JP6099488B2 - AC rotating machine control device - Google Patents
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Description
この発明は、交流回転機の回転速度や回転子位置を、速度センサや位置センサを用いることなく得ることができる交流回転機の制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an AC rotating machine that can obtain the rotational speed and rotor position of the AC rotating machine without using a speed sensor or a position sensor.
同期機や誘導機といった交流回転機の制御装置において、回転機を所望の出力や回転数で回転させるため、通常は速度センサや位置センサを用いて行う。しかし、これらのセンサは、耐故障性やメンテナンスの面で不利となるため、これらのセンサを用いることなく、交流回転機の磁極位置や回転速度を検出する方法が知られている。
これらの方法は、電機子抵抗、インダクタンス、誘起電圧定数といった回転機定数に基づいて数学的に演算して検出するもので、あらかじめ制御装置内に回転機定数を設定しておくことで、磁極位置や回転速度を検出することができる。
In a control device for an AC rotating machine such as a synchronous machine or an induction machine, a speed sensor or a position sensor is usually used to rotate the rotating machine at a desired output or rotation speed. However, since these sensors are disadvantageous in terms of fault tolerance and maintenance, a method for detecting the magnetic pole position and rotational speed of an AC rotating machine is known without using these sensors.
These methods are mathematically calculated and detected based on rotating machine constants such as armature resistance, inductance, and induced voltage constant. By setting the rotating machine constant in the control device in advance, the magnetic pole position And the rotation speed can be detected.
ところが、電機子抵抗の設定値に誤差があると、磁極位置や回転速度の演算に誤差が発生するという問題がある。特に低速では、出力電圧に占める電機子抵抗による電圧降下の割合が増えるため、電機子抵抗の設定値の誤差による影響が著しくなり、磁極位置や回転速度の検出値の誤差によって制御の安定性が低下する。
また、特に、容量が小さく電機子抵抗が大きい回転機の場合に顕著であるが、長時間運転による回転機内の温度上昇で電機子抵抗値が上昇し、運転開始時に設定した電機子抵抗定数との誤差が大きくなり、磁極位置や回転速度の検出値の誤差によって制御の安定性が低下する。
However, if there is an error in the set value of the armature resistance, there is a problem that an error occurs in the calculation of the magnetic pole position and the rotational speed. Especially at low speeds, the ratio of the voltage drop due to the armature resistance in the output voltage increases, so the influence of the setting value of the armature resistance becomes significant, and the control stability is controlled by the error in the detected value of the magnetic pole position and rotation speed. descend.
Moreover, this is particularly noticeable in the case of a rotating machine with a small capacity and a large armature resistance, but the armature resistance value increases due to the temperature rise in the rotating machine due to long-time operation, and the armature resistance constant set at the start of operation And the stability of the control deteriorates due to errors in the detected values of the magnetic pole position and the rotational speed.
以上のように、センサレスで回転速度や回転子位置を得る場合には、電機子抵抗の抵抗値を高い精度で推定出来ることが必要となる。 As described above, when the rotation speed and the rotor position are obtained without a sensor, it is necessary to be able to estimate the resistance value of the armature resistance with high accuracy.
これに関し、例えば、特許文献1は、運転開始時において、磁束オブザーバ(適応オブザーバ)を使用した演算により求まる推定電流値と検出電流値との偏差から抵抗値を推定する方法を開示している。
しかし、この特許文献1の場合、長時間運転による温度上昇で推定抵抗値の誤差が大きくなるという問題がある。
In this regard, for example,
However, in the case of
これに対し、例えば、非特許文献1は、運転中逐次、適応オブザーバで推定速度、従って回転子位置を求め、その際、解析演算の安定性確保の観点から、オブザーバゲインHを設定しており、同じゲインの適応オブザーバにより抵抗値も推定し、この推定抵抗値も使用して速度、位置を推定することも可能と考えられる。
On the other hand, for example,
ところで、非特許文献1では、適応オブザーバを使用した推定速度の解析演算における安定性を確保するためのオブザーバゲインHを求めている。
このため、詳しくは後述するが、ポポフの超安定理論に基づき、該当する制御回路の入出力間の伝達関数が強正実である、即ち、入出力間の位相差の絶対値がすべての周波数に対して90度以下になるという条件を満たすようオブザーバゲインHを設定している。
By the way, in Non-Patent
Therefore, as will be described in detail later, based on Popov's superstable theory, the transfer function between the input and output of the corresponding control circuit is strongly positive, that is, the absolute value of the phase difference between the input and output is at all frequencies. On the other hand, the observer gain H is set so as to satisfy the condition of 90 degrees or less.
