JP2009273302A - Controller for electric motor - Google Patents

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Minoru Tomita
稔 冨田
Kensuke Nagamura
謙介 長村
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Marelli Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for an electric motor that controls a motor so as not to generate pulsation in motor speed and motor torque with respect to an error of a current detector and deteriorate the efficiency of the motor. <P>SOLUTION: The controller for an electric motor includes a DQ-axis current command value calculating section 13, a D-axis current command value calculating section 14, and a Q-axis current command value calculating section 15, which control the rotational speed of a three-phase AC synchronous motor 201 by control calculation for the D-axis and the Q-axis; and a high-pass filter 18 which never pass specified frequency components of three-phase currents Iu, Iv, and Iw output from a three-phase current detecting section 17 to a current converting section 19. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動モータの制御装置の技術分野に属する。   The present invention belongs to the technical field of electric motor control devices.

従来では、軽負荷時のモータ電流が小さい条件において、電流検出器の誤差であるオフセットなどがあった場合には、これがトルク脈動や回転リップルを引き起こすので、通常のD軸電流指令値に設定した補正D軸電流を加算することで、モータの電流が下限値以上に補正され、電流検出器のオフセットの影響を受けにくくしている(例えば、特許文献1参照)
特許第3796556号公報(第2−6頁、全図)
Conventionally, when there is an offset that is an error of the current detector under the condition that the motor current at light load is small, this causes torque pulsation and rotation ripple, so it is set to the normal D-axis current command value. By adding the corrected D-axis current, the motor current is corrected to the lower limit value or more, and is less susceptible to the offset of the current detector (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3796556 (page 2-6, all figures)

しかしながら、従来にあっては通常時よりも多くの電流を流すことにより効率が悪化していた。   However, in the past, the efficiency was deteriorated by passing more current than usual.

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、電流検出器の誤差に対してモータ速度、トルク脈動を発生させず、且つ効率を悪化させないようにモータを制御することができる電動モータの制御装置を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to prevent the motor from generating motor speed and torque pulsation due to the error of the current detector and to prevent the efficiency from deteriorating. An object of the present invention is to provide a control device for an electric motor that can be controlled.

上記目的を達成するため、本発明では、3相交流同期モータを制御する電動モータの制御装置において、前記3相交流同期モータに流れる3相電流を検出する3相電流検出手段と、前記3相電流を、前記3相交流同期モータに対して設定したD軸及びQ軸に対してのD軸電流及びQ軸電流に変換する電流変換手段と、前記D軸及び前記Q軸に対しての制御演算により前記3相交流同期モータの回転速度を制御する制御手段と、前記3相電流検出手段から前記電流変換手段への3相電流の特定周波数成分を通過させないフィルタ手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, in the present invention, in an electric motor control apparatus for controlling a three-phase AC synchronous motor, three-phase current detection means for detecting a three-phase current flowing in the three-phase AC synchronous motor; Current conversion means for converting current into D-axis current and Q-axis current for the D-axis and Q-axis set for the three-phase AC synchronous motor, and control for the D-axis and the Q-axis Control means for controlling the rotational speed of the three-phase AC synchronous motor by calculation, and filter means for preventing a specific frequency component of the three-phase current from the three-phase current detection means to the current conversion means. And

よって、本発明にあっては、電流検出器の誤差に対してモータ速度、トルク脈動を発生させず、且つ効率を悪化させないようにモータを制御することができる。   Therefore, in the present invention, the motor can be controlled so that the motor speed and torque pulsation are not generated and the efficiency is not deteriorated with respect to the error of the current detector.

以下、本発明の電動モータの制御装置を実現する実施の形態を、請求項1、2、4に係る発明に対応する実施例1と、請求項1、3、4に係る発明に対応する実施例2に基づいて説明する。   Embodiments for realizing the control device for an electric motor according to the present invention will now be described with reference to the first embodiment corresponding to the first, second, and fourth aspects of the invention, and the implementation corresponding to the first, third, and fourth aspects. This will be described based on Example 2.

まず、構成を説明する。
図1は実施例1の電動モータの制御装置のブロック構成を示す図である。
実施例1の電動モータの制御装置は、例えば、車両の空調装置における電動コンプレッサの制御装置、EVやHEVの車両の駆動用モータの制御装置を例とする。
実施例1の電動モータ制御装置1は、3相同期電動モータのコントローラの一部として設けられる。そのため、コントローラの他の部分により、3相同期電動モータの目標速度が設定され、電動モータ制御装置1に入力されるものとする。そして、電動モータ制御装置1は、インバータと3相同期電動モータからなるモータインバータ2へ制御信号を出力する。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a block configuration of an electric motor control apparatus according to the first embodiment.
Examples of the electric motor control device according to the first embodiment include an electric compressor control device in a vehicle air conditioner and an EV or HEV drive motor control device.
The electric motor control device 1 according to the first embodiment is provided as a part of a controller of a three-phase synchronous electric motor. Therefore, the target speed of the three-phase synchronous electric motor is set by the other part of the controller and is input to the electric motor control device 1. And the electric motor control apparatus 1 outputs a control signal to the motor inverter 2 which consists of an inverter and a three-phase synchronous electric motor.

