(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得するステップと、
前記現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とに基づいて、第１制御値を計算するステップと、
力率の制御目標値を取得し、前記力率の制御目標値に基づいて、前記力率の制御目標値の平方である目標制御値を計算するステップと、
前記目標制御値と前記第１制御値との差をＰＩ制御して、座標偏差角度を取得し、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能であるステップと
を含み、
Ｉｄ’＝０という制御方式は、前記仮想座標系に用いられ、前記仮想座標系は、ｄｑ座標系を回転させることにより構築され、前記横軸電圧Ｕｑ’は、回転後の前記ｄｑ座標系における電圧Ｕｑであり、前記直軸電圧Ｕｄ’は、回転後の前記ｄｑ座標系における電圧Ｕｄであり、前記Ｉｄ’は、回転後の前記ｄｑ座標系におけるｄ軸電流であり、
前記第１制御値は下記の式により計算され、
【数１】
0006785756.tif 000011
ただし、Ａは前記第１制御値であり、Ｕｑ’は前記仮想座標系における横軸電圧であり、Ｕｄ’は前記仮想座標系における直軸電圧であること
を特徴とするモーター側力率の制御方法。
【請求項２】
前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせる前に、前記座標偏差角度を角度制限処理すること
を特徴とする請求項１に記載のモーター側力率の制御方法。
【請求項３】
前記モーター角度は、前記モーターの位置を推定することによって取得されること
を特徴とする請求項１に記載のモーター側力率の制御方法。
【請求項４】
偏差角度計算モジュールと制御モジュールとを含み、
前記制御モジュールは、Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得し、
前記偏差角度計算モジュールは、前記現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とに基づいて、第１制御値を計算し、力率の制御目標値を取得し、
前記力率の制御目標値に基づいて、前記力率の制御目標値の平方である目標制御値を計算し、前記目標制御値と前記第１制御値との差をＰＩ制御して、座標偏差角度を取得し、
前記制御モジュールは、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能であり、
Ｉｄ’＝０という制御方式は、前記仮想座標系に用いられ、前記仮想座標系は、ｄｑ座標系を回転させることにより構築され、前記横軸電圧Ｕｑ’は、回転後の前記ｄｑ座標系における電圧Ｕｑであり、前記直軸電圧Ｕｄ’は、回転後の前記ｄｑ座標系における電圧Ｕｄであり、前記Ｉｄ’は、回転後の前記ｄｑ座標系におけるｄ軸電流であり、
前記偏差角度計算モジュールは、前記第１制御値を下記の式により計算し、
【数２】
0006785756.tif 000012
ただし、Ａは前記第１制御値であり、Ｕｑ’は前記仮想座標系における横軸電圧であり、Ｕｄ’は前記仮想座標系における直軸電圧であること
を特徴とするモーター側力率の制御装置。
【請求項５】
前記制御モジュールは、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせる前に、角度制限器により前記座標偏差角度を角度制限処理すること
を特徴とする請求項４に記載のモーター側力率の制御装置。
【請求項６】
位置推定モジュールにより、前記モーターの位置を推定し、前記モーター角度を取得すること
を特徴とする請求項４に記載のモーター側力率の制御装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載のモーター側力率の制御装置を含むこと
を特徴とするモーター制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モーター制御技術分野に関し、特にモーター側力率の制御方法、モーター側力率の制御装置及びモーター制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数変換の制御技術の迅速な発展及び効率的な省エネー概念の推進に従い、永久磁石同期モーターの制御技術は、既に大きな進歩を遂げているが、永久磁石同期モーターの力率に対するする制御はまだ不十分である。
【０００３】
例えば、Ｉｄ＝０またはＭＴＰＡ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｏｒｑｕｅ Ｐｅｒ Ａｍｐｅｒｅ、最大トルク電流比）という制御方式でモーターを制御する場合、いずれも力率が制御されていない。モーターの負荷が比較的に大きいまたは弱め界磁が比較的に強い場合、力率が非常に悪くなってしまい、実際の要求を満たすことができない。一方、位置センサレスでモーター角度を推定する場合、位置の推定は、モーターの作動パラメーターが比較的に正確である場合に完成されるものであるため、モーターの作動パラメーターが正確でない場合、Ｉｄ＝０という制御は、励磁電流の増加または弱め界磁制御になってしまい、実際の制御効果に達することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、関連技術における少くとも一つの技術的課題をある程度で解決することである。そのために、本発明の一つの目的は、モーター側力率を正確に制御するモーター側力率の制御方法を提供することである。