しかるに、このオブザーバゲインHを用いて抵抗値を推定演算する場合の伝達関数は、回転速度により強正実性が満たされないときがあり、運転中の安定した抵抗推定が出来ないという問題がある。 However, the transfer function in the case of estimating and calculating the resistance value using the observer gain H has a problem that the robustness and reality may not be satisfied depending on the rotation speed, and the resistance cannot be estimated stably during operation.
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、長期間運転による温度変化などにより変動する交流回転機の電機子抵抗について、回転動作中であっても安定に抵抗値を推定でき、抵抗変動による速度推定誤差を抑制し、また、交流回転機の駆動性能を低下させることのない交流回転機の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and with respect to the armature resistance of an AC rotating machine that fluctuates due to a temperature change due to long-term operation, the resistance value can be stably set even during a rotating operation. An object of the present invention is to provide a control device for an AC rotating machine that can be estimated, suppresses a speed estimation error due to resistance fluctuation, and does not degrade the driving performance of the AC rotating machine.
この発明に係る交流回転機の制御装置は、制御系上位からの指令に基づき電圧指令を生成する制御手段、電圧指令に基づき交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段、交流回転機の電流を検出し検出電流を出力する電流検出手段、電圧指令と検出電流と交流回転機の推定抵抗値とに基づき適応オブザーバを使用して交流回転機の推定速度を演算出力する速度観測手段、および検出電流と推定速度とに基づき推定抵抗値を演算出力する抵抗観測手段を備えた交流回転機の制御装置において、速度観測手段および抵抗観測手段は、適応オブザーバを使用した演算で設定するオブザーバゲインを含む、それぞれの演算における伝達関数が安定であるための必要条件が成立する状態で、それぞれ推定速度および推定抵抗値を演算出力するようにしたものであって、
第一の発明では、更に、その速度観測手段は、電圧指令と検出電流と推定抵抗値とに基づき第一オブザーバゲインに設定した適応オブザーバを使用して推定速度と推定電流とを演算出力するものとし、
その抵抗観測手段は、検出電流と速度観測手段で演算された推定電流とに基づき推定抵抗値を演算する推定抵抗演算部、および推定速度に基づき必要条件の成立不成立を判定し、必要条件が成立するときのみ推定抵抗演算部の出力を更新する更新判定部を備えたものであり、
第二の発明では、更に、速度観測手段は、電圧指令と検出電流と推定抵抗値とに基づき第一オブザーバゲインに設定した適応オブザーバを使用して推定速度を演算出力するものとし、
抵抗観測手段は、電圧指令と検出電流と推定速度とに基づき第二オブザーバゲインに設定した適応オブザーバを使用して推定抵抗値を演算出力し、
抵抗観測手段は、推定速度に基づき推定加速度を演算し、推定加速度が所定の設定値以下のときのみ推定抵抗値の出力を更新する更新判定器を備えたものである。
A control device for an AC rotating machine according to the present invention includes a control unit that generates a voltage command based on a command from a higher control system, a voltage applying unit that applies a voltage to the AC rotating machine based on a voltage command, and a current of the AC rotating machine. Current detecting means for detecting and outputting detected current, speed observing means for calculating and outputting the estimated speed of the AC rotating machine using an adaptive observer based on the voltage command, the detected current and the estimated resistance value of the AC rotating machine, and the detected current In the control device for the AC rotating machine provided with the resistance observation means that calculates and outputs the estimated resistance value based on the estimated speed, the speed observation means and the resistance observation means include an observer gain that is set by calculation using an adaptive observer. The estimated speed and the estimated resistance value are calculated and output in the state where the necessary condition for the transfer function in each calculation is stable. I der,
In the first invention, the speed observation means further calculates and outputs the estimated speed and the estimated current using an adaptive observer set to the first observer gain based on the voltage command, the detected current, and the estimated resistance value. age,
The resistance observing means calculates an estimated resistance value based on the detected current and the estimated current calculated by the speed observing means, and determines whether or not the necessary condition is satisfied based on the estimated speed. An update determination unit that updates the output of the estimated resistance calculation unit only when
In the second invention, the speed observation means further calculates and outputs the estimated speed using an adaptive observer set to the first observer gain based on the voltage command, the detected current, and the estimated resistance value.
