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公開番号2024155218
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023069711
出願日2023-04-21
発明の名称モータ制御装置
出願人サンデン株式会社
代理人個人
主分類H02P 25/22 20060101AFI20241024BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】インバータ回路を用いて多重巻線構造のモータを制御する制御装置において、各巻線に流れる電流を検出するための電流センサの数を削減する。
【解決手段】モータ制御装置20は、相互に磁気的に結合したスター結線の第1巻線6及び第2巻線7を有するモータ1を制御する。三相交流出力を第1巻線6及び第2巻線7に印加するインバータ回路21、22と、インバータ回路21を流れる電流を検出する電流センサ48、49と、第1巻線6と第2巻線7が相互に干渉しあうことを利用し、電流センサ48、49の検出値に基づいて、第2巻線7に流れる電流の値を推定する相電流推定部43を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
相互に磁気的に結合したスター結線の第１巻線及び第２巻線を有するモータを制御する制御装置において、
三相交流出力を前記第１巻線及び第２巻線に印加するインバータ回路と、
該インバータ回路を流れる電流を検出する電流センサと、
前記第１巻線と前記第２巻線が相互に干渉しあうことを利用し、前記電流センサの検出値に基づいて、前記第１巻線に流れる電流と、前記第２巻線に流れる電流の値を求める相電流推定部を備えたことを特徴とするモータの制御装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１巻線に三相交流出力を印加する第１インバータ回路と、
前記第２巻線に三相交流出力を印加する第２インバータ回路を備え、
前記電流センサは、前記第１インバータ回路から前記第１巻線に流れる電流を検出すると共に、
前記相電流推定部は、前記電流センサの検出値から、前記第２巻線が前記第１巻線に干渉する成分を導出することで、前記第２巻線に流れる電流の値を推定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記相電流推定部は、前記電流センサの検出値から求まる値をシステムの制御入力と出力とし、前記第２巻線が前記第１巻線に干渉する成分を外乱とし、前記システムの逆モデルから当該システムの入力を推定して前記制御入力との差分をとることで前記外乱を求め、前記第２巻線に流れる電流の値を推定する電流推定オブザーバを用いることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記インバータ回路に対して前記第１巻線及び前記第２巻線が並列に接続され、且つ、前記第２巻線はスイッチング素子を介して前記インバータ回路に接続されており、
前記電流センサは、前記第１巻線と第２巻線に流れる電流の合算値を検出すると共に、
前記相電流推定部は、前記電流センサの検出値から、前記第２巻線が前記第１巻線に干渉する成分を導出することで、前記第２巻線に流れる電流の値を推定し、推定した値を前記合算値から差し引くことで、前記第１巻線に流れる電流の値を推定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記相電流推定部は、前記電流センサの検出値から求まる値をシステムの制御入力と出力とし、前記第２巻線が前記第１巻線に干渉する成分を外乱とし、前記システムの逆モデルから当該システムの入力を推定して前記制御入力との差分をとることで前記外乱を求め、前記第２巻線に流れる電流の値を推定し、推定した値を前記合算値から差し引くことで、前記第１巻線に流れる電流の値を推定する電流推定オブザーバを用いることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記相電流推定部が用いる前記電流推定オブザーバでは、前記制御入力及び前記出力としてｄｑ軸電流値又はそれから求まる値を採用し、前記システムとしては前記モータの伝達関数を採用することを特徴とする請求項３又は請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記第１巻線と前記第２巻線は、前記モータを構成するステータのティースに共通巻きされていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記電流センサは、前記インバータ回路の二相を流れる電流を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載のモータ制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ回路により三相交流出力を多重巻線構造のモータに印加して駆動するモータ制御装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
多重巻線構造のモータは、一つのステータに第１巻線と第２巻線を巻装したモータであり、大容量・大トルク化に加え、入力電圧の要求範囲の拡大も可能となることから、従来より広く用いられている（例えば、特許文献１～３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６０７６４５６号公報
特開２０２０－１９５２４０号公報
ＷＯ２０１６／１１７０６７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第１巻線と第２巻線に流れる電流（相電流）を検出するために、それぞれ電流センサを取り付けなければならず、一般的なモータと比較してセンサ数が増大し、コストが高騰すると共に、センサ故障等により信頼性が低下する問題があった。
【０００５】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、インバータ回路を用いて多重巻線構造のモータを制御する制御装置において、各巻線に流れる電流を検出するための電流センサの数を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータ制御装置は、相互に磁気的に結合したスター結線の第１巻線及び第２巻線を有するモータを制御するものであって、三相交流出力を第１巻線及び第２巻線に印加するインバータ回路と、このインバータ回路を流れる電流を検出する電流センサと、第１巻線と第２巻線が相互に干渉しあうことを利用し、電流センサの検出値に基づいて、第１巻線に流れる電流と、第２巻線に流れる電流の値を求める相電流推定部を備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明のモータ制御装置は、上記発明において第１巻線に三相交流出力を印加する第１インバータ回路と、第２巻線に三相交流出力を印加する第２インバータ回路を備え、電流センサは、第１インバータ回路から第１巻線に流れる電流を検出すると共に、相電流推定部は、電流センサの検出値から、第２巻線が第１巻線に干渉する成分を導出することで、第２巻線に流れる電流の値を推定することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明のモータ制御装置は、上記発明において相電流推定部は、電流センサの検出値から求まる値をシステムの制御入力と出力とし、第２巻線が第１巻線に干渉する成分を外乱とし、システムの逆モデルから当該システムの入力を推定して制御入力との差分をとることで外乱を求め、第２巻線に流れる電流の値を推定する電流推定オブザーバを用いることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明のモータ制御装置は、請求項１の発明においてインバータ回路に対して第１巻線及び第２巻線が並列に接続され、且つ、第２巻線はスイッチング素子を介してインバータ回路に接続されており、電流センサは、第１巻線と第２巻線に流れる電流の合算値を検出すると共に、相電流推定部は、電流センサの検出値から、第２巻線が第１巻線に干渉する成分を導出することで、第２巻線に流れる電流の値を推定し、推定した値を合算値から差し引くことで、第１巻線に流れる電流の値を推定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明のモータ制御装置は、上記発明において相電流推定部は、電流センサの検出値から求まる値をシステムの制御入力と出力とし、第２巻線が第１巻線に干渉する成分を外乱とし、システムの逆モデルから当該システムの入力を推定して制御入力との差分をとることで外乱を求め、第２巻線に流れる電流の値を推定し、推定した値を合算値から差し引くことで、第１巻線に流れる電流の値を推定する電流推定オブザーバを用い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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