【０００５】
本発明のもう一つの目的は、モーター側力率の制御装置を提供することである。本発明の更にもう一つの目的は、モーター制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するために、本発明の一方面の実施例では、モーター側力率を制御する方法を提供し、当該方法は、Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得するステップと、前記現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とに基づいて、第１制御値を計算するステップと、力率の制御目標値を取得し、前記力率の制御目標値に基づいて、目標制御値を計算するステップと、前記目標制御値と前記第１制御値との差をＰＩ制御して、座標偏差角度を取得し、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期の仮想座標系を構築して、前記モーター側力率が制御可能であるステップとを含む。
【０００７】
本発明の実施例によるモーター側力率の制御方法は、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得し、横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’と力率の制御目標値とに基づいて、座標偏差角度を制御し、また、座標偏差角度を現在の制御周期のモーターの角度に重ね合わせて次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。すなわち、ｄｑ座標系を回転させることで仮想座標系を構築し、また、仮想座標系において、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角が、仮想座標系におけるＵｑ’と、Ｕｑ’とＵｄ’とのベクトル和と、の間の夾角になり、モーターの作動パラメーターを正確に取得する必要がない場合にも、モーター側力率を正確に制御することを実現することができ、インバーターの使用効率、駆動効率及びモーターの作業効率が向上される。
【０００８】
本発明の一つの実施例により、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせる前に、前記座標偏差角度を角度制限処理する。
【０００９】
本発明の一つの実施例により、前記第１制御値は下記の式により計算され、
【数１】
0006785756.tif 000002
ただし、Ａは前記第１制御値であり、Ｕｑ’は前記仮想座標系における横軸電圧であり、Ｕｄ’は前記仮想座標系における直軸電圧である。
【００１０】
本発明の一つの実施例により、前記モーター角度は、前記モーターの位置を推定することによって取得される。
【００１１】
上記目的を実現するために、本発明のもう一方面の実施例では、モーター側力率の制御装置を提供し、当該装置は、オフセット角度計算モジュールと制御モジュールとを含み、
前記制御モジュールは、Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’を取得し、前記オフセット角度計算モジュールは、前記現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とに基づいて、第１制御値を計算し、力率の制御目標値を取得し、前記力率の制御目標値に基づいて、目標制御値を計算し、前記目標制御値と前記第１制御値との差をＰＩ制御して、座標偏差角度を取得し、前記制御モジュールは、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。
【００１２】
本発明の実施例によるモーター側力率の制御装置は、制御モジュールがＩｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得し、横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’と力率の制御目標値とに基づいて、座標偏差角度を制御し、また、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。すなわち、ｄｑ座標系を回転させることで仮想座標系を構築し、また、仮想座標系において、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角が、仮想座標系におけるＵｑ’と、Ｕｑ’とＵｄ’とのベクトル和と、の間の夾角になり、モーターの作動パラメーターを正確に取得する必要がない場合にも、モーター側力率を正確に制御することを実現することができ、インバーターの使用効率、駆動効率及びモーターの作業効率が向上される。
【００１３】
本発明の一つの実施例により、前記制御モジュールは、前記座標偏差角度を前記現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせる前に、角度制限器により前記座標偏差角度を角度制限処理する。
【００１４】
本発明の一つの実施例により、前記偏差角度計算モジュールは、前記第１制御値を下記の式により計算し、
【数２】
0006785756.tif 000003
ただし、Ａは前記第１制御値であり、Ｕｑ’は前記仮想座標系における横軸電圧であり、Ｕｄ’は前記仮想座標系における直軸電圧である。
【００１５】
本発明の一つの実施例により、位置推定モジュールにより、前記モーターの位置を推定し、前記モーター角度を取得する。
【００１６】