The resistance observation means calculates and outputs an estimated resistance value using an adaptive observer set to the second observer gain based on the voltage command, the detected current, and the estimated speed,
The resistance observation means includes an update determination unit that calculates an estimated acceleration based on the estimated speed and updates the output of the estimated resistance value only when the estimated acceleration is equal to or less than a predetermined set value.
以上のように、この発明に係る交流回転機の制御装置では、その速度観測手段により推定速度を演算出力する動作、また、その抵抗観測手段により推定抵抗値を演算出力する動作が、適応オブザーバを使用した演算で設定するオブザーバゲインを含む、それぞれの演算における伝達関数が安定であるための必要条件が成立する状態で行われるので、長期間運転による温度変化などにより変動する交流回転機の電機子抵抗について、回転動作中であっても安定に抵抗値を推定でき、抵抗変動による速度推定誤差を抑制することが出来る。
更に、第一の発明では、抵抗推定の演算が安定に演算できない速度領域においては、推定抵抗の演算更新を停止させる結果、速度観測手段および抵抗観測手段は、交流回転機が回転動作中であっても、共に安定した状態で、それぞれ推定速度および推定抵抗値を演算出力することができる。
更に、第二の発明の抵抗観測手段は、その推定抵抗値の演算における伝達関数に安定性が確保されるよう、速度観測手段とは異なるオブザーバゲインを用いて推定電流を演算し、これをもとに抵抗値を推定することで、回転動作中であっても常に安定して抵抗値を演算することができる。
As described above, in the control apparatus for an AC rotating machine according to the present invention, the operation for calculating and outputting the estimated speed by the speed observation means, and the operation for calculating and outputting the estimated resistance value by the resistance observation means are performed by the adaptive observer. The armature of an AC rotating machine that fluctuates due to temperature changes due to long-term operation, etc., since the necessary conditions for the stable transfer function in each operation are satisfied, including the observer gain set by the used operation As for the resistance, the resistance value can be stably estimated even during the rotation operation, and the speed estimation error due to the resistance fluctuation can be suppressed.
Further, in the first invention, in the speed region where the resistance estimation calculation cannot be stably performed, the update of the estimated resistance is stopped. As a result, the speed observing means and the resistance observing means have the AC rotating machine rotating. However, it is possible to calculate and output the estimated speed and the estimated resistance value in a stable state.
Further, the resistance observing means of the second invention calculates an estimated current using an observer gain different from that of the speed observing means so as to ensure stability of the transfer function in the calculation of the estimated resistance value. In addition, by estimating the resistance value, the resistance value can always be calculated stably even during the rotation operation.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1における交流回転機の制御装置の構成を示す図である。
交流回転機1は、同期電動機であって、ここでは、永久磁石を用いた同期機である。
交流回転機1には、交流回転機1の電流ベクトルを検出する電流検出手段としての電流ベクトル検出手段2と、電圧を印加するインバータ等の電力変換器が相当する電圧印加手段4が接続されている。
1 is a diagram showing a configuration of a control device for an AC rotary machine according to
The
The
電流ベクトル検出手段2は、交流回転機1の三相電流iu、iv、iwを検出し、座標変換器21において、後述する速度観測手段5からの推定磁極位置を用いて、交流回転機1の回転子に同期して回転する直交座標として公知であるdq軸上の電流に座標変換し、これを検出電流ベクトル(ids、iqs)として出力する。
なお、三相電流を検出するには、電流を三相とも検出するほか、2相分を検出して三相電流の和がゼロであることを利用して三相電流を求めてもよいし、インバータ母線電流やスイッチング素子に流れる電流とスイッチング素子の状態から三相電流を演算してもよい。
The current vector detection means 2 detects the three-phase currents iu, iv, iw of the
In order to detect the three-phase current, in addition to detecting the current for all three phases, the three-phase current may be obtained by detecting two phases and using the fact that the sum of the three-phase currents is zero. The three-phase current may be calculated from the inverter bus current, the current flowing through the switching element, and the state of the switching element.