電動モータ制御装置1は、目標回転速度演算部11、加算器12、DQ軸電流指令値演算部13、D軸電圧指令値演算部14、Q軸電圧指令値演算部15、インバータ制御信号演算部16、3相電流検出部17、ハイパスフィルタ18、電流変換部19、回転角度演算部20、回転速度推定部21を備えている。   The electric motor control device 1 includes a target rotation speed calculation unit 11, an adder 12, a DQ axis current command value calculation unit 13, a D axis voltage command value calculation unit 14, a Q axis voltage command value calculation unit 15, and an inverter control signal calculation unit. 16, a three-phase current detection unit 17, a high-pass filter 18, a current conversion unit 19, a rotation angle calculation unit 20, and a rotation speed estimation unit 21.

目標回転速度演算部11は、制御目標としての目標回転速度を演算する。例えば、車両のエアコンであれば、エバポレータ通過後の空気温度が所望の値となるように、実際の空気温度と目標空気温度を比較して、PI制御により目標回転速度を設定する。
加算器12は、3相同期電動モータの目標回転速度と検出した回転速度の実値の偏差を演算する。
The target rotation speed calculation unit 11 calculates a target rotation speed as a control target. For example, in the case of a vehicle air conditioner, the target air speed is set by PI control by comparing the actual air temperature with the target air temperature so that the air temperature after passing through the evaporator becomes a desired value.
The adder 12 calculates a deviation between the target rotational speed of the three-phase synchronous electric motor and the actual value of the detected rotational speed.

DQ軸電流指令値演算部13は、速度の偏差にゲインを乗じるフィードバック演算、例えばPI制御演算を行い、DQ軸電流指令値Iaを演算する。
さらに、DQ軸電流指令値Iaから、D軸電流指令値IdとQ軸電流指令値Iqに電流を配分し出力する。この配分は、例えば、次の式によって行う。ここで、βは進角度に相当し、モータ機器定数から決まる値である。
The DQ-axis current command value calculation unit 13 performs a feedback calculation that multiplies the speed deviation by a gain, for example, a PI control calculation, and calculates a DQ-axis current command value Ia.
Further, the current is distributed from the DQ axis current command value Ia to the D axis current command value Id * and the Q axis current command value Iq * and output. This distribution is performed by the following formula, for example. Here, β corresponds to the advance angle, and is a value determined from a motor device constant.

(数1)   (Equation 1)

Id=sin(β/180・π)・Ia Id * = sin (β / 180 ・ π) ・ Ia

(数2)   (Equation 2)

Iq=cos(β/180・π)・Ia Iq * = cos (β / 180 ・ π) ・ Ia

D軸電圧指令値演算部14は、D軸電流指令値Idと検出したD軸電流値Idを比較して、例えばPI制御からD軸電圧指令値Vdを演算する。
Q軸電圧指令値演算部15は、Q軸電流指令値Iqと検出したQ軸電流値Iqを比較して、例えばPI制御からQ軸電圧指令値Vqを演算する。
インバータ制御信号演算部16は、以下のような計算を行って、3相指令電圧(Vu,Vv,Vw)を計算する。なお、Vα,Vβは中間変数であり、2相電圧指令値である。また、θは電気角(機械角×極対数)で表した回転角度である。
The D-axis voltage command value calculation unit 14 compares the D-axis current command value Id * with the detected D-axis current value Id, and calculates the D-axis voltage command value Vd * from PI control, for example.
The Q-axis voltage command value calculation unit 15 compares the Q-axis current command value Iq * with the detected Q-axis current value Iq, and calculates the Q-axis voltage command value Vq * from PI control, for example.
The inverter control signal calculation unit 16 performs the following calculation to calculate the three-phase command voltages (Vu * , Vv * , Vw * ). Vα * and Vβ * are intermediate variables and two-phase voltage command values. Further, θ is a rotation angle represented by an electrical angle (mechanical angle × number of pole pairs).

Figure 2009273302
Figure 2009273302
さらにインバータ制御信号演算部16は、3相指令電圧(Vu,Vv,Vw)と3角波を比較して、スイッチング信号を生成し、出力する。
Figure 2009273302
Figure 2009273302
Further, the inverter control signal calculation unit 16 compares the three-phase command voltages (Vu * , Vv * , Vw * ) with the triangular wave to generate and output a switching signal.

