JP3397013B2 - Control device for synchronous motor - Google Patents
Control device for synchronous motorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石を回転子
に用いた同期モータの制御装置に関し、とくに永久磁石
の位置ずれにより位置検出値に差が生じるときにその差
を検出し、自動補正するようにした同期モータの制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous motor control device using a permanent magnet for a rotor, and particularly when a difference in position detection value occurs due to displacement of the permanent magnet, the difference is detected and automatically corrected. The present invention relates to a control device for a synchronous motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】同期モータを制御するには、ベクトル制
御が用いられている。同期モータのベクトル制御を行な
うには、まず同期モータの電機子を流れる電流や、電機
子にかかる電圧を測定し、その測定値を回転子に同期し
て回転する回転座標d−q座標系に変換し、変換された
後のd−q座標系上で電流の制御を行なって制御動作信
号を作り出す。そしてこの制御動作信号は再度交流座標
に逆変換されて同期モータを制御する。これらの座標変
換に際してはその瞬間の回転子の磁極の位置情報が必要
である。この磁極の位置情報は通常回転子に角度センサ
を設けて回転子の回転角から得ている。2. Description of the Related Art Vector control is used to control a synchronous motor. In order to perform vector control of the synchronous motor, first, the current flowing through the armature of the synchronous motor and the voltage applied to the armature are measured, and the measured value is converted into a rotating coordinate dq coordinate system that rotates in synchronization with the rotor. After the conversion, the current is controlled on the dq coordinate system after the conversion to generate the control operation signal. Then, this control operation signal is converted back into AC coordinates to control the synchronous motor. In these coordinate conversions, the position information of the magnetic poles of the rotor at that moment is necessary. The position information of this magnetic pole is usually obtained from the rotation angle of the rotor by providing an angle sensor on the rotor.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のベクトル制御にあっては、例えば界磁に永
久磁石を用いた回転子の場合、回転子と永久磁石の位置
関係に何等かのずれが生じると、たとえ角度センサが回
転子の回転角を正確に検出しても、ベクトル制御が角度
センサをもとに認識する磁極の位置と実際の位置とが異
なり、ベクトル制御などのような回転子と共に回転する
d−q座標系に検出された電流、電圧を変換するときに
は、座標変換が正常に行なわれなくなり、結果的に正確
な電流制御ができなくなってしまう。効率の低下や過電
流の発生など、ひいては永久磁石の永久減磁が起こると
いう問題点があった。However, in the conventional vector control as described above, for example, in the case of a rotor using a permanent magnet for the field, the positional relationship between the rotor and the permanent magnet must be determined. If a deviation occurs, even if the angle sensor accurately detects the rotation angle of the rotor, the position of the magnetic pole that the vector control recognizes based on the angle sensor differs from the actual position. When converting the current and voltage detected in the dq coordinate system that rotates with the rotor, the coordinate conversion is not performed normally, and as a result, accurate current control cannot be performed. There is a problem that the permanent magnet is permanently demagnetized, such as a decrease in efficiency and the generation of overcurrent.
【0004】一方、角度センサを用いず、磁極を演算に
よって推定し、この推定位置を用いて座標変換が行なわ
れるいわゆるセンサレス制御がある。しかし、センサレ
ス制御では、刻々の角度情報を得るために推定する角度
の更新周期を電流の制御周期と同等にする必要があり、
そのため高回転域では更新周期が短くなければ、その時
間内に回転する角度が大きくなり制御性が悪化してしま
う。またこれを解消するため周期を速め、演算を早く行
なえるようにするには、演算を行なうMPUなどの性能
を高める必要があり、コストが増加するといった問題が
あった。On the other hand, there is so-called sensorless control in which a magnetic pole is estimated by calculation without using an angle sensor and coordinate conversion is performed using this estimated position. However, in sensorless control, it is necessary to make the update cycle of the angle estimated to obtain the momentary angle information equal to the current control cycle,
Therefore, if the update cycle is not short in the high rotation range, the angle of rotation within that time becomes large and the controllability deteriorates. Further, in order to solve this, in order to speed up the cycle so that the calculation can be performed faster, it is necessary to improve the performance of the MPU or the like that performs the calculation, and there is a problem that the cost increases.