制御手段3は、図4にその内部構成を示すように、加減算器31により、外部の制御系上位から与えられる電流指令ベクトル(idref、iqref)から検出電流ベクトル(ids、iqs)をそれぞれ減算する。電流制御器32では、加減算器31の出力である電流指令ベクトルと検出電流ベクトルとの偏差が無くなるように、比例積分制御により電圧指令ベクトル(vd、vq)を出力する。
座標変換器33では、推定磁極位置θ0を使って電圧指令ベクトル(vd、vq)をdq軸から静止座標の三相電圧指令ベクトル(vu、vv、vw)に変換し出力する。
As shown in FIG. 4, the control means 3 subtracts the detected current vectors (ids, iqs) from the current command vectors (idref, iqref) given from the external control system by the adder /
The coordinate
電圧印加手段4は、制御手段3から出力される三相電圧指令ベクトルに基づいて、交流回転機1に電圧を印加する。
The
速度観測手段5は、適応オブザーバを使用した演算により、三相電圧指令ベクトルと検出電流ベクトルと、後述する抵抗観測手段6が出力する推定抵抗値とを用いて、推定速度および推定磁極位置を演算する。 The speed observation means 5 calculates an estimated speed and an estimated magnetic pole position by using an adaptive observer using a three-phase voltage command vector, a detected current vector, and an estimated resistance value output from the resistance observation means 6 described later. To do.
なお、適応オブザーバを使用して交流回転機の内部状態を推定演算する手法は、前掲の特許文献1や非特許文献1に限らず周知であるが、後段の説明の理解を容易とするためもあり、ここで、先ず、適応オブザーバを用いて交流回転機の内部状態を推定する原理について説明する。
In addition, although the method of estimating and calculating the internal state of an AC rotating machine using an adaptive observer is not limited to the above-mentioned
始めに、適応オブザーバを用いた回転機の回転速度を推定する方法について説明し、次に、電機子抵抗値を推定する方法について説明する。
制御する対象の交流回転機を永久磁石を用いた同期機とすると、その制御に用いられるαβ軸上における状態方程式は、式(1)〜(3)で表すことができる。
ここでは、αβ軸上の電圧指令ベクトルを(Vα、Vβ)、電機子反作用ベクトルを(φαs、φβs)、回転子磁束ベクトルを(φαr、φβr)、電流ベクトルを(iα、iβ)と定義し、Rは電機子抵抗、Lは電機子インダクタンス、ωrは回転子の回転速度を表す。
First, a method for estimating the rotational speed of a rotating machine using an adaptive observer will be described, and then a method for estimating an armature resistance value will be described.
If the AC rotating machine to be controlled is a synchronous machine using a permanent magnet, the equation of state on the αβ axis used for the control can be expressed by equations (1) to (3).
Here, the voltage command vector on the αβ axis is defined as (Vα, Vβ), the armature reaction vector is defined as (φαs, φβs), the rotor magnetic flux vector is defined as (φαr, φβr), and the current vector is defined as (iα, iβ). , R represents an armature resistance, L represents an armature inductance, and ωr represents a rotation speed of the rotor.
式(1)〜(3)から適応オブザーバを用いて交流回転機の内部状態を推定する状態方程式を式(4)〜(6)で定義できる。 A state equation for estimating the internal state of the AC rotating machine using the adaptive observer from the equations (1) to (3) can be defined by the equations (4) to (6).
ここで、推定速度ωr0に回転速度ωrからの誤差が現れた場合を考える。速度誤差を、Δω=ωr0−ωrとおくと、式(4)から式(1)を減算することで式(7)を導出することができる。 Here, consider a case where an error from the rotational speed ωr appears in the estimated speed ωr0. When the speed error is set to Δω = ωr0−ωr, Expression (7) can be derived by subtracting Expression (1) from Expression (4).
式(7)は、すなわち推定回転子磁束Φr0に直交する成分(−ΔωJΦr0)が伝達関数G(s)に入力され、電流偏差ベクトル(iα0−iα、iβ0−iβ)が出力されることを示している。また、オブザーバゲインHのh11〜h42は、推定速度が安定して演算できるように決定する。例えば、非特許文献1の図5に示されるゲインh1〜h4を、h11=h22=h1、−h12=h21=h2、h31=h42=h3、−h32=h41=h4と置き換えてゲインを設定すれば、安定して速度が推定できるオブザーバを設計することができる。
Equation (7) indicates that a component (−ΔωJΦr0) orthogonal to the estimated rotor magnetic flux Φr0 is input to the transfer function G (s) and a current deviation vector (iα0−iα, iβ0−iβ) is output. ing. Further, h11 to h42 of the observer gain H are determined so that the estimated speed can be calculated stably. For example, the gains h1 to h4 shown in FIG. 5 of
また、推定速度は、比例定数kpω、積分定数kiωを用いて式(8)のような比例積分制御で演算できる。 Further, the estimated speed can be calculated by proportional-integral control as shown in Expression (8) using the proportional constant kpω and the integral constant kiω.