一方、本発明の実施例では、上記モーター側力率の制御装置を含むモーター制御システムを更に提出する。
【００１７】
本発明の実施例によるモーター制御システムは、上記モーター側力率の制御装置を介して、モーターの作動パラメーターを正確に取得する必要がない場合にも、モーター側力率を正確に制御することを実現することができ、モーター制御システムにおけるインバーターの使用効率、駆動効率及びモーターの作業効率が向上される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例によるモーター側力率の制御方法のフローチャートである。
【図２】通常のＩｄ=０という制御方式におけるモーターの電圧電流のベクトル図である。
【図３】本発明の一つの実施例によるＩｄ’＝０という制御方式におけるモーターの電圧電流のベクトル図である。
【図４】本発明の一つの実施例によるモーターの制御システム図である。
【図５】本発明の一つの実施例による座標偏差角度の取得過程図である。
【図６】本発明の実施例によるモーター側力率の制御装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。前記実施例の例が図面に示されているように、同一または類似する符号は、常に、相同又は類似の部品、或いは、相同又は類似の機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施例は例示的なものであり、本発明を解釈するためだけに用いられ、本発明を限定するものと理解されてはならない。
【００２０】
以下に、図面を参照して本発明の実施例により提供されたモーター側力率の制御方法、モーター側力率の制御装置及びモーター制御システムを説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施例によるモーター側力率の制御方法のフローチャートである。図１に示すように、当該モーター側力率の制御方法は、以下のようなステップを含む。
【００２２】
Ｓ１ステップ：Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得する。その中、モーターは永久磁石同期モーター（ＰＭＳＭ，Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｍｏｔｏｒ ）であってもよい。
【００２３】
Ｓ２ステップ：現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とに基づいて、第１制御値を計算する。
【００２４】
具体的に、モーター側力率は、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角の余弦値を指す。ｄ軸電流がゼロである方式、すなわち、Ｉｄ＝０という制御方式でモーターを制御する場合、図２に示すように、モーター側力率cosθ1＝Uq/Usである。その中、θ1はモーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角であり、Ｕｑはｑ軸電圧であり、Ｕｓはモーターの電圧最大値である。この場合、モーター側力率cosθ1は制御不可能であるため、モーター側力率が任意の値になるように制御する場合、ｄ軸電流Ｉｄ≠０になるように制御する必要がある。ｄ軸電流Ｉｄ＞０になるように制御し、またはｄ軸電流Ｉｄ＜０になるように制御する場合、依然として上記Ｉｄ＝０場合のモーター側力率の計算方法を採用すると、モーター側力率を任意的に制御するのを実現することができない。従って、本発明の実施例において、設定されたｄ’ｑ’仮想座標系により、モーター側力率の任意的な制御を実現する。
【００２５】
具体的に、図３に示すように、Ｉｄ＜０と仮定すると、電流ベクトルとｑ軸との間の夾角はβであり、この場合、電流ベクトルを基準とし、一つの座標系、すなわち、ｄ’ｑ’仮想座標系を再構築することができ、その中、直軸（ｄ’軸）とｄ軸とにはβとの角度差がある。モーターの制御過程において、ｄ’ｑ’仮想座標系において、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御する場合、モーター側力率cosθ2＝Uq`/Usである。その中、θ2は仮想座標系におけるモーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角であり、Ｕｑ’は仮想座標系における横軸（ｑ’軸）電圧である。すなわち、モーター側力率が任意の値になるように制御する場合、ｄ’ｑ’仮想座標系において、Ｉｄ’＝０という制御方式を採用することにより、モーターを制御する。また、モーター制御過程において、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得することにより、現在の制御周期のモーター側力率を計算するとともに、第１制御値を計算する。本発明の一つの実施例により、第１制御値は下記の式（１）により計算される。
【数３】
0006785756.tif 000004
ただし、Ａは第１制御値であり、Ｕｑ’は仮想座標系における横軸電圧であり、Ｕｄ’は仮想座標系における直軸電圧である。
【００２６】
なお、第１制御値Ａの平方根の絶対値が、Ｉｄ’=０という制御方式における現在の制御周期のモーター側力率である。
【００２７】
Ｓ３ステップ：力率の制御目標値を取得し、力率の制御目標値に基づいて、目標制御値を計算する。
【００２８】
Ｓ４ステップ：目標制御値と第１制御値との差をＰＩ制御して、座標偏差角度を取得し、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。