3相電流検出部17は、3相同期電動モータのU相、V相、W相のコイルに流れる電流(Iu,Iv,Iw)を検出する。なお、全ての電流の和は0アンペアになるので、その関係を用いて、3相のうち2つをセンシングして、残りは計算で算出してもよい。その場合は、次の式によるものとする。   The three-phase current detector 17 detects currents (Iu, Iv, Iw) that flow through the U-phase, V-phase, and W-phase coils of the three-phase synchronous electric motor. Since the sum of all currents is 0 amperes, two of the three phases may be sensed using the relationship, and the rest may be calculated. In that case, it shall be according to the following formula.

(数5)   (Equation 5)

Iu=-(Iv+Iw)   Iu =-(Iv + Iw)

ハイパスフィルタ18は、各相の検出電流の高周波成分を通過させ、低周波成分を通過させない処理を行い、3相電流検出部17からの検出電流を、電流変換部19へ出力する。   The high-pass filter 18 performs processing that passes the high-frequency component of the detection current of each phase and does not pass the low-frequency component, and outputs the detection current from the three-phase current detection unit 17 to the current conversion unit 19.

電流変換部19は、検出した3相電流Iu,Iv,Iwから次の式を用いて、Q軸電流Iq、D軸電流をIdを求める。この電流値Iq,Idは、検出電流を変換したものであるため実値である。   The current conversion unit 19 obtains Id for the Q-axis current Iq and the D-axis current from the detected three-phase currents Iu, Iv, and Iw using the following equations. The current values Iq and Id are actual values because they are converted detection currents.

Figure 2009273302
Figure 2009273302
なお、この2つの式は、パーク変換とクラーク変換である。
Figure 2009273302
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These two equations are Park conversion and Clark conversion.

回転角度演算部20は、回転速度推定部21により推定された回転速度を積分して、回転角度を演算する。
回転速度推定部21は、推定演算により回転速度を推定する。
推定演算の例として、電気学会論文誌(産業応用部門誌)127巻第7号に記載の論文「圧縮機用PMSM位置センサレスベクトル制御のためのBPFを用いた周期的速度変動抑制制御」の図1に記載の推定演算を挙げておく。
The rotation angle calculation unit 20 integrates the rotation speed estimated by the rotation speed estimation unit 21 and calculates the rotation angle.
The rotation speed estimation unit 21 estimates the rotation speed by an estimation calculation.
As an example of estimation calculation, the paper “The periodic speed fluctuation suppression control using BPF for PMSM position sensorless vector control for compressors” described in IEEJ Transaction (Industrial Application Division) Vol. 127, No. 7 The estimation calculation described in 1 is given.

図2に示すのは、モータインバータ2の概要説明図である。
モータインバータ2は、3相交流同期モータ201と、インバータ回路である電源202、トランジスタ203〜208、電流検出抵抗209、210を備えている。
3相交流同期モータ201のロータの構造は埋め込み磁石型であるとする。
電源202は、3相交流同期モータ201へ駆動電源を供給する。
トランジスタ203〜208は、それぞれ3相交流同期モータ201の3相(U相、V相、W相)のコイルへの出力を行う。3相のアッパーアーム側には、それぞれ、トランジスタ203〜205のエミッタを3相コイルのそれぞれへ接続し、コレクタを電源供給側に接続する。そして、ベースへの入力は、インバータ制御信号演算部16からのゲート制御信号が入力される接続にする。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of the motor inverter 2.
The motor inverter 2 includes a three-phase AC synchronous motor 201, a power source 202 that is an inverter circuit, transistors 203 to 208, and current detection resistors 209 and 210.
The rotor structure of the three-phase AC synchronous motor 201 is assumed to be an embedded magnet type.
The power source 202 supplies driving power to the three-phase AC synchronous motor 201.
The transistors 203 to 208 each output to the three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) coils of the three-phase AC synchronous motor 201. On the three-phase upper arm side, the emitters of the transistors 203 to 205 are connected to the respective three-phase coils, and the collector is connected to the power supply side. The input to the base is connected to the gate control signal from the inverter control signal calculation unit 16.

次に、3相のロワアーム側には、それぞれ、トランジスタ206〜208のコレクタを3相コイルのそれぞれへ接続し、エミッタを電源への帰還側へ接続する。そして、ベースへの入力は、インバータ制御信号演算部16からのゲート制御信号が入力される接続にする。なお、ロワアーム側は、それぞれのアッパーアーム側のゲート制御信号の反転した波形が入力されることになる。
さらに、3相のうち、2相のロワアーム側には、電流検出抵抗209、210を設けるようにする。残りの相の電流値は演算で求めるものとする(上記数式10参照)。なお、電流検出抵抗209、210の例としてシャント抵抗を挙げておく。
Next, on the three-phase lower arm side, the collectors of the transistors 206 to 208 are connected to each of the three-phase coils, and the emitter is connected to the feedback side to the power source. The input to the base is connected to the gate control signal from the inverter control signal calculation unit 16. The lower arm side receives an inverted waveform of the gate control signal on each upper arm side.
Further, among the three phases, current detection resistors 209 and 210 are provided on the two-phase lower arm side. The current values of the remaining phases are obtained by calculation (see the above formula 10). A shunt resistor is given as an example of the current detection resistors 209 and 210.