次に、適応オブザーバを用いて抵抗値を推定する方法について説明する。
式(1)〜(3)から適応オブザーバを用いて交流回転機の電機子抵抗値を推定する式は、式(9)、(10)で定義することができる。ここでは、簡単のため速度推定値に誤差Δωが現れない定常状態であるとして、ωr0=ωrとしている。
Next, a method for estimating a resistance value using an adaptive observer will be described.
Expressions for estimating the armature resistance value of the AC rotating machine using the adaptive observer from Expressions (1) to (3) can be defined by Expressions (9) and (10). Here, for simplicity, ωr0 = ωr is assumed to be a steady state in which the error Δω does not appear in the speed estimation value.
抵抗値の変動による誤差をΔR=R0―Rとおくと、式(9)から式(1)を減算することで式(11)を導出することができる。 When an error due to the change in resistance value is set to ΔR = R0−R, Expression (11) can be derived by subtracting Expression (1) from Expression (9).
式(11)は、すなわち推定電流Is0方向の成分(ΔR*Is0)が伝達関数G(s)に入力され、電流偏差ベクトル(iα0−iα、iβ0−iβ)が出力されることを示している。 Equation (11) indicates that the component (ΔR * Is0) in the estimated current Is0 direction is input to the transfer function G (s) and the current deviation vectors (iα0−iα, iβ0−iβ) are output. .
また、推定抵抗値R0は、比例定数kpR、積分定数kiRを用いて式(12)のような比例積分制御で演算できる。 Further, the estimated resistance value R0 can be calculated by proportional-integral control as shown in Expression (12) using the proportional constant kpR and the integral constant kiR.
以上のように、適応オブザーバを用いて内部状態を推定し、速度推定は、式(8)により、推定回転子磁束Φr0に直交する成分を、また、抵抗推定は、式(12)により、推定電流Is0方向の成分をそれぞれ利用して比例積分制御にて推定演算を行う。 As described above, the internal state is estimated using the adaptive observer, the speed estimation is estimated by the equation (8), the component orthogonal to the estimated rotor magnetic flux Φr0, and the resistance estimation is estimated by the equation (12). An estimation calculation is performed by proportional-integral control using each component in the current Is0 direction.
ところで、上記のように、電機子抵抗を推定演算する方法で用いられる推定電流値は、推定速度を安定的に求めるように設計されたオブザーバから演算される。すなわち、式(7)に示す電流偏差ベクトル(i0−i)からΔωへの伝達関数G(s)が不安定とならないようにオブザーバゲインを設計する必要がある。 By the way, as described above, the estimated current value used in the method of estimating and calculating the armature resistance is calculated from an observer designed to stably obtain the estimated speed. That is, it is necessary to design the observer gain so that the transfer function G (s) from the current deviation vector (i0-i) to Δω shown in Expression (7) does not become unstable.
この伝達関数G(s)が安定であるための必要条件は、この伝達関数G(s)を有する線形定常ブロックと非線形時変ブロックとからなるフィードバック制御系の安定判別法であるポポフの超安定論に基づき、この線形定常ブロックである伝達関数G(s)が強正実である、すなわち、伝達関数G(s)の入出力間の位相差の絶対値がすべての周波数に対して90度以下になることである。 The necessary condition for the transfer function G (s) to be stable is Popov's superstability, which is a stability determination method for a feedback control system composed of a linear stationary block and a nonlinear time-varying block having the transfer function G (s). Based on the theory, the transfer function G (s) that is this linear stationary block is strongly positive, that is, the absolute value of the phase difference between the input and output of the transfer function G (s) is 90 degrees or less for all frequencies. Is to become.
