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公開番号2024176069
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094288
出願日2023-06-07
発明の名称電動機の制御装置
出願人三菱電機ビルソリューションズ株式会社,三菱電機株式会社
代理人弁理士法人高田・高橋国際特許事務所
主分類H02P 21/14 20160101AFI20241212BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電動機を回転させることなく、かつ、過電流を通電することなく電動機の制御パラメータを決定する。
【解決手段】制御装置2は、電動機1のパラメータを同定するパラメータ同定部5と、パラメータ同定部5が同定したパラメータに基づいて電動機1の制御パラメータを決定し、電動機の電流を制御する電流制御部6と、を備える。パラメータ同定部5は、規定の直流電圧が電動機1に印加されたときに抵抗値を同定する抵抗同定部5aと、規定の直流電圧が電動機1に印加されたときに電気時定数を同定する時定数同定部5bと、規定の直流電圧が電動機1に印加されたときに電動機の磁極位置を同定する磁極位置同定部5cと、規定の交流電圧が電動機1に印加されたときに上記の同定した磁極位置を用いてdq軸のインダクタンスを同定するインダクタンス同定部5dと、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電動機のパラメータを同定するための電圧を当該電動機に印加するための電圧指令を電力変換装置に対して出力するパラメータ同定部と、
前記電動機の制御パラメータを決定し、前記電動機の電流を制御する電流制御部と、
を備え、
前記パラメータ同定部は、
前記電力変換装置から規定の直流電圧が前記電動機に印加されたときに前記電動機の抵抗値を同定する抵抗同定部と、
前記電力変換装置から前記規定の直流電圧が前記電動機に印加されたときに前記電動機の電気時定数を同定する時定数同定部と、
前記電力変換装置から前記規定の直流電圧が前記電動機に印加されたときに前記電動機の磁極位置を同定する磁極位置同定部と、
前記電力変換装置から規定の交流電圧が前記電動機に印加されたときに前記磁極位置を用いて前記電動機のｄｑ軸のインダクタンスを同定するインダクタンス同定部と、
を有し、
前記電流制御部は、前記電動機の停止中に前記パラメータ同定部が同定したパラメータに基づいて、前記電動機の前記制御パラメータを決定することを特徴とする電動機の制御装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記パラメータ同定部は、前記電動機がブレーキによって制動された状態で前記電動機のパラメータの同定を実施する請求項１に記載の電動機の制御装置。
【請求項３】
前記抵抗同定部は、前記規定の直流電圧を前記電動機の電流が基準電流値に達するまで段階的に増加させ、前記直流電圧の変化量と前記電動機の電流の変化量とから前記抵抗値を同定する請求項１または請求項２に記載の電動機の制御装置。
【請求項４】
前記時定数同定部は、前期電動機の電流が基準電流値になるときの前記規定の直流電圧の電圧値を基準電圧値として記憶し、前記基準電圧値の電圧を前記規定の直流電圧としてステップ状に前記電動機に印加させ、前記電動機の電流が前記基準電流値の規定の割合に達する時間を計測することで前記電気時定数を同定する請求項１または請求項２に記載の電動機の制御装置。
【請求項５】
前記抵抗同定部および前記時定数同定部の少なくとも一方は、前記規定の直流電圧の符号に合わせて前記電力変換装置のデッドタイム補正を行う請求項１または請求項２に記載の電動機の制御装置。
【請求項６】
前記磁極位置同定部は、前記電気時定数から決定したパルス幅のパルス状電圧を前記電動機に印加するように電圧指令を出力し、前記電動機の電気角の異なる角度方向に間欠的に前記パルス状電圧を複数回印加したときの前記電動機の電流から前記磁極位置を同定する請求項１または請求項２に記載の電動機の制御装置。
【請求項７】
前記インダクタンス同定部は、前記磁極位置を用いて前記電動機のｄ軸またはｑ軸に高周波電圧を印加し、前記高周波電圧の振幅を前期電動機の電流が基準電流値に達するまで段階的に増加させ、前記高周波電圧と前期電動機の電流とからｄ軸またはｑ軸のインダクタンスを同定する請求項１または請求項２に記載の電動機の制御装置。
【請求項８】
前記磁極位置同定部は、前記インダクタンス同定部がインダクタンスの同定を完了した後に前記パルス幅を前記インダクタンス同定部が同定したインダクタンスを用いて再度決定して磁極位置の同定を再度行い、