【0005】そしてセンサレス制御を実際に用いた場合
は、低速域では電圧のPWM波形においてデューティ比
が小さい関係から誤差を含みやすく、さらには停止時に
電圧の情報が得られないので磁極位置の推定に困難を伴
なうという問題点がある。本発明は、上記のような問題
点に鑑み、磁極の位置を正確に検出し、回転子と永久磁
石の位置関係にずれが生じても、正確な座標変換を行な
えるベクトル制御装置を提供することを目的としてい
る。When the sensorless control is actually used, an error is likely to be included in the PWM waveform of the voltage in the low speed region due to the small duty ratio, and further, the voltage information cannot be obtained at the time of stop, so that the magnetic pole position can be estimated. There is a problem that it is difficult. In view of the above problems, the present invention provides a vector control device capable of accurately detecting the position of a magnetic pole and performing accurate coordinate conversion even if a positional relationship between a rotor and a permanent magnet is deviated. Is intended.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の発明は、回転子に永久磁石を用いた同期モータにおい
て、直流電力を交流に変換して前記同期モータに電力を
供給するインバータと、該インバータから前記同期モー
タの電機子コイルに流れる電流を検出する電流検出手段
と、前記電機子コイルにかかる電圧を検出する電圧検出
手段と、前記同期モータの回転子の回転位置を検出する
位置検出手段と、前記検出された電流および検出された
電圧に基づき前記回転子の磁極位置を推定算出する磁極
位置推定手段と、前記検出された回転子の回転位置と前
記磁極位置推定手段で推定された磁極位置との誤差を算
出する誤差演算手段と、前記演算された誤差から前記回
転子に設けられた永久磁石の実際位置と前記検出された
回転子の回転位置とのずれを検出するずれ検出手段と、
前記検出されたずれを補正する補正手段とを有するもの
とした。請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の構
成において、回転子の回転速度を検出する速度検出手段
を備え、前記補正手段は回転子の回転速度に応じて前記
ずれを補正するものとした。Therefore, the invention according to claim 1 is, in a synchronous motor using a permanent magnet for a rotor, an inverter for converting direct current power into alternating current to supply power to the synchronous motor. A current detecting means for detecting a current flowing from the inverter to the armature coil of the synchronous motor, a voltage detecting means for detecting a voltage applied to the armature coil, and a position for detecting a rotational position of a rotor of the synchronous motor. Detecting means, magnetic pole position estimating means for estimating and calculating the magnetic pole position of the rotor based on the detected current and detected voltage, the detected rotational position of the rotor and the magnetic pole position estimating means. Error calculating means for calculating an error from the magnetic pole position, and the actual position of the permanent magnet provided on the rotor and the detected rotational position of the rotor from the calculated error. A deviation detecting means for detecting a deviation,
And a correction unit that corrects the detected deviation. According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, there is provided speed detection means for detecting a rotation speed of the rotor, and the correction means corrects the deviation according to the rotation speed of the rotor. did.
【0007】[0007]
【作用】請求項1のものでは、回転子の位置を位置検出
手段で検出し、その検出値に、磁極位置推定手段で推定
された永久磁石の磁極位置が比較されて、回転子の回転
位置と永久磁石の磁極位置とのずれを検出し、さらにそ
れを補正するようにしたから、磁極位置推定手段での位
置更新周期を電流の制御周期と同等にする必要がなく、
演算を行なうMPUの演算負荷が軽減される。また低速
あるいは停止したときにも同期モータの制御が行なえ
る。そして、その位置ずれの補正を回転速度に応じて行
なうときには、推定信頼度の異なる回転域でそれに対応
した補正が行なえる。According to the present invention, the position of the rotor is detected by the position detecting means, and the detected value is compared with the magnetic pole position of the permanent magnet estimated by the magnetic pole position estimating means to determine the rotational position of the rotor. Since the deviation between the magnetic pole position of the permanent magnet and the magnetic pole position of the permanent magnet is detected and further corrected, it is not necessary to make the position update cycle in the magnetic pole position estimation means equal to the current control cycle.