ここで、先の非特許文献1のオブザーバゲインを例に取り、推定速度演算の伝達関数を考える。推定速度の演算は、回転子磁束に直交する成分の伝達関数を考えればよいことから、非特許文献1の(18)式に示された伝達特性を考えればよい。
Here, taking the observer gain of
図2は、ある同期回転機における推定速度演算における伝達関数のボード線図を示す。図2中では、0Hz、32Hz、128Hzで回転している時の伝達関数を図示しており、上段はゲイン線図、下段は位相線図である。
図2の伝達関数の位相差の変動に着目すると、位相の変動は±90度以内に収まっており、すなわち、この伝達関数を持つ推定速度演算は安定に動作することがわかる。また、速度を変動させた場合においても、位相の変動が±90度以内であることから、速度によらず安定的に速度を推定することができる。
FIG. 2 shows a Bode diagram of a transfer function in an estimated speed calculation in a certain synchronous rotating machine. In FIG. 2, transfer functions when rotating at 0 Hz, 32 Hz, and 128 Hz are illustrated, and the upper part is a gain diagram and the lower part is a phase diagram.
Focusing on the variation in phase difference of the transfer function in FIG. 2, it can be seen that the variation in phase is within ± 90 degrees, that is, the estimated speed calculation having this transfer function operates stably. Even when the speed is varied, the phase fluctuation is within ± 90 degrees, so that the speed can be stably estimated regardless of the speed.
次に、上記のオブザーバを用いて抵抗推定演算の伝達関数を考える。抵抗推定の演算は、推定電流と同軸方向に現れるから、式(13)の伝達関数を考えればよい。 Next, a transfer function of resistance estimation calculation is considered using the above-described observer. Since the calculation of the resistance estimation appears in the same direction as the estimated current, the transfer function of Equation (13) may be considered.
式(13)の伝達関数GR(s)について、行列式の1行目の伝達特性を考えると図3に示すような伝達特性を示す。図3によれば、ωr=0の停止状態においては、位相変動は90度以内で安定動作する。しかし、ωr≠0の場合、伝達特性の位相の変動が±90度を超えている。すなわち、ωr≠0の回転中は抵抗推定の伝達関数GR(s)が強正実ではなくなり、固定子推定電流を用いた抵抗推定が不安定化し、推定抵抗値に誤差が出たり、発散したりする可能性がある。 With regard to the transfer function GR (s) of Expression (13), the transfer characteristic as shown in FIG. According to FIG. 3, in the stop state where ωr = 0, the phase fluctuation operates stably within 90 degrees. However, when ωr ≠ 0, the phase variation of the transfer characteristic exceeds ± 90 degrees. That is, during the rotation of ωr ≠ 0, the resistance estimation transfer function GR (s) is not strong and real, the resistance estimation using the stator estimation current becomes unstable, and an error or deviation occurs in the estimated resistance value. there's a possibility that.
そこで、この発明の実施の形態1では、推定速度の演算に使用する推定抵抗値として、その伝達関数が安定であるための必要条件が満たされる状態で演算された値のみを使用することで、実質的に、速度観測手段および抵抗観測手段が、共に安定した状態で、それぞれ推定速度および推定抵抗値を演算出力することができるようにしたものである。 Therefore, in the first embodiment of the present invention, as the estimated resistance value used for calculating the estimated speed, only the value calculated in a state where the necessary condition for the transfer function to be stable is satisfied, In effect, the speed observation means and the resistance observation means can calculate and output the estimated speed and the estimated resistance value, respectively, in a stable state.
以下、その内部構成を示す図5を参照して速度観測手段5の説明を続ける。
速度推定の演算は、前述した式(4)〜(8)に示すようにして、交流回転機1の内部状態である電流ベクトルと回転子磁束ベクトルを推定演算し、推定電流ベクトルと検出電流ベクトルの偏差と推定磁束ベクトルから推定速度を演算することができる。
Hereinafter, the description of the speed observation means 5 will be continued with reference to FIG.
The speed estimation calculation is performed by estimating the current vector and the rotor magnetic flux vector, which are the internal state of the
本実施の形態1では、dq軸上においてシステムを構成するため、式(14)〜(18)を用いて推定速度ωr0を演算する速度観測手段5を構成する。
In the first embodiment, in order to configure the system on the dq axis, the
速度観測手段5の動作について、その構成図である図5を用いて説明する。
図において、加減算器51は、後述する状態観測部53の出力である推定電流ベクトル(ids0、iqs0)から検出電流ベクトル(ids、iqs)を減算し、電流偏差ベクトル(e1、e2)を出力する。座標変換器52は、制御手段3の出力である三相電圧指令ベクトル(vu、vv、vw)を直交回転座標であるdq軸の電圧指令ベクトル(vds、vqs)に変換する。
The operation of the speed observation means 5 will be described with reference to FIG.