前記インダクタンス同定部は、再度同定された前記磁極位置を用いてインダクタンス同定を再度行う請求項６に記載の電動機の制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電動機の制御装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、永久磁石型同期電動機の電気的定数を自動的に計測する機能を有する制御装置が開示されている。この制御装置は、巻線抵抗を求める直流試験手段と、永久磁石の方向のインダクタンスを求め、永久磁石に対して垂直の方向のインダクタンスを求める交流試験手段と、永久磁石の磁束を求める回転試験手段と、各手段によって求めた電気的定数をメモリに記憶する設定記憶手段と、を具備するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０００－３１２４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の制御装置においては、巻線抵抗を求める直流試験手段は電動機あるいは電動機に電圧を印加する電力変換装置に対して、過電流を通電する可能性がある。また、インダクタンス同定手段は、回転子が回転できる状態でないとインダクタンスを求めることができない。
【０００５】
本開示は、上記のような課題を解決するためのものである。本開示の目的は、電動機を回転させることなく、かつ、過電流を通電することなく電動機の制御パラメータを決定することができる電動機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る電動機の制御装置は、電動機のパラメータを同定するための電圧を当該電動機に印加するための電圧指令を電力変換装置に対して出力するパラメータ同定部と、前記電動機の制御パラメータを決定し、前記電動機の電流を制御する電流制御部と、を備える。前記パラメータ同定部は、前記電力変換装置から規定の直流電圧が前記電動機に印加されたときに前記電動機の抵抗値を同定する抵抗同定部と、前記電力変換装置から前記規定の直流電圧が前記電動機に印加されたときに前記電動機の電気時定数を同定する時定数同定部と、前記電力変換装置から前記規定の直流電圧が前記電動機に印加されたときに前記電動機の磁極位置を同定する磁極位置同定部と、前記電力変換装置から規定の交流電圧が前記電動機に印加されたときに前記磁極位置を用いて前記電動機のｄｑ軸のインダクタンスを同定するインダクタンス同定部と、を有する。前記電流制御部は、前記電動機の停止中に前記パラメータ同定部が同定したパラメータに基づいて、前記電動機の前記制御パラメータを決定する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る電動機の制御装置によれば、電動機を回転させることなく、かつ、過電流を通電することなく電動機の制御パラメータを決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施の形態１に係る電動機駆動システムの構成を示すブロック図である。
実施の形態１における抵抗同定部による抵抗値同定の処理例を示すフローチャートである。
実施の形態１における抵抗同定部による抵抗値同定の際の電圧および電流の時間履歴の一例を示す図である。
実施の形態１における抵抗同定部によるデッドタイム補正の処理例を示すフローチャートである。
実施の形態１における時定数同定部による時定数同定の処理例を示すフローチャートである。
実施の形態１における時定数同定部による時定数同定の際の電圧および電流の時間履歴の一例を示す図である。
実施の形態１における磁極位置同定部による磁極位置同定の処理例を示すフローチャートである。
実施の形態１における磁極位置同定部による磁極位置同定の際の電圧および電流の時間履歴の一例を示す図である。
実施の形態１におけるインダクタンス同定部によるインダクタンス同定の処理例を示すフローチャートである。
実施の形態１におけるインダクタンス同定部によるインダクタンス同定の際の電圧および電流の時間履歴の一例を示す図である。
実施の形態１の変形例における磁極位置同定部とインダクタンス同定部の処理例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。本開示において、重複する説明は、適宜に簡略化または省略する。以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。なお、本開示は、以下に示す実施の形態およびその変形例に限定されることはない。以下の実施の形態およびその変形例で説明する任意の構成要素は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、自由な組み合わせ、変形または省略が可能である。
【００１０】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る電動機駆動システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電動機駆動システムは、図１に示すように、電動機１、電動機１を制御するための制御装置２、電動機１を駆動させる電力変換装置３、電流センサ４およびブレーキ７から構成される。
（【００１１】以降は省略されています）

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