作用を説明する。
[モータ制御]
実施例1の電動モータ制御装置1では、上位に設けられる制御により、情報が目標回転速度演算部11へ入力され、これに基づいて制御を行う。
例えば、車室内の空調制御では、電動コンプレッサの目標回転速度が設定される。
これに対して電動モータの制御装置では、この目標回転速度を実現するように交流同期モータをベクトル制御方式によって制御する。
図3は実施例1の電動モータの制御装置のベクトル制御の説明図である。
このベクトル制御では、図3に示すように、交流電流を直流化し、1対の磁極のロータに対して、磁極方向のD軸と磁極と直交するQ軸を考え、制御上、D軸電流とQ軸電流として取り扱う。
そのため、D軸電流を増加すればトルクが増加し、Q軸電流を増加すれば回転速度が増加する。
The operation will be described.
[Motor control]
In the electric motor control device 1 according to the first embodiment, information is input to the target rotation speed calculation unit 11 by the control provided at the upper level, and control is performed based on the information.
For example, in the air conditioning control in the passenger compartment, the target rotational speed of the electric compressor is set.
On the other hand, in the control device for the electric motor, the AC synchronous motor is controlled by the vector control method so as to realize the target rotation speed.
FIG. 3 is an explanatory diagram of vector control of the control apparatus for the electric motor according to the first embodiment.
In this vector control, as shown in FIG. 3, the alternating current is converted into direct current, and the D axis in the magnetic pole direction and the Q axis perpendicular to the magnetic pole are considered for the rotor of a pair of magnetic poles. Treat as Q-axis current.
Therefore, increasing the D-axis current increases the torque, and increasing the Q-axis current increases the rotational speed.

実施例1では、目標回転速度と実回転速度の偏差から、DQ軸電流指令値演算部13が、DQ軸電流指令値を演算し、さらに、D軸電流指令値IdとQ軸電流指令値Iqに配分する演算を行い出力する。
そして、D軸電圧指令値演算部14とQ軸電圧指令値演算部15によって、D軸電流指令値IdとQ軸電流指令値Iqに、検出値Id,Iqを近づけるようフィードバック制御をPI制御により行う。
そして、このようにして得られたD軸電圧の指令値Vd、Q軸電圧の指令値Vqを出力し、インバータ制御信号演算部16により3相指令電圧(Vu,Vv,Vw)にして、モータインバータ2へ出力する制御を行う。
In the first embodiment, the DQ axis current command value calculation unit 13 calculates the DQ axis current command value from the deviation between the target rotation speed and the actual rotation speed, and further, the D axis current command value Id * and the Q axis current command value. Calculates and distributes to Iq * .
Then, the D-axis voltage command value calculation unit 14 and the Q-axis voltage command value calculation unit 15 perform feedback control so that the detected values Id and Iq are close to the D-axis current command value Id * and the Q-axis current command value Iq *. Perform by control.
Then, the D-axis voltage command value Vd * and the Q-axis voltage command value Vq * obtained in this way are output, and the inverter control signal calculation unit 16 outputs the three-phase command voltages (Vu * , Vv * , Vw *). Then, the control to output to the motor inverter 2 is performed.

図4はU相の電圧指令値と三角波からゲート制御信号を生成する状態を示す説明図である。
実施例1の電動モータの制御装置において、インバータ制御信号演算部16では、3相指令電圧(Vu,Vv,Vw)と3角波を比較して(図4(a)参照)、ゲート制御信号を生成する(図4(b)参照)。このゲート制御信号は、PWM制御信号であり、デューティ比で表現されるものとなる。
なお、図4にはU相を例に示すが、V相、W相も同様に生成できる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a gate control signal is generated from a U-phase voltage command value and a triangular wave.
In the control apparatus for the electric motor of the first embodiment, the inverter control signal calculation unit 16 compares the three-phase command voltages (Vu * , Vv * , Vw * ) with the three-waves (see FIG. 4 (a)). A gate control signal is generated (see FIG. 4B). This gate control signal is a PWM control signal and is expressed by a duty ratio.
Although FIG. 4 shows the U phase as an example, the V phase and the W phase can be generated similarly.

