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公開番号2024157737
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072275
出願日2023-04-26
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社日立産機システム
代理人弁理士法人開知
主分類H02P 21/12 20160101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電力と電流の両方を制限して、高安定な制御特性を実現する電力変換器を提供する。
【解決手段】電力変換装置100は、永久磁石モータ1と、永久磁石モータ1に電力を供給する電力変換器2と、速度情報ω_rcと、トルク指令値τ^*と、一次電流icと、に基づき、速度指令値ω_r ^*を補正する速度指令補正演算部11、11a、11b、11c、11dと、を備える。速度指令補正演算部11、11a、11b、11c、11dは、電力変換器2の直流電圧により変化する永久磁石モータ1のトルク値よりも大きな負荷トルクが印加された場合、永久磁石モータ1の電流値を所定の制限値i_max ^*以下に制限するように電力の制限値を演算し、電力が、電力の制限値まで増加しないように速度指令値ω_r ^*を補正する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
永久磁石モータと、
前記永久磁石モータに電力を供給する電力変換器と、
速度情報と、トルク指令値と、一次電流と、に基づき、速度指令値を補正する速度指令補正演算部と、
を備え、
前記速度指令補正演算部は、前記電力変換器の直流電圧により変化する前記永久磁石モータのトルク値よりも大きな負荷トルクが印加された場合、前記永久磁石モータの電流値を所定の制限値以下に制限するように前記電力の制限値を演算し、前記電力が、前記電力の制限値まで増加しないように前記速度指令値を補正することを特徴とする電力変換装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記速度指令補正演算部は、
前記トルク指令値と前記速度情報により演算した電力が、前記電力の制限値まで増加しないように前記速度指令値を補正することを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記速度指令補正演算部は、
前記電力変換器の直流電圧値および直流電流値により演算した電力が、前記電力の制限値まで増加しないように前記速度指令値を補正することを特徴とする電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記速度指令補正演算部は、
前記永久磁石モータのｄ－ｑ軸上の電圧値および電流値により演算した電力が、前記電力の制限値まで増加しないように前記速度指令値を補正することを特徴とする電力変換装置。
【請求項５】
請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記一次電流は、前記永久磁石モータに入力される電流の検出値から算出した電流であることを特徴とする電力変換装置。
【請求項６】
請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記電力の制限値は、補正された前記速度指令値で修正されることを特徴とする電力変換装置。
【請求項７】
請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記永久磁石モータの位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器により検出された前記永久磁石モータの位置に基づいて、前記永久磁石モータの速度を演算する周波数および位相の検出演算部と、を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項８】
請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記電力変換器の電圧指令値および電流検出値に基づいて、前記永久磁石モータの位置および速度を推定する周波数および位相の推定演算部を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項９】
請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記電力変換器への電圧指令値ｖ
ｄｃ
＊
および前記永久磁石モータに入力される電流検出値と、前記永久磁石モータの位相誤差および速度推定値を、フィードバックして解析し、前記電力の制限値に関するパラメータを自動修正するＩＯＴコントローラを備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項１０】
請求項２から４のうちのいずれか一項に記載の電力変換装置において、
前記電力の制限値に関するパラメータまたは前記永久磁石モータの電流に関するパラメータが設定された電力変換部を備え、デジタル・オペレータ、パーソナル・コンピュータ、タブレットまたはスマートフォンを介して、前記電力変換部に設定された前記パラメータを設定または変更されることを特徴とする電力変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
弱め界磁域の定出力領域において、安定運転を実現する制御技術が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１には、モータ出力電力演算手段と、出力電力が所定値以下となるように速度指令値を補正する技術であって、弱め界磁域の定出力領域において、永久磁石同期モータのトルク値よりも大きな負荷トルクが印加された場合に、過電流に至ることを回避しようとする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－１９１７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、速度指令値を修正することを目的としているため、弱め界磁域で演算するｄ軸（磁束軸）の電流指令値や速度制御で演算するｑ軸（トルク軸）の出力電流の制限法については触れていない。
【０００６】
特許文献１記載の技術では、電力が制限値より増加しないように速度制御入力を制限しているが、弱め界磁域の定出力領域において、大きな負荷トルクが印加された場合には、一次電流が過電流となる場合がある。一次電流が過電流を超過すると、運転が不可となってしまう場合がある。
【０００７】
本発明の目的は、電力と電流の両方を制限して、高安定な制御特性を実現する電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
【０００９】
電力変換装置において、永久磁石モータと、前記永久磁石モータに電力を供給する電力変換器と、速度情報と、トルク指令値と、一次電流と、に基づき、速度指令値を補正する速度指令補正演算部と、を備え、前記速度指令補正演算部は、前記電力変換器の直流電圧により変化する前記永久磁石モータのトルク値よりも大きな負荷トルクが印加された場合、前記永久磁石モータの電流値を所定の制限値以下に制限するように前記電力の制限値を演算し、前記電力が、前記電力の制限値まで増加しないように前記速度指令値を補正する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電力と電流の両方を制限して、高安定な制御特性を実現する電力変換装置を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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