The calculation load of the MPU that performs the calculation is reduced. In addition, the synchronous motor can be controlled even at low speed or when stopped. When the positional deviation is corrected according to the rotation speed, the corresponding correction can be performed in the rotation range where the estimated reliability is different.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下発明の実施の形態を実施例に
より説明する。図1は、本発明の実施例を示す。まず構
成を説明すると、同期モータ3は回転子に2極の永久磁
石を用いた同期モータである。バッテリ1からの直流電
力はIGBTなどのスイッチング素子から構成されるイ
ンバータ2で3相交流電力に変換された後、同期モータ
3に供給される。同期モータ3の回転子の回転角θse
nは角度センサ4で検出される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to examples. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. First, the structure will be described. The synchronous motor 3 is a synchronous motor that uses a two-pole permanent magnet for the rotor. DC power from the battery 1 is converted into three-phase AC power by an inverter 2 composed of a switching element such as an IGBT, and then supplied to the synchronous motor 3. Rotation angle θse of the rotor of the synchronous motor 3
n is detected by the angle sensor 4.
【0009】またインバータ2のうちU、V相の出力
は、電機子コイルに流れる交流電流iu、ivが電流セ
ンサ5、6で、電機子にかかる電圧vu、vvが電圧セ
ンサ12、13で検出される。上記角度センサ4はレゾ
ルバや光学式あるいは直抵抗素子を用いたロータリエン
コーダなどが使用される。コントローラ200では、ト
ルク指令値T*および回転子の回転角θsenから求め
られた回転速ωに基づいて回転座標上でベクトル制御を
行ない、電機子コイルに流れる電流を制御指令に追従す
るように制御する。The outputs of the U and V phases of the inverter 2 are detected by the current sensors 5 and 6 for the alternating currents iu and iv flowing through the armature coil and by the voltage sensors 12 and 13 for the voltages vu and vv applied to the armature. To be done. As the angle sensor 4, a resolver, a rotary encoder using an optical type or a direct resistance element, or the like is used. The controller 200 performs vector control on the rotation coordinates based on the rotation speed ω obtained from the torque command value T * and the rotation angle θsen of the rotor, and controls the current flowing through the armature coil to follow the control command. To do.
【0010】回転座標は、図2に示すように回転子とと
もに同期して回転し、磁束方向にd軸、これと垂直方向
にq軸を定義するd−q座標系とする。したがって3相
交流のうちu、v相を用いてd−q座標系に変換する場
合は式(1)による。またd−q座標系から3相交流へ
の変換式は式(2)になる。The rotating coordinate is a dq coordinate system which rotates in synchronization with the rotor as shown in FIG. 2 and defines a d-axis in the magnetic flux direction and a q-axis in the direction perpendicular thereto. Therefore, when the u and v phases of the three-phase alternating current are used to convert to the dq coordinate system, it is according to the equation (1). Further, the conversion formula from the dq coordinate system to the three-phase alternating current becomes the formula (2).
【数1】 [Equation 1]
【数2】 [Equation 2]
【0011】以下コントローラ200について説明す
る。電流指令作成器8には、トルク指令値T*とq軸電
流iq*の関係、回転子の回転速ωとd軸電流id*の
関係が設定されており、これにより電流指令作成器8か
らはd−q座標系上の電流指令id*、iq*が電流調
節器10に出力される。3/2変換器9には、式1で示
すu、v相信号からd−q座標系のd、q軸信号への変
換式が記憶されており、電流センサ5、6によって検出
された電流iu、ivがここでd−q座標系上の電流i
d、iqに座標変換され電流調節器10に出力される。The controller 200 will be described below. In the current command generator 8, the relationship between the torque command value T * and the q-axis current iq * and the relationship between the rotation speed ω of the rotor and the d-axis current id * are set. Outputs the current commands id * and iq * on the dq coordinate system to the current controller 10. The 3/2 converter 9 stores the conversion formula from the u and v phase signals shown in Formula 1 to the d and q axis signals of the dq coordinate system, and the current detected by the current sensors 5 and 6 is stored. iu and iv are currents i on the dq coordinate system
The coordinates are converted into d and iq and output to the current regulator 10.