[検出誤差のオフセット抑制作用]
図5はオフセット検出誤差が生じている状態の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。
図6は実施例1の電動モータ制御装置による制御状態の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。
3相電流を検出する際に、オフセットのような検出誤差があった場合(図5(a)参照、その電流を用いて電流変換を実施すると、直流になるべき電流Id,Iqには交流成分が重畳されてしまう(図5(b)参照)。
その交流成分が重畳された電流Id,Iqを用いて電流制御などを実施してモータを制御すると、モータ速度、モータトルクには脈動が発生してしまい(図5(c),(d)参照)、その結果、振動や騒音を引き起こす。
[Offset suppression of detection error]
FIG. 5 is a waveform diagram of the three-phase detection current, the Q-axis current Iq, the D-axis current Id, the motor speed, and the motor torque when an offset detection error occurs.
FIG. 6 is a waveform diagram of a three-phase detection current, a Q-axis current Iq, a D-axis current Id, a motor speed, and a motor torque in a control state by the electric motor control device of the first embodiment.
When detecting a three-phase current, if there is a detection error such as an offset (see FIG. 5 (a), if current conversion is performed using that current, the currents Id and Iq that should be direct current are AC components. Are superimposed (see FIG. 5B).
When current control or the like is performed using the currents Id and Iq on which the AC components are superimposed, the motor speed and motor torque will pulsate (see FIGS. 5C and 5D). ) As a result, it causes vibration and noise.

実施例1の電動モータ制御装置1では、3相電流を検出した後(図6(a)参照)、ハイパスフィルタ18を通過させることにより、低周波成分である検出誤差のオフセットを除去する(図6(b)参照)。
すると、電流変換後の電流Id,Iqは直流成分のみとなり、振動や騒音の原因となるモータ速度、トルク脈動を発生させずに(図6(c),(d)参照)、モータを制御することができる。
また、実施例1の電動モータの制御装置では、電流の追加はなく、効率は良好に維持される。
In the electric motor control apparatus 1 according to the first embodiment, after detecting the three-phase current (see FIG. 6A), the high-pass filter 18 is passed to eliminate the detection error offset which is a low-frequency component (see FIG. 6). 6 (b)).
Then, the currents Id and Iq after current conversion are only DC components, and the motor is controlled without generating motor speed and torque pulsation that cause vibration and noise (see FIGS. 6C and 6D). be able to.
Moreover, in the control apparatus for the electric motor according to the first embodiment, no current is added, and the efficiency is maintained satisfactorily.

効果を説明する。実施例1の電動モータの制御装置にあっては、以下に列挙する効果を有する。
(1)3相交流同期モータ201を制御する電動モータの制御装置1において、3相交流同期モータ201に流れる3相電流Iu,Iv,Iwを検出する3相電流検出部17と、3相電流Iu,Iv,Iwを、3相交流同期モータ201に対して設定したD軸及びQ軸に対してのD軸電流Id及びQ軸電流Iqに変換する電流変換部19と、D軸及び前記Q軸に対しての制御演算により3相交流同期モータ201の回転速度を制御するDQ軸電流指令値演算部13、D軸電流指令値演算部14、Q軸電流指令値演算部15と、3相電流検出部17から電流変換部19への3相電流Iu,Iv,Iwの特定周波数成分を通過させないハイパスフィルタ18を備えるため、検出した3相電流の誤差成分をフィルタで除去し、電流検出器の誤差に対してモータ速度、トルク脈動を発生させず、且つ効率を悪化させないようにモータを制御することができる。
Explain the effect. The control device for the electric motor according to the first embodiment has the effects listed below.
(1) In the electric motor control device 1 that controls the three-phase AC synchronous motor 201, the three-phase current detection unit 17 that detects the three-phase currents Iu, Iv, and Iw flowing through the three-phase AC synchronous motor 201, and the three-phase current A current converter 19 that converts Iu, Iv, and Iw into a D-axis current Id and a Q-axis current Iq for the D-axis and the Q-axis set for the three-phase AC synchronous motor 201; A DQ-axis current command value calculation unit 13, a D-axis current command value calculation unit 14, a Q-axis current command value calculation unit 15 that control the rotation speed of the three-phase AC synchronous motor 201 by a control calculation for the shaft, Since the high-pass filter 18 that does not pass the specific frequency components of the three-phase currents Iu, Iv, and Iw from the current detection unit 17 to the current conversion unit 19 is provided, an error component of the detected three-phase current is removed by a filter, and a current detector The motor speed and torque pulsation are not generated for the error of The motor can be controlled so as not to deteriorate the efficiency.

(2)上記(1)において、フィルタ手段は、高周波成分を通過させ、低周波成分を通過させないハイパスフィルタ18であるため、検出した3相電流のオフセットを除去し、電流検出器の誤差に対してモータ速度、トルク脈動を発生させず、且つ効率を悪化させないようにモータを制御することができる。   (2) In the above (1), the filter means is a high-pass filter 18 that passes high-frequency components and does not pass low-frequency components. Therefore, the detected three-phase current offset is removed, and the error of the current detector is reduced. Thus, the motor can be controlled so that the motor speed and torque pulsation are not generated and the efficiency is not deteriorated.