【００２９】
力率の制御目標値がcos(θ)_setであると仮定すると、目標制御値は(cos(θ)_set)2になる。モーター側力率がcos(θ)_setになるように制御する必要がある場合、目標制御値と第１制御値との差
【数４】
0006785756.tif 000005
をＰＩ制御して、座標偏差角度βを取得する。
例えば、
【数５】
0006785756.tif 000006
となるようにＰＩ制御することにより、座標偏差角度βを計算し、また、座標偏差角度βを現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期のｄ’ｑ’仮想座標系を構築し、不断な循環制御によりモーター側力率の制御を実現する。
【００３０】
すなわち、本発明の実施例において、ｄｑ座標系を回転させることでｄ’ｑ’仮想座標系を生成し、また、ｄ’ｑ’仮想座標系において、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角がＵｑ’とＵｓとの間の夾角になり、モーター側力率の制御を実現する。
【００３１】
本発明の一つの実施例により、モーター角度は、モーターの位置を推定することによって取得される。例えば、位置センサレスでモーターの位置を推定することで、現在の制御周期のモーター角度を取得することができ、当該モーター角度はｄｑ座標系に対するものである。
【００３２】
本発明の一つの実施例により、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせる前に、座標偏差角度を角度制限処理して、モーター側力率の制御異常によるモーター制御の同期喪失を防止する。
【００３３】
更に、図４に示すように、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御する過程において、変流器で現在の制御周期におけるモーターの電流を取得し、その後モーターの電流をクラーク（Ｃｌａｒｋｅ）変換及びパーク（Ｐａｒｋ）変換して、現在の制御周期の仮想座標系における直軸電流Ｉｄ’と横軸電流Ｉｑ’とを取得し、その後取得された仮想座標系における直軸電流Ｉｄ’と横軸電流Ｉｑ’とをそれぞれＰＩ制御することで、現在の制御周期の直軸電圧Ｕｄ’と横軸電圧Ｕｑ’とを取得する。
【００３４】
偏差角度計算モジュールは、設定された力率の制御目標値及び取得された現在の制御周期の直軸電圧Ｕｄ’と横軸電圧Ｕｑ’とに基づいて、座標偏差角度を取得する。具体的な取得過程は、図５に示すように、目標制御値と第１制御値との差
【数６】
0006785756.tif 000007
をＰＩ制御することにより、第１座標偏差角度を出力し、その後、ＰＩ制御・出力された第１座標偏差角度を角度制限器により制限処理し、座標偏差角度βを出力する。その中、角度制限器の上限は３０度であってもよく、下限値は―３０度であってもよい。
【００３５】
同時に、位置推定モジュールは、現在の制御周期のモーター角度θ_fdkを取得し、座標偏差角度βを現在の制御周期のモーター角度θ_fdkに重ね合わせて次の制御周期のＰａｒｋ逆変換及びＰａｒｋ変換に参加させ、不断な循環制御によりモーター側力率の制御を実現する。
【００３６】
以上、本発明の実施例によるモーター側力率の制御方法は、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得し、横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’と力率の制御目標値とに基づいて、座標偏差角度を制御し、また、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。すなわち、ｄｑ座標系を回転させることで仮想座標系を構築し、また、仮想座標系において、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角が、Ｕｑ’と、Ｕｑ’とＵｄ’とのベクトル和と、の間の夾角になり、モーターの作動パラメーターを正確に取得する必要がない場合にも、モーター側力率を正確に制御することを実現することができ、インバーターの使用効率、駆動効率及びモーターの作業効率が向上される。
【００３７】
図６は本発明の実施例によるモーター側力率の制御装置のブロック図である。図６に示すように、当該モーター側力率の制御装置は、偏差角度計算モジュール１０と制御モジュール２０とを含む。
【００３８】
制御モジュール２０は、Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御することで、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得する。偏差角度計算モジュール１０は、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’に基づいて、第１制御値を計算し、力率の制御目標値を取得し、力率の制御目標値に基づいて、目標制御値を計算し、目標制御値と第１制御値との差をＰＩ制御して、座標偏差角度を取得する。制御モジュール２０は、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。
【００３９】
