher.
Note that the characteristic lines in FIGS. 6A and 6B indicate only the direction of correlation, and specific characteristic profiles such as linear and inverse proportional forms are not limited to the illustrated example.
ゲート信号生成部18は、電圧パルス設定部16で設定された電圧パルス、制御器37で算出された電圧位相Vθ、及び、回転角センサ85からの電気角θeを取得する。
ゲート信号生成部18は、電圧パルスの電圧振幅指令Vamp、及び電圧位相Vθに基づいて、PWM制御等により、インバータ60を操作するゲート信号を生成する。このとき、ゲート信号生成部18は、電気角θeを用いて、電圧指令を三相指令値に座標変換する。ゲート信号は、各相上下アームのスイッチング素子に対応するUH、UL、VH、VL、WH、WLの6信号からなる。各スイッチング素子は、ゲート信号に従って、ON/OFF動作する。
The gate
The gate
このゲート信号に基づき、インバータ60のスイッチング素子がスイッチング動作し、直流電力を三相交流電力に変換する。そして、インバータ60が所望の三相交流電圧Vu、Vv、Vwをモータ80に印加することにより、トルク指令T*に応じたトルクを出力するようにモータ80の駆動が制御される。
Based on this gate signal, the switching element of the
ここまでに説明した構成により実現される本実施形態の直流電流制限について、図7を参照する。図7は、従来技術の図16に対応する。図7(a)に示すように、電圧パルスのパルス数nが相対的に小さいとき、直流電流Idcに含まれる6次成分により、ピーク値Idc_pが制限値Idc_limを超えている。 FIG. 7 is referred to for the DC current limitation of the present embodiment realized by the configuration described so far. FIG. 7 corresponds to FIG. 16 of the prior art. As shown in FIG. 7A, when the number n of voltage pulses is relatively small, the peak value Idc_p exceeds the limit value Idc_lim due to the sixth-order component included in the DC current Idc.
そこで、電圧パルス設定部16は、図7(b)に示すように、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim以下となるまでパルス数nを増加させる。このとき、直流電流の平均電流Idc_avrは変化しない。
これにより、第1実施形態の効果[1]として、モータ80のトルクを低下させることなく、直流電流Idcを適切に制限することができる。よって、ハイブリッド自動車の主機モータに適用される場合、ドライバビリティの低下を回避することができる。
Therefore, the voltage
Thereby, as the effect [1] of the first embodiment, the direct current Idc can be appropriately limited without reducing the torque of the
続いて、トルクフィードバック制御特有の構成について説明する。
dq変換部34は、電流センサ71、72から相電流検出値を取得する。本実施形態では、V相、W相に設けられた電流センサ71、72からV相電流Iv及びW相電流Iwの検出値が入力され、残るU相の電流Iuをキルヒホッフの法則に基づいて推定している。他の実施形態では、どの二相の電流を検出してもよく、三相の電流を検出してもよい。或いは、一相の電流検出値に基づいて他の二相の電流を推定する技術を採用してもよい。
dq変換部34は、電気角θeを用いて、三相電流検出値Iu、Iv、Iwをdq軸電流Id、Iqにdq変換する。
Next, a configuration unique to torque feedback control will be described.