(4)上記(1),(2)において、3相交流同期モータ201は、車両の空調装置におけるコンプレッサを駆動するのに用いられるものである場合は、モータ速度の脈動やトルク脈動を発生させず、制御性にすぐれて、より快適な空調を提供することを可能にし、且つ効率を良好に維持して、省電力、燃費向上に寄与できる。   (4) In the above (1) and (2), when the three-phase AC synchronous motor 201 is used to drive a compressor in a vehicle air conditioner, it generates motor speed pulsation and torque pulsation. Therefore, it is possible to provide more comfortable air conditioning with excellent controllability and maintain good efficiency, thereby contributing to power saving and fuel efficiency improvement.

実施例2の電動モータ制御装置は、モータ速度に応じて通過帯域を変更するバンドパスフィルタを用いた例である。
構成を説明する。
図7は、実施例2の電動モータの制御装置のブロック構成を示す図である。
バンドパスフィルタ22は、回転速度推定部21から得るモータ回転速度に応じて、周波数通過帯域を可変にし、モータ速度以外の周波数成分を減衰させる。
その他構成は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
The electric motor control apparatus according to the second embodiment is an example using a bandpass filter that changes the passband according to the motor speed.
The configuration will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating a block configuration of the electric motor control apparatus according to the second embodiment.
The band pass filter 22 varies the frequency pass band according to the motor rotation speed obtained from the rotation speed estimation unit 21 and attenuates frequency components other than the motor speed.
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

作用を説明する。
[検出誤差のオフセット抑制作用]
図8は高周波雑音が重畳した場合の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。
図9は実施例2の電動モータ制御装置による制御状態の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。
モータ速度3000rpm(=50Hz)で運転した時に、3相電流を検出する際、オフセットのような検出誤差があり、さらに1(kHz)の周波数成分の雑音が重畳されていると、ハイパスフィルタ18を使用しても、雑音が比較的高周波であるために、雑音成分が十分に除去されない(図8(a),(b)参照)。すると、3相交流電流は理想的な波形とならず、その結果、モータ速度やトルクに脈動が発生してしまう(図8(c),(d)参照)。
The operation will be described.
[Offset suppression of detection error]
FIG. 8 is a waveform diagram of three-phase detection current, Q-axis current Iq, D-axis current Id, motor speed, and motor torque when high-frequency noise is superimposed.
FIG. 9 is a waveform diagram of the three-phase detection current, the Q-axis current Iq, the D-axis current Id, the motor speed, and the motor torque in the control state by the electric motor control device of the second embodiment.
When detecting a three-phase current when operating at a motor speed of 3000 rpm (= 50 Hz), if there is a detection error such as an offset, and noise of a frequency component of 1 (kHz) is superimposed, the high-pass filter 18 is turned on. Even if it is used, since the noise is relatively high frequency, the noise component is not sufficiently removed (see FIGS. 8A and 8B). Then, the three-phase alternating current does not have an ideal waveform, and as a result, pulsation occurs in the motor speed and torque (see FIGS. 8C and 8D).

図10は実施例2のバンドパスフィルタ22の周波数特性を示す図である。
実施例2では、バンドパスフィルタ22は、図10に示すように、モータ速度が1000rpm(105rad/s)の場合は特性線101となり、モータ速度周波数以外を減衰する特性となる。これにより、バンドパスフィルタ22通過後の3相交流電流は理想的な波形となり(図9(a),(b)参照)、モータ速度やトルクは目標によく追従して安定に制御することができる(図9(c),(d)参照)。
FIG. 10 is a diagram illustrating frequency characteristics of the bandpass filter 22 according to the second embodiment.
In the second embodiment, as shown in FIG. 10, the bandpass filter 22 has a characteristic line 101 when the motor speed is 1000 rpm (105 rad / s), and has a characteristic that attenuates other than the motor speed frequency. As a result, the three-phase alternating current after passing through the band-pass filter 22 has an ideal waveform (see FIGS. 9A and 9B), and the motor speed and torque follow the target well and can be controlled stably. (See FIGS. 9 (c) and 9 (d)).

