(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相モーターに入力するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の制御電流のうち、Ｕ相およびＶ相の電流値を検出して、その検出値をｄ−ｑ座標の信号に変換する三相／ｄ−ｑ座標変換回路と、この三相／ｄ−ｑ座標変換回路からの出力されたｄ軸信号値に基づいてｄ軸指令値Ｖｄａを出力するとともに、ｑ軸信号値に基づいてｑ軸指令値Ｖｑａを出力するＰＩ制御回路と、上記ｄ軸指令値Ｖｄａおよびｑ軸指令値Ｖｑａを上記三相の入力電流値に対応する各ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して出力するｄ−ｑ／三相座標変換回路とを備え、このｄ−ｑ／三相座標変換回路は、上記ｄ軸指令値Ｖｄａおよびｑ軸指令値Ｖｑａに基づいて、下記の式（１）より第１組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１）を算出する処理と、これら三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１）に基づいて、下記の式（２）より第２組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２）を算出する処理と、上記第１組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１）および第２組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２）に基づいて下記の式（３）によってモーター制御ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出する処理とを実行する三相モーターの制御方法。
【数１】
0003803584.tif 000005
【数２】
0003803584.tif 000006
【数３】
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、三相モーターの各相の電流を調整する三相モーターの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三相モーターを制御する方法として、図４に示すものがある。
すなわち、三相モーター１には、ｄ軸指令およびｑ軸指令からなるｄ−ｑ座標の指令値を三相電流に変換した制御電流を入力する。
具体的には、上記三相モーター１に入力されるＵ相電流値を検出する電流計２と、Ｖ相電流値を検出する電流計３とを設け、これら電流計２，３の検出値を三相／ｄ−ｑ座標変換回路４で二軸の信号に変換する。この二軸信号をそれぞれ、ｄ軸指令、ｑ軸指令の入力回路に入力し、ＰＩ制御回路５、５でＰＩ制御してｄ軸指令Ｖｄａと、ｑ軸指令Ｖｑａとして出力する。上記ＰＩ制御とは、比例動作と積分動作とを行うことである。
【０００３】
さらに、上記ｄ軸指令Ｖｄａと、ｑ軸指令Ｖｑａを、ｄ−ｑ／三相座標変換回路６で三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して出力する。また、上記ｄ−ｑ／三相座標変換回路６から出力されるＰＷＭ指令値を、インバータ回路７によって調整し、上記モーター１の出力を調整している。
上記ｄ−ｑ／三相座標変換回路６では、入力されたｄ軸指令Ｖｄａと、ｑ軸指令Ｖｑａから、図５に示す式（４）によってＵ相ＰＷＭ指令値ＶｕとＶ相ＰＷＭ指令値Ｖｖとを算出し、さらに図６の式（５）によって、Ｗ相のＰＷＭ指令値Ｖｗを算出している。
なお、式中のｘとは、予め決定したステータに対するロータの基準角度からの変位量、すなわち変位角度であり、一般的に三相モーターでは、レゾルバに代表される角度センサで検出している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように三相モーター１に入力する三相の電流値は、ある時点でのＵ相電流値とＶ相電流値を基にして決めている。そして、上記三相のうち、Ｕ相とＶ相のＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖを算出し、Ｗ相のＰＷＭ指令値Ｖｗは、先に算出したＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖを利用して算出している。
上記式（４）に代入するｄ軸、ｑ軸指令値ＶｄａおよびＶｑａは、電流計２および３の測定値を基にした値である。上記電流計２、３の検出結果に誤差がある場合はもちろん、式（４）の計算結果である上記Ｖｕ、Ｖｖに検出誤差が含まれる。
【０００５】
また、電流計の検出誤差がなくても、上記三相／ｄ−ｑ座標変換回路４での変換時の演算や、ＰＩ制御回路５での演算、ｄ−ｑ／三相座標変換回路６での演算において、その結果を固定小数点で求めるため、それぞれの演算結果に誤差が含まれる。
その結果、誤差を含んだＶｕとＶｖが求められ、これを、図６の式（５）に代入した場合、求まるＶｗの誤差が大きくなってしまうことがある。すなわち、上記Ｖｕの誤差をΔｕとし、Ｖｖの誤差をΔｖとした場合、上記Ｖｗの誤差Δｗ＝−（Δｕ＋Δｖ）となる。従って、上記ＶｕとＶｖの誤差が同程度でも、Ｖｗの誤差だけが２倍近くになってしまうことがある。
【０００６】
つまり、Ｗ相電流値だけが、特に大きな誤差を含んだ値として出力される可能性があり、三相のバランスが崩れてしまうという問題があった。Ｗ相電流値だけを計算で求めるため、その誤差が、Ｕ相、Ｖ相の電流値と比べて大きくなってしまうことがある。この問題を回避するために、モーター１に実際に入力される三相全ての制御電流値を検出する３個の電流計を設けるのでは、コストが掛かり過ぎてしまう。