【0012】電流調節器10では、電流指令作成器8か
らの電流指令id*、iq*と3/2変換器9によって
変換された電流id、iqとに基づいて比例または積分
制御を行ない、これにより得られた制御動作指令を2/
3変換器11に出力する。2/3変換器11には、式2
に示すd−q座標系のd、q軸信号を3相交流u、v、
w相信号に変換する変換式が記憶されており、d−q座
標上の制御動作指令はここでu、v、wの3相交流制御
指令信号に変換され、インバータ2に出力される。The current controller 10 performs proportional or integral control based on the current commands id *, iq * from the current command generator 8 and the currents id, iq converted by the 3/2 converter 9. The control operation command obtained by
3 to the converter 11. The 2/3 converter 11 has the formula 2
The three-phase alternating current u, v,
A conversion formula for converting into a w-phase signal is stored, and the control operation command on the dq coordinates is converted into a three-phase AC control command signal of u, v, and w here and output to the inverter 2.
【0013】次に上記座標変換に用いられる磁極の位置
検出について説明する。回転子が図2のように電気角速
度ωで回転している同期モータについて、その電流・電
圧方程式をd−q座標系で表わすと、式(3)のように
なる。Next, the position detection of the magnetic pole used for the coordinate conversion will be described. For a synchronous motor whose rotor is rotating at an electrical angular velocity ω as shown in FIG. 2, the current-voltage equation is represented by the dq coordinate system as shown in equation (3).
【数3】
ここで、Vd、Vqはd軸、q軸電圧、id、iqはd
軸、q軸電流、Rd、Rqはd軸、q軸電機子抵抗、L
d、Lqはd軸、q軸インダクタンス、ψfは界磁鎖交
磁束である。上式のd−q座標系上の電圧Vd、Vq、
電流id、iqは電圧センサ12、13および電流セン
サ5、6によって実測した各相の電機子電圧・電流を式
(1)で座標変換して得ることができる。したがって式
(3)の電圧電流方程式からθを解くことで磁極位置の
推定が可能となる。[Equation 3] Here, Vd and Vq are d-axis and q-axis voltages, id and iq are d
Axis, q axis current, Rd, Rq are d axis, q axis armature resistance, L
d and Lq are d-axis and q-axis inductances, and ψf is a field interlinkage magnetic flux. The voltages Vd, Vq on the dq coordinate system of the above equation,
The currents id and iq can be obtained by coordinate-converting the armature voltage / current of each phase measured by the voltage sensors 12 and 13 and the current sensors 5 and 6 by the equation (1). Therefore, the magnetic pole position can be estimated by solving θ from the voltage-current equation of the equation (3).
【0014】磁極位置推定演算器15には、式(3)に
示す同期モータの等価モデル、および式(1)に示す座
標変換式が記憶されており、検出された電機子電流i
u、iv、電圧Vu、Vdはまず式(1)によって座標
変換されd−q座標上のid、iq、Vd、Vqとな
る。その値に式(3)を適用し、積分演算を経て磁極位
置θ’calが推定される。The magnetic pole position estimation calculator 15 stores the equivalent model of the synchronous motor represented by the equation (3) and the coordinate conversion equation represented by the equation (1), and the detected armature current i
u, iv, and voltages Vu, Vd are first subjected to coordinate conversion by equation (1) to become id, iq, Vd, Vq on dq coordinates. Equation (3) is applied to the value, and the magnetic pole position θ′cal is estimated through the integral calculation.