さらに、モータ速度に対しては、例えばモータ速度が2000rpmの場合は、図10の特性線102となり、モータ速度が3000rpmの場合は、図10の特性線103となる。このようにバンドパスフィルタ22の周波数特性は、モータ回転数に応じて可変となり、ノイズの重畳を非常に抑制する。そのため、比較的高周波なノイズも、オフセットの影響も抑制される。且つ電流を増やす必要がなく効率的な運転が維持される。   Further, for the motor speed, for example, when the motor speed is 2000 rpm, the characteristic line 102 in FIG. 10 is obtained, and when the motor speed is 3000 rpm, the characteristic line 103 in FIG. 10 is obtained. As described above, the frequency characteristic of the bandpass filter 22 becomes variable according to the motor rotation speed, and noise superposition is extremely suppressed. For this reason, both the relatively high frequency noise and the influence of the offset are suppressed. Moreover, it is not necessary to increase the current, and efficient operation is maintained.

効果を説明する。実施例2の電動モータの制御装置にあっては、上記(1),(4)に加えて、以下の効果を有する。
(3)上記(1)に加えて、フィルタ手段は、モータ速度に応じて通過帯域を変更するバンドパスフィルタであるため、検出した3相電流のオフセットを除去するのに加えて、モータ回転周波数以外の雑音、例えば比較的高周波の雑音も除去するため、さらに、モータ速度、トルク脈動を発生させず、且つ効率を悪化させないようにモータを制御することができる。
Explain the effect. The electric motor control apparatus according to the second embodiment has the following effects in addition to the above (1) and (4).
(3) In addition to the above (1), the filter means is a bandpass filter that changes the pass band in accordance with the motor speed, so in addition to removing the detected three-phase current offset, the motor rotation frequency In order to remove noise other than the above, for example, relatively high-frequency noise, the motor can be controlled such that the motor speed and torque pulsation are not generated and the efficiency is not deteriorated.

以上、本発明の電動モータの制御装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。   As mentioned above, although the control apparatus of the electric motor of this invention has been demonstrated based on Example 1, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, The invention which concerns on each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the gist of the present invention.

例えば、3相交流同期モータは、ハイブリッド車(HEV)の駆動用として用いるものであってもよいし、電気自動車(EV)の駆動用として用いるものであってもよい。トルク振動の抑制は、作動音の低減につながり、運転可能領域の広域確保は、モータ小型化につながる。
実施例では、インバータはトランジスタで構成したが、他のスイッチング素子を用いたものであってもよい。
For example, the three-phase AC synchronous motor may be used for driving a hybrid vehicle (HEV) or may be used for driving an electric vehicle (EV). Suppression of torque vibration leads to a reduction in operating noise, and securing a wide driving range leads to miniaturization of the motor.
In the embodiment, the inverter is composed of a transistor, but another switching element may be used.

実施例1の電動モータの制御装置のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of the control apparatus of the electric motor of Example 1. FIG. モータインバータ2の概要説明図である。2 is a schematic explanatory diagram of a motor inverter 2. FIG. 実施例1の電動モータの制御装置のベクトル制御の説明図である。It is explanatory drawing of the vector control of the control apparatus of the electric motor of Example 1. FIG. U相の電圧指令値と三角波からゲート制御信号を生成する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which produces | generates a gate control signal from the voltage command value and triangular wave of U phase. オフセット検出誤差が生じている状態の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of a three-phase detection current, a Q-axis current Iq, a D-axis current Id, a motor speed, and a motor torque in a state where an offset detection error occurs. 実施例1の電動モータ制御装置による制御状態の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram of a three-phase detection current, a Q-axis current Iq, a D-axis current Id, a motor speed, and a motor torque that are controlled by the electric motor control device according to the first embodiment. 実施例2の電動モータの制御装置のブロック構成を示す図である。It is a figure which shows the block configuration of the control apparatus of the electric motor of Example 2. FIG. 高周波雑音が重畳した場合の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of a three-phase detection current, a Q-axis current Iq, a D-axis current Id, a motor speed, and a motor torque when high-frequency noise is superimposed. 実施例2の電動モータ制御装置による制御状態の3相検出電流、Q軸電流Iq、D軸電流Id、モータ速度、モータトルクの波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram of a three-phase detection current, a Q-axis current Iq, a D-axis current Id, a motor speed, and a motor torque that are controlled by the electric motor control device according to the second embodiment. 実施例2のバンドパスフィルタの周波数特性を示す図である。It is a figure which shows the frequency characteristic of the band pass filter of Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動モータ制御装置
11 目標回転速度演算部
12 加算器
13 DQ軸電流指令値演算部
14 D軸電圧指令値演算部
15 Q軸電圧指令値演算部
16 インバータ制御信号演算部
17 3相電流検出部
18 ハイパスフィルタ
19 電流変換部
20 回転角度演算部
21 回転速度推定部
22 バンドパスフィルタ
2 モータインバータ
201 3相交流同期モータ
202 電源
203〜208 トランジスタ
209 電流検出抵抗
210 電流検出抵抗
Ia DQ軸電流指令値
Id D軸電流指令値
Id 実D軸電流
Iq Q軸電流指令値
Iq 実Q軸電流
Iu U相電流
Iv V相電流
Iw W相電流
Vd D軸電圧指令値
Vq Q軸電圧指令値
101 (バンドパスフィルタの周波数特性の)特性線
102 (バンドパスフィルタの周波数特性の)特性線
103 (バンドパスフィルタの周波数特性の)特性線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor control apparatus 11 Target rotational speed calculating part 12 Adder 13 DQ-axis current command value calculating part 14 D-axis voltage command value calculating part 15 Q-axis voltage command value calculating part 16 Inverter control signal calculating part 17 Three-phase current detection part DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 High pass filter 19 Current conversion part 20 Rotation angle calculating part 21 Rotational speed estimation part 22 Band pass filter 2 Motor inverter 201 Three-phase alternating current synchronous motor 202 Power supply 203-208 Transistor 209 Current detection resistance 210 Current detection resistance
Ia DQ axis current command value
Id * D-axis current command value
Id Real D-axis current
Iq * Q-axis current command value
Iq Actual Q axis current
Iu U phase current
Iv V phase current
Iw W phase current
Vd D-axis voltage command value
Vq Q-axis voltage command value 101 Characteristic line 102 (of the frequency characteristic of the bandpass filter) Characteristic line 103 (of the frequency characteristic of the bandpass filter) Characteristic line (of the frequency characteristic of the bandpass filter)