The
The
トルク推定部35は、dq軸電流Id、Iq及び回路定数に基づき、式(2)を用いて推定トルクT_estを算出し、トルク指令T*に対してフィードバックする。
T_est=pm×{Iq×φα+(Ld−Lq)×Id×Iq}・・・(2)
ただし、
pm:電動機の極対数
φα:永久磁石の電機子鎖交磁束
Ld、Lq:d軸インダクタンス、q軸インダクタンス
T_est = pm × {Iq × φα + (Ld−Lq) × Id × Iq} (2)
However,
pm: number of pole pairs of motor φα: armature interlinkage magnetic flux of permanent magnet Ld, Lq: d-axis inductance, q-axis inductance
減算器36は、トルク推定部35が算出した推定トルクT_estをトルク指令T*から減算してトルク偏差を算出する。
「電圧位相演算部」としての制御器37は、トルク偏差をゼロに収束させるように、PI制御演算等によって電圧位相Vθを算出する。こうして第1実施形態では、モータ80の出力トルクがトルク指令T*と一致するように算出された電圧位相Vθがゲート信号生成部18に入力される。
The
The
ところで、電圧パルスのパルス数nには、インバータ60のスイッチング損失や電圧限界との関係によって限界がある。言い換えれば、電圧振幅算出部13が算出した電圧振幅指令Vampを維持しつつパルス数nを増加可能な電圧パルスが存在しない場合がある。
そのため、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_limを超えているとき、電圧パルス設定部16によるパルス数nの調整のみでは、直流電流のピーク値Idc_pを十分に下げることができず、電圧振幅指令Vampを低下させざるを得ない場合が想定される。
By the way, the number n of voltage pulses has a limit depending on the switching loss of the
Therefore, when the peak value Idc_p of the direct current exceeds the limit value Idc_lim, the peak value Idc_p of the direct current cannot be lowered sufficiently only by adjusting the number of pulses n by the voltage
そのような場合、第1実施形態のモータ制御装置101は、要求トルクに対して不足するモータ80の出力トルクを電圧位相Vθの操作によって補うことを特徴とする。この作用について、図8、図9を参照して説明する。
図8に示すdq軸電流座標において、上記の式(2)に基づく等トルクラインは、dq軸電流Id、Iqの関数として規定される。また、位相操作前の電圧指令をV* 1、位相操作後の電圧指令をV* 2とすると、電圧指令ベクトルV* 1、V* 2と対応する電流指令ベクトルI* 1、I* 2の振幅Iamp1、Iamp2が同心の楕円で表される。
In such a case, the
In the dq axis current coordinates shown in FIG. 8, the equal torque line based on the above equation (2) is defined as a function of the dq axis currents Id and Iq. If the voltage command before the phase operation is V * 1 , and the voltage command after the phase operation is V * 2 , the current command vectors I * 1 and I * 2 corresponding to the voltage command vectors V * 1 and V * 2 The amplitudes Iamp 1 and Iamp 2 are represented by concentric ellipses.
電流指令ベクトルI* 2は、電流指令ベクトルI* 1に対し位相が進角している。また、電流指令ベクトルI* 1、I* 2の終点は等トルクライン上に位置している。
電圧指令ベクトルについて言うと、電圧指令ベクトルV* 1からV* 2に電圧位相Vθを進角させることにより、電圧振幅指令をVamp1からVamp2に低下させつつ、出力トルクを同等に維持することができる。
The current command vector I * 2 is advanced in phase with respect to the current command vector I * 1 . Further, the end points of the current command vectors I * 1 and I * 2 are located on the equal torque line.
Speaking of voltage command vectors, by advancing the voltage phase Vθ from the voltage command vector V * 1 to V * 2 , the voltage torque command is reduced from Vamp 1 to Vamp 2 while maintaining the output torque equal. Can do.
図9に、電圧位相Vθと(a)直流電流Idc、(b)トルクTとの関係を示す。位相操作前の「パルス1」の電圧振幅指令をVamp1、電圧位相をθ1とする。また、位相操作後の「パルス2」の電圧振幅指令をVamp2(<Vamp1)、電圧位相をθ2(>θ1)とする。
FIG. 9 shows the relationship between the voltage phase Vθ, (a) DC current Idc, and (b) torque T. The voltage amplitude command of “
図9(a)において、パルス1による直流電流Idc1、パルス2による直流電流Idc2、及び直流電流制限値Idc_limの関係は、式(3.1)で示される。
Idc2≦Idc_lim<Idc1 ・・・(3.1)
図9(b)において、パルス1による出力トルクT1とパルス2による出力トルクT2との関係は、式(3.2)で示される。
T2=T1 ・・・(3.2)
また、図9(a)より、電圧位相Vθの進角限界値θMAXは、直流電流制限値Idc_limに基づいて決定される。
9 (a), the DC current Idc 1 Pulse 1, the DC current Idc 2 by
Idc 2 ≦ Idc_lim <Idc 1 (3.1)
In FIG. 9B, the relationship between the output torque T 1 due to the pulse 1 and the output torque T 2 due to the
T 2 = T 1 (3.2)
Further, from FIG. 9A, the advance angle limit value θ MAX of the voltage phase Vθ is determined based on the DC current limit value Idc_lim.