【0015】角度補正器14では、角度センサ4からの
検出値θsenを上記のように磁極位置推定演算器15
による磁極推定演算結果に応じて補正を行なう。これに
はまず推定された磁極位置θ’calに演算時間Δtに
角速度ωを掛け合わせた時間補正量を加算し磁極の推定
角度θcalを算出する。補正は回転数に応じて3領域
に分割し、推定演算に誤差が含まれやすい低回転域では
補正を行なわず、ある程度以上の回転数域で補正を行な
うように設定される。In the angle corrector 14, the detected value θsen from the angle sensor 4 is calculated by the magnetic pole position estimating calculator 15 as described above.
Correction is performed according to the magnetic pole estimation calculation result by. To this end, a time correction amount obtained by multiplying the estimated magnetic pole position θ′cal by the calculation time Δt and the angular velocity ω is first added to calculate the estimated magnetic pole angle θcal. The correction is divided into three regions according to the rotation speed, and the correction is set not to perform the correction in the low rotation speed range where the estimation calculation is likely to include an error, but to perform the correction in the rotation speed range above a certain level.
【0016】次に上記補正を図4のフローチャートに基
づき説明する。まずステップ100において、磁極位置
推定演算器15からの磁極位置θ’calに時間補正量
(ω×Δt)を加算し磁極の推定位置θcalを算出す
る。ステップ101では、回転数ωがある定められた回
転数ω1より小さいかが判断される。回転数ω1未満の
低回転域では、ステップ102において、誤差量δの変
化量δ’=0とし以前に決定されている誤差量δを変化
させないように決定する。Next, the above correction will be described with reference to the flowchart of FIG. First, in step 100, the time correction amount (ω × Δt) is added to the magnetic pole position θ′cal from the magnetic pole position estimation calculator 15 to calculate the estimated magnetic pole position θcal. In step 101, it is determined whether the rotation speed ω is smaller than a predetermined rotation speed ω1. In the low rotation speed region below the rotation speed ω1, in step 102, the change amount δ ′ of the error amount δ is set to 0, and it is determined so that the previously determined error amount δ is not changed.
【0017】回転数ω1以上の回転域では、ステップ1
03において、ある定められた回転数ω2より大きいか
の判断が行なわれる。回転数ω2より大きい場合、磁極
の推定位置θcalと演算用角度θを引き算して誤差量
の変換量を求める。回転数ω2より小さい場合、ステッ
プ104において、補正を行なわない回転域(ω1未
満)と補正を行なう回転域(ω2以上)との間では、誤
差量δ’を線形に変化させるように比例係数kを導入す
る。この場合比例係数kは以下のように表わせる。
k(ω)=(ω−ω1)/(ω2−ω1) (4)In the rotation range above the rotation speed ω1, step 1
At 03, it is determined whether the rotational speed is higher than a predetermined rotational speed ω2. If the rotational speed is greater than ω2, the estimated position θcal of the magnetic pole is subtracted from the calculation angle θ to obtain the conversion amount of the error amount. If it is smaller than the rotation speed ω2, in step 104, the proportional coefficient k is changed so as to linearly change the error amount δ ′ between the rotation range where correction is not performed (less than ω1) and the rotation range where correction is performed (ω2 or more). To introduce. In this case, the proportional coefficient k can be expressed as follows. k (ω) = (ω−ω1) / (ω2-ω1) (4)
【0018】ステップ106において、得られた誤差量
δ’を現在使用している誤差量δに加え、新たな誤差量
δを求める。ステップ107では、この誤差量δを用い
て角度センサ4の検出値θsenに加えて次の座標変換
などの制御に用いる演算用角度θを作成する。At step 106, the obtained error amount δ'is added to the currently used error amount δ to obtain a new error amount δ. In step 107, using this error amount δ, in addition to the detection value θsen of the angle sensor 4, the calculation angle θ used for control such as the next coordinate conversion is created.