Claims (4)

3相交流同期モータを制御する電動モータの制御装置において、
前記3相交流同期モータに流れる3相電流を検出する3相電流検出手段と、
前記3相電流を、前記3相交流同期モータに対して設定したD軸及びQ軸に対してのD軸電流及びQ軸電流に変換する電流変換手段と、
前記D軸及び前記Q軸に対しての制御演算により前記3相交流同期モータの回転速度を制御する制御手段と、
前記3相電流検出手段から前記電流変換手段への3相電流の特定周波数成分を通過させないフィルタ手段と、
を備えることを特徴とする電動モータの制御装置。
In the control device for the electric motor that controls the three-phase AC synchronous motor,
Three-phase current detection means for detecting a three-phase current flowing in the three-phase AC synchronous motor;
Current converting means for converting the three-phase current into a D-axis current and a Q-axis current for the D-axis and the Q-axis set for the three-phase AC synchronous motor;
Control means for controlling the rotational speed of the three-phase AC synchronous motor by a control calculation for the D axis and the Q axis;
Filter means that does not pass a specific frequency component of the three-phase current from the three-phase current detection means to the current conversion means;
An electric motor control device comprising:
請求項1に記載の電動モータの制御装置において、
前記フィルタ手段は、高周波成分を通過させ、低周波成分を通過させないハイパスフィルタである、
ことを特徴とする電動モータの制御装置。
In the control apparatus of the electric motor according to claim 1,
The filter means is a high-pass filter that passes high-frequency components and does not pass low-frequency components.
A control apparatus for an electric motor.
請求項1に記載の電動モータの制御装置において、
前記フィルタ手段は、モータ速度に応じて通過帯域を変更するバンドパスフィルタである、
ことを特徴とする電動モータの制御装置。
In the control apparatus of the electric motor according to claim 1,
The filter means is a bandpass filter that changes the passband according to the motor speed.
A control apparatus for an electric motor.
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電動モータの制御装置において、
前記3相交流同期モータは、車両の空調装置におけるコンプレッサを駆動するのに用いられるものである、
ことを特徴とする電動モータの制御装置。
In the control apparatus of the electric motor of any one of Claims 1-3,
The three-phase AC synchronous motor is used to drive a compressor in a vehicle air conditioner.
A control apparatus for an electric motor.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102102681A (en) * 2011-02-25 2011-06-22 艾默生网络能源有限公司 Fan control system
JP2012249424A (en) * 2011-05-27 2012-12-13 Denso Corp Motor control device
JP2016038965A (en) * 2014-08-06 2016-03-22 株式会社日立メディコ X-ray device and control method for the same
CN105896868A (en) * 2016-06-29 2016-08-24 李勇 Multi-pole low speed three-phase alternating current synchronous motor
US9698713B2 (en) 2015-04-09 2017-07-04 Lsis Co., Ltd. Apparatus for correcting offset of current sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102102681A (en) * 2011-02-25 2011-06-22 艾默生网络能源有限公司 Fan control system
JP2012249424A (en) * 2011-05-27 2012-12-13 Denso Corp Motor control device
JP2016038965A (en) * 2014-08-06 2016-03-22 株式会社日立メディコ X-ray device and control method for the same
US9698713B2 (en) 2015-04-09 2017-07-04 Lsis Co., Ltd. Apparatus for correcting offset of current sensor
CN105896868A (en) * 2016-06-29 2016-08-24 李勇 Multi-pole low speed three-phase alternating current synchronous motor

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