このように、第1実施形態では、モータ80の出力トルクをトルク指令T*に追従させるように電圧位相Vθを演算する。これにより、第1実施形態の効果[2]として、電圧振幅指令Vampを下げざるを得ない場合でも、電圧位相Vθの操作によってモータ80の出力トルクを補い、要求トルクを適切に確保することができる。
Thus, in the first embodiment, the voltage phase Vθ is calculated so that the output torque of the
次に、第1実施形態のモータ制御装置101による電圧パルス設定ルーチンについて、図10のフローチャートを参照して説明する。このルーチンは例えば電気1周期毎に繰り返し実行される。以下のフローチャートの説明で記号「S」はステップを意味する。
S01では、電圧パルス設定部16は、電圧振幅算出部13で算出された電圧振幅指令Vampに基づき電圧パルスを初期設定する。S02では、直流電流センサ55が直流電流Idcを検出し、その検出値を直流電流制限判定部15が取得する。
Next, a voltage pulse setting routine by the
In S01, the voltage
S03では、直流電流制限判定部15は、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim以下であるか否か判定する。直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_limを超えていると判定されたとき(S03:NO)、電圧パルス設定部16は、パルス数nを増加させた電圧パルスを再設定する(S04)。そして、直流電流センサ55により再び直流電流Idcを検出する(S02)。
In S03, the direct current
直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_lim以下のとき(S03:YES)、次にS09では、モータ80が要求トルク以上のトルクを出力可能であるか判定する。図1の構成では、トルク推定部35が算出した推定トルクT_estをトルク指令T*と比較する。モータ80が要求トルク以上のトルクを出力可能ならば(S09:YES)、そのとき設定されている電圧パルスを採用する。一方、モータ80の出力トルクが要求トルクに満たない場合(S09:NO)、制御器37により、要求トルクを満足するように電圧位相Vθを操作する(図8、図9参照)。
When the peak value Idc_p of the direct current is equal to or less than the limit value Idc_lim (S03: YES), next, in S09, it is determined whether the
(第2実施形態)
第2実施形態による回転機の制御装置について、図11〜図13を参照して説明する。
第2実施形態のモータ制御装置102は、第1実施形態の構成に加え、高次成分抽出部25、減算器26、制御器27、及び減算器28をさらに有している。
高次成分抽出部25は、直流電流の0次成分に重畳した高次成分Idc_hをハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ等によって抽出する。図7に示すように、三相交流モータ80を駆動するシステムにおける主な高次成分は、相電流1次成分の6倍の周波数を有する6次成分である。なお、6次成分の他に、12次、18次等の高次成分も含まれるが、ピーク値Idc_pを低減させる目的からは6次成分を抽出すれば十分である。
(Second Embodiment)
A control device for a rotating machine according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
The
The high-order
減算器26は、抽出した高次成分Idc_hと直流電流センサ55のゼロ点との差分を算出する。制御器27は、高次成分Idc_hとゼロ点との差分に応じて、電圧位相補正量Vθ_compを算出する。直流電流制限判定部15によって、直流電流のピーク値Idc_pが直流電流制限値Idc_limを超えたと判定されたとき、電圧位相補正量Vθ_compは減算器28に出力される。
The
減算器28は、制御器37が算出した電圧位相Vθから電圧位相補正量Vθ_compを減算し、ゲート信号生成部18に出力する。この補正量Vθ_compの減算による電圧位相Vθの操作は、高次成分である6次成分の周期、すなわち、電気1周期の6分の1の周期に対しk分の1(kは自然数)の周期で実行される。
図12に、高次成分の1周期を4分割した演算タイミングで電圧位相Vθを操作する例を示す。このように、高次成分の周期に対しk分の1の周期で電圧位相Vθを操作することにより、高次成分を適切に相殺する方向に電圧位相Vθを操作することができる。
The
FIG. 12 shows an example in which the voltage phase Vθ is manipulated at a calculation timing obtained by dividing one period of the higher-order component into four. In this way, by operating the voltage phase Vθ with a period of 1 / k with respect to the period of the high-order component, the voltage phase Vθ can be operated in a direction that appropriately cancels the high-order component.