【0019】図4は、コントローラ200における電流
制御ルーチンの起動タイミングを示す。この電流制御ル
ーチンは座標変換を含み、指令値にしたがって電流制御
を実現することを目的としている。このルーチンでは、
3相電流のうちu、v相の電流を取り込み、角度センサ
4からの角度θsenに、上記のように角度補正器14
で決定されるずれ量δを加えた演算用角度θによって前
記3相電流を永久磁石とともに回転するd−q座標系上
の値に変換し、d軸およびq軸電流指令値との偏差を取
りそれぞれの電圧指令値を作成する。作成された電圧指
令値は3相交流上に逆変換され、インバータへのスイッ
チング指令となる。FIG. 4 shows the start timing of the current control routine in the controller 200. This current control routine includes coordinate conversion and is intended to realize current control according to a command value. In this routine,
The u-phase and v-phase currents of the three-phase currents are fetched, and the angle θsen from the angle sensor 4 is set to the angle corrector 14 as described above.
The three-phase current is converted into a value on the dq coordinate system that rotates together with the permanent magnets by the calculation angle θ added with the deviation amount δ determined in step S1, and the deviation from the d-axis and q-axis current command values is calculated. Create each voltage command value. The created voltage command value is inversely converted into a three-phase alternating current and becomes a switching command to the inverter.
【0020】演算用角度θは角度センサ4からの情報θ
senと、このθsenと推定位置θcalとの誤差量
δとの和からなっている。演算用角度θは図4のように
t1のタイミングで電機子の電流・電圧を検出し、その
タイミングでの磁極位置を推定するが、この演算結果が
出るまでの時間差が生じるので、その時間補正量は演算
時間Δtに角速度ωを掛け合わせたものとなる。よっ
て、その補正量に磁極位置θ’calを加えたものが要
求される推定位置θcalとなる。The calculation angle θ is the information θ from the angle sensor 4.
sen and the sum of the error amount δ between this θsen and the estimated position θcal. The angle θ for calculation detects the current and voltage of the armature at the timing of t1 as shown in FIG. 4 and estimates the magnetic pole position at that timing. However, since there is a time lag until this calculation result is obtained, the time correction is performed. The amount is obtained by multiplying the calculation time Δt by the angular velocity ω. Therefore, the required estimated position θcal is obtained by adding the magnetic pole position θ′cal to the correction amount.
【0021】本実施例は、以上のように構成され、角度
センサ4の検出により運転を行ないながら電機子電流、
電圧から永久磁石の磁極位置を推定し、この推定結果に
より永久磁石と回転子の位置ずれを検出し、さらに予想
される演算誤差の程度に応じてずれを補正するようにし
たため、永久磁石が回転子からずれても運転を続けるこ
とができる。The present embodiment is constructed as described above, and the armature current, while operating by the detection of the angle sensor 4,
Since the magnetic pole position of the permanent magnet is estimated from the voltage, the positional deviation between the permanent magnet and the rotor is detected from this estimation result, and the deviation is corrected according to the expected degree of calculation error. You can continue driving even if you move away from your child.
【0022】また演算用角度θは回転子の回転と共に随
時更新される角度センサ4からの情報θsenと、電流
制御周期より長い周期で更新される誤差量δとの和から
なるので、磁極位置推定の演算周期を電流制御周期と同
等に行なわなくともよく、MPUにそれほど演算負荷を
要求しなくとも角度センサの補正が行なえることにな
る。したがって永久磁石が回転子からずれても運転を続
けることができるという効果が得られる。Since the calculation angle θ is the sum of the information θsen from the angle sensor 4 which is updated as the rotor rotates and the error amount δ which is updated in a cycle longer than the current control cycle, the magnetic pole position is estimated. Therefore, the angle sensor can be corrected without requiring the MPU to have much calculation load. Therefore, the effect that the operation can be continued even if the permanent magnet is displaced from the rotor is obtained.
