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公開番号2025085206
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023198916
出願日2023-11-24
発明の名称モータ制御装置
出願人株式会社富士通ゼネラル
代理人個人,個人
主分類H02P 21/22 20160101AFI20250529BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】速度制御器を通常制御モードと弱め磁束制御モードとで共通化でき、安定性が向上し、設計が容易となるモータ制御装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置は、モータ駆動制御部と、変換部と、速度制御器と、第1の電圧指令値生成器と、トルク指令値生成器と、第2の電圧指令値生成器と、制御切替処理部とを備える。モータ駆動制御部は、通常制御モードと弱め磁束制御モードとにより制御する。変換部は、モータ電流をq軸電流とd軸電流とに変換する。速度制御器は、電流指令値を生成する。第1の電圧指令値生成器は、第1の電圧指令値を生成する。トルク指令値生成器は、モータのトルク指令値を生成する。第2の電圧指令値生成器は、第2の電圧指令値を生成する。制御切替処理部は、通常制御モードを選択した時に、第1の電圧指令値をモータ駆動制御部に出力し、弱め磁束制御モードを選択した時に、第2の電圧指令値をモータ駆動制御部に出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力される電圧指令値に応じてモータの駆動を、通常制御モードと前記モータへの印加電圧の飽和に対応する弱め磁束制御モードとのいずれか一方により制御するモータ駆動制御部と、
前記モータに流れるモータ電流をｑ軸電流とｄ軸電流とに変換する変換部と、
前記モータに対する指令角速度と前記モータの実角速度との速度差分に基づいて、電流指令値を生成する速度制御器と、
前記電流指令値と前記ｑ軸電流及び前記ｄ軸電流のそれぞれとの差分に基づいて、第１の電圧指令値を生成する第１の電圧指令値生成器と、
前記電流指令値から前記モータのトルク指令値を生成するトルク指令値生成器と、
前記トルク指令値と前記モータの実トルクとの差分に基づいて、第２の電圧指令値を生成する第２の電圧指令値生成器と、
前記電流指令値に基づいて、前記通常制御モードと前記弱め磁束制御モードとを切り替える制御切替処理部と、を備え、
前記制御切替処理部は、前記通常制御モードを選択したときに、前記第１の電圧指令値を前記モータ駆動制御部に出力し、前記弱め磁束制御モードを選択したときに、前記第２の電圧指令値を前記モータ駆動制御部に出力する、モータ制御装置。
続きを表示（約 470 文字）【請求項２】
前記制御切替処理部は、さらに前記第１の電圧指令値生成器から出力される前記第１の電圧指令値を入力し、前記第１の電圧指令値が所定値を超えた場合に、前記通常制御モードから前記弱め磁束制御モードに切り替える、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御切替処理部は、前記電流指令値からｑ軸用電圧指令値及びｄ軸用電圧指令値を求め、前記ｑ軸用電圧指令値と前記ｄ軸用電圧指令値とから構成される電圧ベクトルが所定値を超えた場合に、前記通常制御モードから前記弱め磁束制御モードに切り替える、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記制御切替処理部は、前記通常制御モードから前記弱め磁束制御モードへ切り替える前記所定値を第１の所定値とするとき、前記ｑ軸用電圧指令値と前記ｄ軸用電圧指令値とから構成される電圧ベクトルが前記第１の所定値まで戻りかつ前記第１の所定値より小さい第２の所定値まで下がった場合に、前記弱め磁束制御モードから前記通常制御モードへ切り替える、請求項２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、モータ制御装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
モータ制御装置においては、モータに流れるモータ電流をｄ軸電流とｑ軸電流とに分解してモータのベクトル制御を行うモータ制御装置がある。モータ制御装置は、通常運転時には最大トルク／電流制御（通常制御モード）を主として省エネ運転を行い、高出力時に電圧振幅が出力限界に到達した時点で弱め磁束制御（弱め磁束制御モード）に切り替えて、更に回転数を上昇させるという制御を行う。
【０００３】
特許文献１には、通常制御モードとモータへの印加電圧の飽和に対応する弱め磁束制御モードとの切替時に、ｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値との非干渉化を実現できるモータ制御装置が記載されている。
特許文献２には、通常制御モードと弱め磁束制御モードとの切り替えを行う同期電動機の制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６１１５２５０号
特許第５８７０５９１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１では、速度制御器を、通常制御モードではｑ軸側、弱め磁束制御モードではｄ軸側に切り替える。そのため、切替前後で速度制御器のゲインが変わり、通常制御モードと弱め磁束制御モードとで速度制御器を共通化できない。
【０００６】
また、特許文献２では、最大線間電圧と同期電動機の電気角速度とに基づいて、弱め界磁制御（弱め磁束制御モード）用のｄ軸電流演算値と最大トルク制御（通常制御モード）用のｄ軸電流設定値とのいずれか一方をｄ軸電流指令値として出力させるようにしている。しかしながら、特許文献２では、指令電流値を生成する速度制御器を切り替えなければならず、速度制御器を通常制御モードと弱め磁束制御モードとで共通化できない。
【０００７】
本発明は、従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、速度制御器を通常制御モードと弱め磁束制御モードとで共通化でき、これにより安定性が向上し、設計が容易となるモータ制御装置を提供することを目的としている。
【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、本発明の一態様によれば、入力される電圧指令値に応じてモータの駆動を、通常制御モードと前記モータへの印加電圧の飽和に対応する弱め磁束制御モードとのいずれか一方により制御するモータ駆動制御部と、モータに流れるモータ電流をｑ軸電流とｄ軸電流とに変換する変換部と、モータに対する指令角速度とモータの実角速度との速度差分に基づいて、電流指令値を生成する速度制御器と、電流指令値とｑ軸電流及びｄ軸電流のそれぞれとの差分に基づいて、第１の電圧指令値を生成する第１の電圧指令値生成器と、電流指令値からモータのトルク指令値を生成するトルク指令値生成器と、トルク指令値とモータの実トルクとの差分に基づいて、第２の電圧指令値を生成する第２の電圧指令値生成器と、電流指令値に基づいて、通常制御モードと弱め磁束制御モードとを切り替える制御切替処理部と、を備え、制御切替処理部は、通常制御モードを選択したときに、第１の電圧指令値をモータ駆動制御部に出力し、弱め磁束制御モードを選択したときに、第２の電圧指令値をモータ駆動制御部に出力する、モータ制御装置、が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、速度制御器を通常制御モードと弱め磁束制御モードとで共通化でき、これにより安定性が向上し、設計が容易となるモータ制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
最大トルク／電流制御曲線の一例を示す図である。
ｄｑ平面における電圧ベクトルを示す図である。
第１の実施形態に係る最大トルク／電流制御モード時のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
第１の実施形態に係る弱め磁束制御モード時のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。
電流の遷移を対象に切換え時点の動作を説明する図である。
電圧の遷移による説明図である。
速度制御器、ｄ軸電流制御器、ｑ軸電流制御器及び位相角制御器の内部モデルを示すブロック図である。
制御切替処理部の弱め磁束制御モードから最大トルク／電流制御モードへのモード移行における制御処理手順を示すフローチャートである。
図７に示す弱め磁束処理の詳細を示すフローチャートである。
図７に示す電圧振幅減少処理の詳細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】
（【００１１】以降は省略されています）

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