図13に示すフローチャートでは、図10に対し、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_limを超えていると判定されたとき(S03:NO)、電圧パルス再設定(S04)に代えて、S05〜S08を実行する点が異なる。
S05では、高次成分抽出部25にて、直流電流Idcに含まれる高次成分Idc_hをハイパスフィルタで抽出する。S06では、減算器26にて、抽出した高次成分Idc_hと直流電流センサ55のゼロ点との差分を算出する。
In the flowchart shown in FIG. 13, when it is determined that the peak value Idc_p of the direct current exceeds the limit value Idc_lim (S03: NO) with respect to FIG. 10, instead of resetting the voltage pulse (S04), S05 The difference is that S08 is executed.
In S05, the high-order
S07では、制御器27にて、高次成分Idc_hとゼロ点との差分に応じて電圧位相補正量Vθ_compを算出する。S08では、減算器28にて、電圧位相Vθから電圧位相補正量Vθ_compを減算する。
このように第2実施形態では、第1実施形態の作用効果に加え、更に、直流電流のピーク値Idc_pが制限値Idc_limを超えたとき、高次成分の周期に対しk分の1の周期で電圧位相補正量Vθ_compを減算することにより電圧位相Vθを操作する。これにより、直流電流Idcに含まれる高次成分を適切に減らし、直流電流Idcを制限することができる。
In S07, the
As described above, in the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, when the peak value Idc_p of the direct current exceeds the limit value Idc_lim, the period of 1 / k with respect to the period of the higher-order component. The voltage phase Vθ is manipulated by subtracting the voltage phase correction amount Vθ_comp. Thereby, the high-order component contained in direct current Idc can be reduced appropriately, and direct current Idc can be restricted.
(第3実施形態)
第3実施形態による回転機の制御装置について、図14を参照して説明する。
第3実施形態のモータ制御装置103は、電流フィードバック制御方式の制御装置である。第1実施形態と異なる構成として、電流指令演算部31、減算器32、制御器33、電圧振幅位相算出部14を有している。一方、第1実施形態が有するトルク推定部35、減算器36を有していない、
(Third embodiment)
A control device for a rotating machine according to a third embodiment will be described with reference to FIG.
The
また、第1実施形態では、電圧振幅算出部13が電圧振幅指令Vampを算出し、「電圧位相演算部」としての制御器37が電圧位相Vθを算出するのに対し、第3実施形態の電圧振幅位相算出部14は、電圧振幅指令Vamp及び電圧位相Vθの両方を算出する。第3実施形態の電圧振幅位相算出部14は、特許請求の範囲に記載の「電圧振幅算出部」に相当する。
In the first embodiment, the voltage
電流指令演算部31は、車両制御装置等から取得したトルク指令T*に基づき、マップや数式等を用いてdq軸電流指令値Id*、Iq*を演算する。
減算器32は、dq変換部34からフィードバックされるdq軸電流Id、Iqをdq軸電流指令値Id*、Iq*から減算してdq軸電流偏差を算出する。
制御器33は、dq軸電流偏差をゼロに収束させるように、PI制御演算等によってdq軸電圧指令値Vd*、Vq*を演算する。
The current
The
The
電圧振幅位相算出部14は、dq軸電圧指令値Vd*、Vq*に基づき、電圧指令ベクトルの振幅Vamp及び位相Vθを算出する。+Vd軸を基準とし反時計回り方向に電圧位相Vθを定義すると、電圧位相Vθ[deg]は、Vd*、Vq*の正負に応じて次式(4.1)〜(4.3)により算出される。
[Vd*>0、Vq*≧0] Vθ=arctan(Vq*/Vd*)・・・(4.1)
[Vd*<0] Vθ=arctan(Vq*/Vd*)+180 ・・・(4.2)
[Vd*>0、Vq*<0] Vθ=arctan(Vq*/Vd*)+360
・・・(4.3)
The voltage amplitude
[Vd * > 0, Vq * ≧ 0] Vθ = arctan (Vq * / Vd * ) (4.1)
[Vd * <0] Vθ = arctan (Vq * / Vd * ) + 180 (4.2)
[Vd * > 0, Vq * <0] Vθ = arctan (Vq * / Vd * ) + 360
... (4.3)
電圧振幅指令Vampは電圧パルス設定部16に出力され、電圧位相Vθはゲート信号生成部18に出力される。それ以降は、第1実施形態と同様である。
第3実施形態による電圧パルスの設定は、要求トルクを満足するように電圧位相Vθを操作する点を除き、第1実施形態と同様である。すなわち、図10にてS01からS04までのステップが実行される。したがって、第1実施形態の効果[1]を共通に奏する。
The voltage amplitude command Vamp is output to the voltage
The setting of the voltage pulse according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment except that the voltage phase Vθ is manipulated so as to satisfy the required torque. That is, the steps from S01 to S04 are executed in FIG. Therefore, the effect [1] of the first embodiment is exhibited in common.