【0023】そして、得られた誤差量δは記憶保持用の
電源が必要のない書き換え可能な記憶用ROMに記憶さ
せることによって、一旦コントローラの電源を落とした
後でも、誤差量δを保持し、運転開始直後から補正され
た状態で運転することも可能である。Then, the obtained error amount δ is stored in a rewritable storage ROM that does not require a power supply for storage, so that the error amount δ is held even after the controller is powered off. It is also possible to operate in a corrected state immediately after the start of operation.
【0024】さらに、このようにROMなどに誤差量δ
を記憶させることができるように構成すると、製造段階
での角度センサ取り付け時の微調整を不要とすることも
可能である。すなわち角度センサの取り付けの微調整を
機械的に行なうのではなく、コントローラが運転中にそ
の調整量を誤差量として検出し、それを記憶することで
実現できる。Further, in this way, the error amount δ is stored in the ROM or the like.
It is possible to eliminate the need for fine adjustment at the time of mounting the angle sensor at the manufacturing stage by configuring so as to be able to store. That is, rather than performing the fine adjustment of the attachment of the angle sensor mechanically, it can be realized by detecting the adjustment amount as an error amount during operation of the controller and storing it.
【0025】なお、補正量の変化量δ’を決定するため
の比例係数kは線形とせずに、推定演算誤差の程度に応
じて非線形とすることも可能である。また、誤差量δの
変化量δ’に最小値を設定し、極微小なδ’であればそ
れを無視することで、例えば小さな推定演算誤差の影響
を回避することも可能である。The proportional coefficient k for determining the change amount δ'of the correction amount may not be linear but may be nonlinear depending on the degree of the estimated calculation error. It is also possible to avoid the influence of, for example, a small estimation calculation error by setting a minimum value for the change amount δ ′ of the error amount δ and ignoring it if it is extremely small δ ′.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、回転子の位置を位置検出手段で検出し、その検出値
に、磁極位置推定手段で推定された永久磁石の磁極位置
が比較されて、回転子の回転位置と永久磁石の磁極位置
とのずれを検出し、さらにそれを補正するようにしたか
ら、磁極位置推定手段での位置更新周期を電流の制御周
期と同等にする必要がなく、演算を行なうMPUの演算
負荷が軽減される。また低速あるいは停止したときにも
同期モータの制御が行なえる。これによりコストダウン
が実現されるとともに、制御装置の応用範囲が拡大され
る。そして、その位置ずれの補正を回転速度に応じて行
なうと、推定信頼度の異なる回転域でそれに対応した補
正が行なえ、安定した座標変換が行なえる。As described above, according to the present invention, the position of the rotor is detected by the position detecting means, and the detected value is compared with the magnetic pole position of the permanent magnet estimated by the magnetic pole position estimating means. Since the deviation between the rotational position of the rotor and the magnetic pole position of the permanent magnet is detected and further corrected, it is necessary to make the position update cycle in the magnetic pole position estimation means equal to the current control cycle. Therefore, the calculation load of the MPU that performs the calculation is reduced. In addition, the synchronous motor can be controlled even at low speed or when stopped. As a result, cost reduction is realized and the application range of the control device is expanded. Then, if the positional deviation is corrected according to the rotation speed, the corresponding correction can be performed in the rotation range where the estimated reliability is different, and stable coordinate conversion can be performed.
【図1】本発明の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】d−q座標系の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a dq coordinate system.
【図3】補正量を算出ためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for calculating a correction amount.
【図4】制御ルーチンを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a control routine.