具体的に、モーター側力率は、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角の余弦値を指す。ｄ軸電流がゼロである、すなわち、Ｉｄ＝０という制御方式でモーターを制御する場合、図２に示すように、モーター側力率cosθ1 =Uq/Usである。その中、θ1はモーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角であり、Ｕｑはｑ軸電圧であり、Ｕｓはモーターの電圧最大値である。この場合、モーター側力率cosθ1は制御不可能であるため、モーター側力率が任意の値になるように制御する場合、ｄ軸電流Ｉｄ≠０になるように制御する必要がある。ｄ軸電流Ｉｄ＞０になるように制御し、またはｄ軸電流Ｉｄ＜０になるように制御する場合、依然として上記Ｉｄ＝０場合のモーター側力率の計算方法を採用すると、モーター側力率を任意的に制御するのを実現することができない。従って、本発明の実施例において、設定られたｄ’ｑ’仮想座標系により、モーター側力率の任意的な制御を実現する。
【００４０】
具体的に、図３に示すように、Ｉｄ＜０と仮定すると、電流ベクトルとｑ軸との間の夾角はβであり、この場合、電流ベクトルを基準とし、一つの座標系、すなわち、ｄ’ｑ’仮想座標系を再構築することができ、その中、直軸（ｄ’軸）とｄ軸とにはβとの角度差がある。モーターの制御過程において、ｄ’ｑ’仮想座標系において、制御モジュール２０がＩｄ’=０という制御方式でモーターを制御する場合、モーター側力率cosθ2 =Uq`/Usである。その中、θ2は仮想座標系におけるモーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角であり、Ｕｑ’は仮想座標系における横軸（ｑ’軸）電圧である。すなわち、制御モジュール２０は、モーター側力率が任意の値になるように制御する場合、ｄ’ｑ’仮想座標系において、Ｉｄ’＝０という制御方式でモーターを制御する。また、モーターの制御過程において、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得し、現在の制御周期のモーター側力率を計算するとともに、第１制御値を計算する。
【００４１】
本発明の一つの実施例により、偏差角度計算モジュール１０は、上記の式（１）により、第１制御値を計算する。なお、第１制御値Ａの平方根の絶対値が、Ｉｄ’=０という制御方式における現在の制御周期のモーター側力率である。
【００４２】
力率の制御目標値がcos(θ)_setであると仮定すると、目標制御値は(cos(θ)_set)2になる。モーター側力率がcos(θ)_setになるように制御する必要がある場合、目標制御値と第１制御値との差
【数７】
0006785756.tif 000008
をＰＩ制御して、座標偏差角度βを取得する。
例えば、
【数８】
0006785756.tif 000009
となるようにＰＩ制御することにより、座標偏差角度βを計算し、また、座標偏差角度βを現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて、次の制御周期のｄ’ｑ’仮想座標系を構築し、不断な循環制御によりモーター側力率の制御を実現する。
【００４３】
すなわち、本発明の実施例において、ｄｑ座標系を回転させることでｄ’ｑ’仮想座標系を生成し、また、ｄ’ｑ’仮想座標系において、Ｉｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角がＵｑ’とＵｓとの間の夾角になり、モーター側力率の制御を実現する。
【００４４】
本発明の一つの実施例により、制御モジュール２０は、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせる前に、角度制限器をにより座標偏差角度を角度制限処理して、モーター側力率の制御異常によるモーター制御の同期喪失を防止する。
【００４５】
本発明の一つの実施例により、位置推定モジュール３０により、モーターの位置を推定してモーター角度を取得する。例えば、位置センサレスでモーターの位置を推定することで、現在の制御周期のモーター角度を取得することができ、当該モーター角度はｄｑ座標系に対するものである。
【００４６】
更に、図４に示すように、制御モジュール２０はＩｄ’=０という制御方式でモーターを制御する過程において、変流器で現在の制御周期におけるモーターの電流を取得し、その後、モーターの電流をクラーク（Ｃｌａｒｋ）変換及びパーク（Ｐａｒｋ）変換して、現在の制御周期の仮想座標系における直軸電流Ｉｄ’と横軸電流Ｉｑ’とを取得し、その後、取得された仮想座標系における直軸電流Ｉｄ’と横軸電流Ｉｑ’とをそれぞれＰＩ制御し、現在の制御周期の直軸電圧Ｕｄ’と横軸電圧Ｕｑ’とを取得する。
【００４７】
偏差角度計算モジュール１０は、設定された力率の制御目標値及び取得された現在の制御周期の直軸電圧Ｕｄ’と横軸電圧Ｕｑ’とに基づいて、座標偏差角度を取得する。具体的な取得過程は図５に示すように、目標制御値と第１制御値との差
【数９】
0006785756.tif 000010
をＰＩ制御することにより、第１座標偏差角度を出力し、その後、ＰＩ制御・出力された第１座標偏差角度を角度制限器により制限処理し、座標偏差角度βを出力する。その中、角度制限器の上限は３０度であってもよく、下限値は―３０度であってもよい。
【００４８】
同時に、位置推定モジュール３０は、現在の制御周期のモーター角度θ_fdkを取得し、座標偏差角度βを現在の制御周期のモーター角度θ_fdkに重ね合わせて次の制御周期のｐａｒｋ逆変換及びＰａｒｋ変換に参加させ、不断な循環制御によりモーター側力率の制御を実現する。
【００４９】