(その他の実施形態)
(ア)電圧パルス設定部16による電圧パルス生成法として、図5では、正弦波PWM制御における電圧指令とキャリアとの比較による方法を示している。この方法は、正弦波PWM制御に限らず、図15に示す過変調PWM制御や矩形波制御にも適用可能である。
また、キャリア比較による電圧パルス生成法の他、各パルスのエッジタイミング及びパルス幅(ON期間)を規定したパルスパターンを予め複数種類記憶しておき、モータ80の動作条件に応じて最適なパルスパターンを選択する等の方法を採用してもよい。
(Other embodiments)
(A) As a voltage pulse generation method by the voltage
In addition to the voltage pulse generation method based on carrier comparison, a plurality of types of pulse patterns that prescribe the edge timing and pulse width (ON period) of each pulse are stored in advance, and the optimum pulse pattern according to the operating conditions of the
(イ)上述の通り、電圧パルス設定部16は、モータ80のトルクT、回転数ω、又は電源電圧Vdcのうち一つ以上の値に応じて、電圧パルスのパルス数nを設定する。これらのトルクT、回転数ω、電源電圧Vdcの情報は、上記実施形態で例示した構成で取得されるものに限らず、以下のように取得される代替値を用いてもよい。
[トルクT]
dq軸電流から算出する推定トルクに代えて、トルクセンサでモータトルクを直接検出してもよい。また、電流振幅から、おおよそのトルクを推定してもよい。
(A) As described above, the voltage
[Torque T]
Instead of the estimated torque calculated from the dq axis current, the motor torque may be directly detected by a torque sensor. Further, an approximate torque may be estimated from the current amplitude.
[回転数ω]
ハイブリッド自動車では、エンジン回転数や車軸(車輪又はドライブシャフト)の回転数等、モータ80の回転が伝達される各部の回転数を取得し、ギア比を用いてモータ回転数ωに換算してもよい。
[電源電圧Vdc]
バッテリ50のSOC(充電率)から換算してもよい。また、バッテリ50の放電能力は「出力可能な電流の総量」であるため、入出力される直流電流Idcの積算値に基づいて、現在の電源電圧Vdcを推定することができる。
[Rotation speed ω]
In a hybrid vehicle, the rotation speed of each part to which the rotation of the
[Power supply voltage Vdc]
You may convert from SOC (charge rate) of the
(ウ)本発明は、バッテリ50とインバータ60との間にDCDCコンバータを備えるシステムに適用されてもよい。例えば昇圧コンバータが用いられる場合、インバータ60に入力される昇圧電圧を「電源電圧」とみなせばよい。
(エ)本発明の制御対象とする回転機は、三相回転機に限らず、四相以上の多相回転機であってもよい。p相の回転機に適用される場合、相間での対称性を担保するため、パルス数nはpの倍数とすることが好ましい。
(C) The present invention may be applied to a system including a DCDC converter between the
(D) The rotating machine to be controlled in the present invention is not limited to a three-phase rotating machine, and may be a four-phase or more multi-phase rotating machine. When applied to a p-phase rotating machine, the number of pulses n is preferably a multiple of p in order to ensure symmetry between phases.