この発明の目的は、三相のうちの二相、Ｕ相とＶ相の電流値だけを実測し、それに基づいて算出したＷ相のＰＷＭ指令値Ｖｗの誤差を、他の二相、Ｕ相とＶ相と同レベルにして、三相のバランスを保つことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、三相モーターに入力するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の制御電流のうち、Ｕ相およびＶ相の電流値を検出して、その検出値をｄ−ｑ座標の信号に変換する三相／ｄ−ｑ座標変換回路と、この三相／ｄ−ｑ座標変換回路からの出力されたｄ軸信号値に基づいてｄ軸指令値Ｖｄａを出力するとともに、ｑ軸信号値に基づいてｑ軸指令値Ｖｑａを出力するＰＩ制御回路と、上記ｄ軸指令値Ｖｄａおよびｑ軸指令値Ｖｑａを上記三相の入力電流値に対応する各ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換して出力するｄ−ｑ／三相座標変換回路とを備え、このｄ−ｑ／三相座標変換回路は、上記ｄ軸指令値Ｖｄａおよびｑ軸指令値Ｖｑａに基づいて、下記の式（１）より第１組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１）を算出する処理と、これら三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１）に基づいて、下記の式（２）より第２組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２）を算出する処理と、上記第１組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１）および第２組の三相ＰＷＭ指令値（Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２）に基づいて下記の式（３）によってモーター制御ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出する処理とを実行する点に特徴を有する。
【０００８】
【数４】
0003803584.tif 000002
【数５】
0003803584.tif 000003
【数６】
0003803584.tif 000004
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明の実施例を以下に説明する。
この実施例の、三相モーターの制御方法の全体構成は、図４に示す従来例と同様である。そこで、この実施例の説明には、図１〜図４を用いる。
ただし、この発明のシステムでは、ｄ−ｑ／三相座標変換回路６が行う演算が、従来のシステムとは異なる。
この実施例は、上記ｄ−ｑ／三相座標変換回路６の処理以外、他の回路での処理等は、先に説明した従来例と同じなので、ここでは、上記ｄ−ｑ／三相座標変換回路６での処理についてのみ説明し、他の説明は省略する。
【００１０】
上記ｄ−ｑ／三相座標変換回路６では、入力されたｄ軸指令値Ｖｄａとｑ軸指令値Ｖｑａから、三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを出力するために、以下のような演算を行っている。なお、上記三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、電圧値である。
まず、ｄ軸指令値Ｖｄａとｑ軸指令値Ｖｑａとを図１に示す式（１）に代入して、第一組の三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を算出する。次に、上記式（１）により求めたＰＷＭ指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を、図２に示す式（２）に代入して、第二組のＰＷＭ指令値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を算出する。
さらに、図３に示す式（３）によって、上記二組のＰＷＭ指令値の、各相の平均値を求め、それを求める三相のＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとする。
【００１１】
上記のような演算を行った結果、上記三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、次のようになる。図１の式（１）により求めた第１組の三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１のそれぞれの誤差を、Δｕ１、Δｖ１、Δｗ１とし、図２の式（２）により求めた第２組の三相ＰＷＭ指令値Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２の誤差を、Δｕ２、Δｖ２、Δｗ２とする。
このとき、図３の式（３）より求めた、Ｖｕの誤差Δｕ＝（Δｕ１＋Δｕ２）／２、Ｖｖの誤差Δｖ＝（Δｖ１＋Δｖ２）／２、Ｖｗの誤差Δｗ＝（Δｗ１＋Δｗ２）／２となる。
【００１２】
以上の結果から明らかなように、各相のＰＷＭ指令値に対する誤差が、全て同じレベルになり、特に、Ｗ相のＰＷＭ指令値Ｖｗの誤差Δｗだけが大きくなってしまうことがない。つまり、この実施例の制御方法を用いれば、モーター１に実際に入力する電流値のうち、Ｕ相とＶ相の電流値だけを実測するようにして、Ｗ相の電流値を演算により推測するようにしても、従来のようにＷ相の誤差だけが大きくなってしまうようなことが起こらない。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、三相の電流値のうち、二相、Ｕ相、Ｖ相だけを実測して、これらに基づいて、三相のＰＷＭ指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを算出しても、Ｗ相の演算結果だけが、誤差が大きくなってしまうようなことがない。つまり、三相のバランスが良く、三相モーターに対し安定した制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明のｄ−ｑ／三相座標変換回路における演算式（１）である。
【図２】発明のｄ−ｑ／三相座標変換回路における演算式（２）である。
【図３】発明のｄ−ｑ／三相座標変換回路における演算式（３）である。
【図４】従来例の三相モーターの制御システムの構成図である。
【図５】従来例のｄ−ｑ／三相座標変換回路における演算式（４）である。
【図６】従来例のｄ−ｑ／三相座標変換回路における演算式（５）である。
【符号の説明】
１          三相モーター
２、３      電流計
４          三相／ｄ−ｑ座標変換回路
６          ｄ−ｑ／三相座標変換回路
【図１】
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【図２】
0003803584.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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