1 バッテリ 2 インバータ 3 同期モータ 4 角度センサ 5、6 電流センサ 7 微分器 8 電流指令作成器 9 3/2変換器 10 電流調節器 11 2/3変換器 12、13 電圧センサ 14 角度補正器 15 磁極位置推定演算器 200 コントローラ 1 battery 2 inverter 3 synchronous motor 4 angle sensor 5, 6 Current sensor 7 differentiator 8 Current command generator 9 3/2 converter 10 Current regulator 11 2/3 converter 12, 13 Voltage sensor 14 Angle corrector 15 Magnetic pole position estimation calculator 200 controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−335277(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 H02P 21/00 H02P 6/00 - 6/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-335277 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02P 5/408-5/412 H02P 7 / 628 H02P 21/00 H02P 6/00-6/24
Claims (2)
おいて、直流電力を交流に変換して前記同期モータに電
力を供給するインバータと、該インバータから前記同期
モータの電機子コイルに流れる電流を検出する電流検出
手段と、前記電機子コイルにかかる電圧を検出する電圧
検出手段と、前記同期モータの回転子の回転位置を検出
する位置検出手段と、前記検出された電流および検出さ
れた電圧に基づき前記回転子の磁極位置を推定算出する
磁極位置推定手段と、前記検出された回転子の回転位置
と前記磁極位置推定手段で推定された磁極位置との誤差
を算出する誤差演算手段と、前記演算された誤差から前
記回転子に設けられた永久磁石の実際位置と前記検出さ
れた回転子の回転位置とのずれを検出するずれ検出手段
と、前記検出されたずれを補正する補正手段とを有する
ことを特徴とする同期モータの制御装置。1. A synchronous motor using a permanent magnet as a rotor, comprising: an inverter for converting direct current power into alternating current to supply power to the synchronous motor; and a current flowing from the inverter to an armature coil of the synchronous motor. Current detecting means for detecting, voltage detecting means for detecting the voltage applied to the armature coil, position detecting means for detecting the rotational position of the rotor of the synchronous motor, and the detected current and detected voltage. Magnetic pole position estimating means for estimating and calculating the magnetic pole position of the rotor based on the above; error calculating means for calculating an error between the detected rotational position of the rotor and the magnetic pole position estimated by the magnetic pole position estimating means; Deviation detecting means for detecting a deviation between the actual position of the permanent magnet provided on the rotor and the detected rotational position of the rotor from the calculated error; A controller for a synchronous motor, comprising: a correction unit that corrects a deviation.
おいて、直流電力を交流に変換して前記同期モータに電
力を供給するインバータと、該インバータから前記同期
モータの電機子コイルに流れる電流を検出する電流検出
手段と、前記電機子コイルにかかる電圧を検出する電圧
検出手段と、前記同期モータの回転子の位置を検出する
位置検出手段と、前記検出された電流および検出された
電圧に基づき前記回転子の磁極位置を推定算出する磁極
位置推定手段と、前記検出された回転子の回転位置と前
記磁極位置推定手段で推定された磁極位置との誤差を算
出する誤差演算手段と、前記演算された誤差から前記回
転子に設けられた永久磁石の実際位置と前記検出された
回転子の回転位置とのずれを検出するずれ検出手段と、
前記検出されたずれを補正する補正手段とを有して、前
記回転子の回転速度を検出する速度検出手段を備え、前
記補正手段は回転子の回転速度に応じて前記ずれを補正
することを特徴とする同期モータの制御装置。2. A synchronous motor using a permanent magnet as a rotor, comprising: an inverter for converting direct current power into alternating current to supply power to the synchronous motor; and an electric current flowing from the inverter to an armature coil of the synchronous motor. Current detecting means for detecting, voltage detecting means for detecting a voltage applied to the armature coil, position detecting means for detecting the position of the rotor of the synchronous motor, and based on the detected current and detected voltage Magnetic pole position estimating means for estimating and calculating the magnetic pole position of the rotor; error calculating means for calculating an error between the detected rotational position of the rotor and the magnetic pole position estimated by the magnetic pole position estimating means; Deviation detecting means for detecting deviation between the actual position of the permanent magnet provided on the rotor and the detected rotational position of the rotor from the error,
Comprising: a correction unit that corrects the detected deviation, and a speed detection unit that detects the rotation speed of the rotor, wherein the correction unit corrects the deviation according to the rotation speed of the rotor. Characteristic synchronous motor control device.
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