(オ)本発明は、ハイブリッド自動車や電気自動車の主機モータとして使用される回転機以外に、車両の補機用モータや、車両以外の昇降機、一般機械等に用いられる回転機に適用されてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(E) The present invention may be applied not only to a rotating machine used as a main motor of a hybrid vehicle or an electric vehicle, but also to a rotating machine used in an auxiliary motor for a vehicle, an elevator other than a vehicle, a general machine, or the like. Good.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.
101、102、103・・・モータ制御装置(回転機の制御装置)、
13、14・・・電圧振幅算出部、
15・・・直流電流制限判定部、
16・・・電圧パルス設定部、
18・・・ゲート信号生成部、
37・・・制御器(電圧位相演算部)、
50・・・バッテリ(直流電源)、
60・・・インバータ(電力変換器)、
80・・・モータ(回転機)、
90・・・モータ駆動システム(回転機駆動システム)。
101, 102, 103 ... motor control device (control device for rotating machine),
13, 14... Voltage amplitude calculation unit,
15 ... DC current limit determination unit,
16 ... Voltage pulse setting unit,
18: Gate signal generator,
37 ... Controller (voltage phase calculation unit),
50 ... Battery (DC power supply),
60: Inverter (power converter),
80 ... motor (rotary machine),
90: Motor drive system (rotary machine drive system).
Claims (12)
少なくとも前記回転機のトルク指令に基づいて電圧振幅指令を算出する電圧振幅算出部(13、14)と、
前記直流電源と前記電力変換器との間に流れる直流電流のピーク値が所定の直流電流制限値以下であるか否かを判定する直流電流制限判定部(15)と、
直流電流のピーク値が前記直流電流制限値以下となるように、各相の電気1周期あたりのON/OFF回数であるパルス数を有する電圧パルスを前記電圧振幅指令に基づいて設定する電圧パルス設定部(16)と、
前記電圧パルス設定部が設定した前記電圧パルスに基づいて、前記電力変換器を操作するゲート信号を生成するゲート信号生成部(18)と、
を備え、
前記電圧パルス設定部は、前記電力変換器に入力される電源電圧が高いほど前記電圧パルスのパルス数を増加させることを特徴とする回転機の制御装置。 Used in a rotating machine drive system (90) that converts a DC voltage of a DC power supply (50) into an AC voltage by a power converter (60) and applies it to the rotating machine (80), and operates the power converter to rotate the rotation. A control device for a rotating machine that controls energization of the machine,
A voltage amplitude calculator (13, 14) for calculating a voltage amplitude command based on at least the torque command of the rotating machine;
A direct current limit determination unit (15) for determining whether or not a peak value of a direct current flowing between the direct current power source and the power converter is equal to or less than a predetermined direct current limit value;
Voltage pulse setting for setting a voltage pulse having a pulse number that is the number of ON / OFF times per electrical cycle of each phase based on the voltage amplitude command so that the peak value of the direct current is equal to or less than the direct current limit value. Part (16),
A gate signal generator (18) for generating a gate signal for operating the power converter based on the voltage pulse set by the voltage pulse setting unit;
Equipped with a,
Wherein the voltage pulse setting unit, the control device of the rotary machine, wherein Rukoto increasing the number of pulses of the power the higher the power supply voltage input to the converter the voltage pulse.
