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公開番号2024167776
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-04
出願番号2023084092
出願日2023-05-22
発明の名称モータ制御装置
出願人日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類H02P 21/05 20060101AFI20241127BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】トルクリプルの抑制精度を向上することができるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置1は、モータ5をインバータ4により駆動する。モータ制御装置1は、プロセッサを備える。プロセッサ(高調波磁束指令値演算部8)は、電流指令値i*_dq(dq軸電流指令値2)とモータの電気角θ_eとに基づき、高調波磁束指令値φ*_dqhを演算する。プロセッサ(FF電圧演算部9)は、モータの電気角速度ω_eと高調波磁束指令値φ*_dqhに基づき、モータの抵抗Rによる電圧降下に対応する成分を含むフィードフォワード電圧指令値を示すFF電圧指令値v*_dqhを演算する。プロセッサ(電圧指令重畳部10)は、電圧指令値v*_dqにFF電圧指令値v*_dqhを重畳する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータをインバータにより駆動するモータ制御装置であって、
トルク指令値あるいは電流指令値と前記モータの電気角とに基づき、高調波磁束指令値を演算し、
前記モータの電気角速度と前記高調波磁束指令値に基づき、前記モータの抵抗による電圧降下に対応する成分を含むフィードフォワード電圧指令値を示すFF電圧指令値を演算し、
電圧指令値に前記FF電圧指令値を重畳するプロセッサを備えるモータ制御装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
前記電流指令値と計測電流値とから前記電圧指令値を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
前記電流指令値から変換された第１の磁束指令値と、計測電流値から変換された計測磁束値とに基づき、前記電圧指令値を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
前記第１の磁束指令値に前記高調波磁束指令値が重畳された第２の磁束指令値と、前記計測磁束値とから前記電圧指令値を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記モータの抵抗R、ｄ軸のインダクタンスLd、ｑ軸のインダクタンスLq、ｄ軸とｑ軸の間の干渉インダクタンスLdq、Lqd、ｄ軸の磁石磁束の高調波成分Kedh、ｑ軸の磁石磁束の高調波成分Keqh、ｄ軸の高調波磁束指令値φ*
dh
、ｑ軸の高調波磁束指令値φ*
qh
、電気角速度ω
ｅ
に対し、
前記プロセッサは、
次の式（１）から前記FF電圧指令値v*
dqh
を演算する
TIFF
2024167776000009.tif
28
170
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
式（１）の第１項が第２項と第３項の和の1/10より小さいという条件を満たす場合、式（１）の第１項を０とみなして、前記FF電圧指令値を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
前記モータの回転数、前記トルク指令値、前記電流指令値、前記電気角速度のうち少なくとも１つを用いて、前記条件を満たすか判定する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
磁束ベースのモータ逆モデルを用いて、前記FF電圧指令値を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
動的インダクタンスのテーブルを用いず、４つの静的インダクタンスのテーブルと２つの誘起電圧定数のテーブルを用いて、前記FF電圧指令値を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項５に記載のモータ制御装置であって、
前記プロセッサは、
式（１）の第１項によって前記モータの抵抗による電圧降下に対応する成分を演算する
ことを特徴とするモータ制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車などの積載スペースが限られるアプリケーションで利用するためモータの高出力密度化が進行している。これにより磁気飽和が発生する領域でモータを利用することが増えている。磁気飽和領域では、トルクリプルが増え振動や騒音を誘発するため、特にトルクリプル抑制制御が必要とされている。
【０００３】
トルクリプル抑制制御では、発生するトルクリプルと逆位相のトルクを発生させる電流高調波を流すことが行われる。一般的に電流高調波の実現手段は低回転と高回転領域で異なる。低回転領域では、電流指令値に高調波電流指令値を重畳することで、電流FB（フィードバック）により電流高調波を実現する。しかし、高調波の周波数が電流FBの帯域を超える高回転領域では正確な高調波電流が流せない。
【０００４】
そこで、高調波電流指令値からインバータの必要出力電圧を直接計算し、高調波電流をモータに流す。このとき、高調波電流指令値から必要な電圧指令を計算するにはモータの逆モデルが必要であり、高調波電流の実現精度は、モータの逆モデルの精度によって決まる。例えば、特許文献１で用いられる逆モデルはモータのインダクタンスと抵抗、誘起電圧の影響を考慮し、高調波電流指令値から電圧指令値を求めており、磁気飽和の影響がない条件では十分な精度が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第5574790号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
磁気飽和領域で欲しい電流高調波を高精度に実現するために必要なモータ逆モデルは、多くの記憶領域や計算回数を必要とする。
【０００７】
本発明の目的は、トルクリプルの抑制精度を向上することができるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、モータをインバータにより駆動するモータ制御装置であって、トルク指令値あるいは電流指令値と前記モータの電気角とに基づき、高調波磁束指令値を演算し、前記モータの電気角速度と前記高調波磁束指令値に基づき、前記モータの抵抗による電圧降下に対応する成分を含むフィードフォワード電圧指令値を示すFF電圧指令値を演算し、電圧指令値に前記FF電圧指令値を重畳するプロセッサを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トルクリプルの抑制精度を向上することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の実施例１に係るモータ制御装置の概略ブロック図である。
電流から磁束への変換を説明する図である。
本発明の実施例２に係るモータ制御装置の概略ブロック図である。
回転数に応じて支配的な項が変化することを示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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