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公開番号2024109503
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-14
出願番号2023068943
出願日2023-04-20
発明の名称モータ制御装置およびモータ制御装置の検出位相ズレ判定方法
出願人株式会社明電舎
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02P 21/06 20160101AFI20240806BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】モータ制御装置において、モータの検出位相と実位相の乖離を検出することで意図しないトルク印加による危険事象を回避する。
【解決手段】パルス電圧発生器1が、電圧ベクトルV1～V12の中からモータの回転子位相γに最も近いものを電圧ベクトル指令V+*としてパルス電圧印加時間出力する。電流検出器4が、電圧ベクトル指令V+*に基づいて電力変換器2の第1～第6スイッチング素子をオンオフさせた際の電力変換器2の三相の出力電流Iu,Iv,Iwを検出する。検出位相ズレ判定器6が、前記出力電流に基づいて演算した前記パルス電圧印加時間経過後の電流に基づいて回転子の検出位相ズレが発生しているか否かを判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、
以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１～Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令としてパルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、
前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１～第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、
前記出力電流に基づいて演算した前記パルス電圧印加時間経過後の電流に基づいて回転子の検出位相ズレが発生しているか否かを判定する検出位相ズレ判定器と、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
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2024109503000010.tif
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続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記検出位相ズレ判定器は、
位相ズレが０の時の電流正常値に基づいて位相ズレ判定閾値を設定し、前記パルス電圧印加時間経過後の電流が前記位相ズレ判定閾値以下となったときに回転子の検出位相ズレが発生していると判定することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記検出位相ズレ判定器は、
前記パルス電圧印加時間経過後の電流が前記位相ズレ判定閾値よりも大きく、かつ、前記出力電流のｄ軸電流が０よりも小さいときも、回転子の検出位相ズレが発生していると判定することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記電流正常値は以下の（５）式に基づいて算出することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
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2024109503000011.tif
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ΔＩ１：パルス電圧印加時間に対する電流変動値（電流正常値）
ΔＩｄ：パルス電圧印加時間に対するｄ軸電流変動値
ΔＩｑ：パルス電圧印加時間に対するｑ軸電流変動値
Δｔ：パルス電圧印加時間
ＶＤＣ：電力変換器入力直流電圧
Ｌｄ：モータインダクタンスのｄ軸成分
Ｌｑ：モータインダクタンスのｑ軸成分
θ：回転子位相γと電圧ベクトル指令の位相との差
【請求項５】
直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、
を備えたモータ制御装置の検出位相ズレ判定方法であって、
パルス電圧発生器が、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１～Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令としてパルス電圧印加時間出力し、
電流検出器が、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１～第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出し、
検出位相ズレ判定器が、前記出力電流に基づいて演算した前記パルス電圧印加時間経過後の電流に基づいて回転子の検出位相ズレが発生しているか否かを判定することを特徴とするモータ制御装置の検出位相ズレ判定方法。
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2024109503000012.tif
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発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置の検出位相ズレ判定に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
インバータを用いるＰＭモータの制御では、ＰＭモータの回転子の検出位相に基づいてインバータを制御する方法が広く用いられている。回転子の位置センサの故障等により検出位相ズレ（実位相と検出位相の乖離）が発生すると、インバータは正しい位相にモータ電流を流すことができず、意図しないトルクの発生につながる恐れがある。
【０００３】
この問題を解決するために、回転子の位相検出器の異常判定を行う技術として特許文献１が開示されている。
【０００４】
一方、ＰＭモータを制御するインバータにおいて、モータ回転子の永久磁石の減磁を診断する技術として特許文献２が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平５－８３９７７号公報
特開２０２１－９３８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、有効電力検出のためのセンサを必要とするため、装置が高コストとなる、大型化するという問題がある。
【０００７】
以上示したようなことから、モータ制御装置において、装置の高コスト化と大型化を回避しつつ、モータの検出位相と実位相の乖離を検出することで意図しないトルク印加による危険事象を回避することが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４スイッチング素子と、前記直流電源の一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、前記第１，第２スイッチング素子の接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１～Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令としてパルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１～第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、前記出力電流に基づいて演算した前記パルス電圧印加時間経過後の電流に基づいて回転子の検出位相ズレが発生しているか否かを判定する検出位相ズレ判定器と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
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2024109503000002.tif
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166
【００１０】
また、その一態様として、前記検出位相ズレ判定器は、位相ズレが０の時の電流正常値に基づいて位相ズレ判定閾値を設定し、前記パルス電圧印加時間経過後の電流が前記位相ズレ判定閾値以下となったときに回転子の検出位相ズレが発生していると判定することを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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