少なくとも前記回転機のトルク指令に基づいて電圧振幅指令を算出する電圧振幅算出部(13、14)と、
前記直流電源と前記電力変換器との間に流れる直流電流のピーク値が所定の直流電流制限値以下であるか否かを判定する直流電流制限判定部(15)と、
直流電流のピーク値が前記直流電流制限値以下となるように、各相の電気1周期あたりのON/OFF回数であるパルス数を有する電圧パルスを前記電圧振幅指令に基づいて設定する電圧パルス設定部(16)と、
前記電圧パルス設定部が設定した前記電圧パルスに基づいて、前記電力変換器を操作するゲート信号を生成するゲート信号生成部(18)と、
前記回転機のトルクをトルク指令に追従させるように電圧位相(Vθ)を演算し、前記ゲート信号生成部に出力する電圧位相演算部(37)と、
を備え、
前記電圧位相の進角限界値は、前記直流電流制限値に基づいて決定されることを特徴とする回転機の制御装置。 Used in a rotating machine drive system (90) that converts a DC voltage of a DC power supply (50) into an AC voltage by a power converter (60) and applies it to the rotating machine (80), and operates the power converter to rotate the rotation. A control device for a rotating machine that controls energization of the machine,
A voltage amplitude calculator (13, 14) for calculating a voltage amplitude command based on at least the torque command of the rotating machine;
A direct current limit determination unit (15) for determining whether or not a peak value of a direct current flowing between the direct current power source and the power converter is equal to or less than a predetermined direct current limit value;
Voltage pulse setting for setting a voltage pulse having a pulse number that is the number of ON / OFF times per electrical cycle of each phase based on the voltage amplitude command so that the peak value of the direct current is equal to or less than the direct current limit value. Part (16),
A gate signal generator (18) for generating a gate signal for operating the power converter based on the voltage pulse set by the voltage pulse setting unit;
A voltage phase calculation unit (37) that calculates a voltage phase (Vθ) so that the torque of the rotating machine follows a torque command, and outputs the voltage phase (Vθ) to the gate signal generation unit;
Equipped with a,
Advance-angle limit value of the voltage phase, the control device of the rotary machine, wherein Rukoto be determined based on the DC current limit value.
少なくとも前記回転機のトルク指令に基づいて電圧振幅指令を算出する電圧振幅算出部(13、14)と、
前記直流電源と前記電力変換器との間に流れる直流電流のピーク値が所定の直流電流制限値以下であるか否かを判定する直流電流制限判定部(15)と、
直流電流のピーク値が前記直流電流制限値以下となるように、各相の電気1周期あたりのON/OFF回数であるパルス数を有する電圧パルスを前記電圧振幅指令に基づいて設定する電圧パルス設定部(16)と、
前記電圧パルス設定部が設定した前記電圧パルスに基づいて、前記電力変換器を操作するゲート信号を生成するゲート信号生成部(18)と、
を備え、
前記電圧振幅算出部は、前記電圧振幅指令を増加させる場合の変更率に上限を設定することを特徴とする回転機の制御装置。 Used in a rotating machine drive system (90) that converts a DC voltage of a DC power supply (50) into an AC voltage by a power converter (60) and applies it to the rotating machine (80), and operates the power converter to rotate the rotation. A control device for a rotating machine that controls energization of the machine,
A voltage amplitude calculator (13, 14) for calculating a voltage amplitude command based on at least the torque command of the rotating machine;
A direct current limit determination unit (15) for determining whether or not a peak value of a direct current flowing between the direct current power source and the power converter is equal to or less than a predetermined direct current limit value;
Voltage pulse setting for setting a voltage pulse having a pulse number that is the number of ON / OFF times per electrical cycle of each phase based on the voltage amplitude command so that the peak value of the direct current is equal to or less than the direct current limit value. Part (16),
A gate signal generator (18) for generating a gate signal for operating the power converter based on the voltage pulse set by the voltage pulse setting unit;
Equipped with a,
It said voltage amplitude calculating unit, the voltage rotary machine control apparatus which is characterized that you set the upper limit on the rate of change when increasing the amplitude command.
前記直流電流制限判定部によって直流電流のピーク値が前記直流電流制限値を超えていると判定されたとき、
前記高次成分抽出部は、抽出した前記高次成分に応じて電圧位相を操作することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の回転機の制御装置。 A higher-order component extraction unit (25) for analyzing higher-order components included in the direct current;
When the DC current limit determination unit determines that the peak value of the DC current exceeds the DC current limit value,
The control apparatus for a rotating machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the high-order component extraction unit manipulates a voltage phase according to the extracted high-order component.
前記高次成分は6次成分であることを特徴とする請求項10または11に記載の回転機の制御装置。 The rotating machine is a three-phase AC rotating machine,
The control apparatus for a rotating machine according to claim 10 or 11, wherein the higher-order component is a sixth-order component.
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