本発明の実施例によるモーター側力率の制御装置は、制御モジュールがＩｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、現在の制御周期の仮想座標系における横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’とを取得し、横軸電圧Ｕｑ’と直軸電圧Ｕｄ’と力率の制御目標値とに基づいて、座標偏差角度を制御し、また、座標偏差角度を現在の制御周期のモーター角度に重ね合わせて次の制御周期の仮想座標系を構築して、モーター側力率が制御可能である。すなわち、ｄｑ座標系を回転させることで仮想座標系を構築し、また、仮想座標系においてＩｄ’=０という制御方式でモーターを制御し、モーターの電圧ベクトルと電流ベクトルとの間の夾角が、Ｕｑ’と、Ｕｑ’とＵｄ’とのベクトル和と、の間の夾角になり、モーターの作動パラメーターを正確に取得する必要がない場合にも、モーター側力率を正確に制御することを実現することができ、インバーターの使用効率、駆動効率及びモーターの作業効率が向上される。
【００５０】
一方、本発明の実施例では上記モーター側力率の制御装置を含むモーター制御システムを更に提出する。
【００５１】
本発明の実施例におけるモーター制御システムは、上記モーター側力率の制御装置を通して、モーターの作動パラメーターを正確に取得する必要がない場合にも、モーター側力率を正確に制御することを実現することができ、モーター制御システムにおけるインバーターの使用効率、駆動効率及びモーターの作業効率が向上される。
【００５２】
本発明の説明において、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚み」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「逆時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本発明を便利にまたは簡単に説明するために使用されるものであり、指定された装置又は部品が特定の方位にあり、特定の方位において構造され操作されると指示又は暗示するものではないので、本発明に対する限定と理解してはいけない。
【００５３】
なお、「第一」、「第二」の用語は目的を説明するためだけに用いられるものであり、比較的な重要性を指示又は暗示するか、或いは示された技術的特徴の数を黙示的に指示すると理解してはいけない。そこで、「第一」、「第二」が限定されている特徴は少なくとも一つの前記特徴を含むことを明示又は暗示するものである。本発明の説明において、明確且つ具体的な限定がない限り、「複数」とは、少くとも二つ、例えば二つ、三つなどを意味する。
【００５４】
本発明の説明において、明確な規定と限定がない限り、「取り付け」、「互いに接続」、「接続」、「固定」などの用語の意味は広く理解されるべきである。例えば、固定接続や、着脱可能な接続や、あるいは一体的な接続でも可能である。机械的な接続や、電気的な接続でも可能である。直接的に接続することや、中間媒体を介して間接的に接続することや、二つの部品の内部が連通することや、あるいは二つの部品の間に相互の作用関係があることも可能である。当業者にとって、具体的な場合によって上記用語の本発明においての具体的な意味を理解することができる。
【００５５】
本発明において、明確な規定と限定がない限り、第一特徴が第二特徴の「上」又は「下」にあることは、第一特徴と第二特徴とが直接的に接触することを含んでも良いし、第一特徴と第二特徴とが中間媒体を介して間接的に接触することを含んでもよい。また、第一特徴が第二特徴の「上」、「上方」又は「上面」にあることは、第一特徴が第二特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、或いは、単に第一特徴の水平高さが第二特徴より高いことだけを表す。第一特徴が第二特徴の「下」、「下方」又は「下面」にあることは、第一特徴が第二特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、或いは、単に第一特徴の水平高さが第二特徴より低いことだけを表す。
【００５６】
本発明の説明において、「一つの実施例」、「一部の実施例」、「例」、「具体例」、或いは「一部の例」などの用語を参考した説明とは、該実施例或いは例に合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴が、本発明の少なくとも一つの実施例或いは例に含まれることである。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施例或いは例を示すことではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料或いは特徴は、いずれか一つ或いは複数の実施例又は例において適切に結合することができる。なお、お互いに矛盾しない場合、当業者は本明細書で説明された異なる実施例或いは例、及び異なる実施例或いは例の特徴を結合且つ組み合わせすることができる。
【００５７】
以上、本発明の実施例を示して説明したが、理解できるのは、上記実施例が例示的なものであり、本発明を限定するものであると理解してはいけない。当業者は、本発明の範囲内で、上記実施例に対して各種の変化、修正、切り替え及び変形を行うことができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  偏差角度計算モジュール
２０  制御モジュール
３０  位置推定モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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