In the figure, an adder /
状態観測部53は、電圧指令ベクトル(vds、vqs)と電流偏差ベクトル(e1、e2)と、後述する抵抗観測手段6が出力する推定抵抗値R0とから交流回転機1の推定速度ωr0と交流回転機1の推定電流ベクトル(ids0、iqs0)とを演算する。積分器54は、推定速度ωr0を積分して推定磁極位置θ0を出力する。
なお、電圧指令ベクトル(vds、vqs)は、制御手段3の電流制御器32の出力(vd、vq)と同値であるから、(vds、vqs)=(vd、vq)として座標変換器52を省略することもできる。
The
Since the voltage command vector (vds, vqs) has the same value as the output (vd, vq) of the
次に、状態観測部53の動作について、その内部構成図である図6を用いて説明する。
行列演算器531は、電圧指令ベクトル(vds、vqs)Tに行列Bを乗算した結果を出力する。なお、Tは転置行列を表す。行列演算器532は、電流偏差ベクトル(e1、e2)Tに行列Hを乗算した結果を出力する。なお、行列演算器532に入力される推定速度ωr0は、行列H1の作成に使用するものである。
Next, the operation of the
The matrix calculator 531 outputs the result of multiplying the voltage command vector (vds, vqs) T by the matrix B. T represents a transposed matrix. The matrix calculator 532 outputs a result obtained by multiplying the current deviation vector (e1, e2) T by the matrix H. Note that the estimated speed ωr0 input to the matrix calculator 532 is used to create the matrix H1.
行列演算器533は、電機子反作用ベクトルの推定値および磁束ベクトルの推定値(φds0、φqs0、φdr0、φqr0)Tに行列Aω1を乗算した結果を出力する。
なお、行列演算器533に入力される推定速度ωr0および推定抵抗値R0は、行列Aω1の作成に使用するものである(式(17)参照)。
The matrix calculator 533 outputs the result of multiplying the estimated value of the armature reaction vector and the estimated value of the magnetic flux vector (φds0, φqs0, φdr0, φqr0) T by the matrix Aω1.
The estimated speed ωr0 and the estimated resistance value R0 input to the matrix calculator 533 are used to create the matrix Aω1 (see Expression (17)).
加減算器534は、行列演算器531の出力と行列演算器532の出力と行列演算器533の出力とを加減算したベクトルを出力する。積分器535は、加減算器534が出力するベクトルを各要素毎に積分し、ベクトル(φds0、φqs0、φdr0、φqr0)Tとして出力する。
以上が、式(14)に相当する部分である。なお、式(14)の左辺は積分器535の入力部分に相当する。
The adder / subtractor 534 outputs a vector obtained by adding / subtracting the output of the matrix calculator 531, the output of the matrix calculator 532, and the output of the matrix calculator 533. The integrator 535 integrates the vector output from the adder / subtractor 534 for each element, and outputs it as a vector (φds0, φqs0, φdr0, φqr0) T.
The above is the part corresponding to Equation (14). Note that the left side of Equation (14) corresponds to the input portion of the integrator 535.
行列演算器536は、行列C1をベクトル(φds0、φqs0、φdr0、φqr0)Tに乗算することで、推定電流ベクトル(ids0、iqs0)Tを出力する。この部分は式(15)に相当する。
行列演算器537は、行列C2をベクトル(φds0、φqs0、φdr0、φqr0)Tに乗算することで、推定磁束ベクトルΦr0(φdr0、φqr0)Tを出力する。この部分は式(16)に相当する。
速度推定器538は、式(18)により推定速度ωr0を出力する。
Matrix calculator 536 multiplies matrix C1 by vector (φds0, φqs0, φdr0, φqr0) T , and outputs estimated current vector (ids0, iqs0) T. This part corresponds to equation (15).
Matrix calculator 537 multiplies matrix C2 by vector (φds0, φqs0, φdr0, φqr0) T , and outputs estimated magnetic flux vector Φr0 (φdr0, φqr0) T. This part corresponds to equation (16).
The
以上のようにして、速度観測手段5は、電圧指令ベクトルと検出電流ベクトルと、後述する抵抗観測手段6が出力する推定抵抗値とを用いて、推定速度および推定磁極位置とを演算出力する。
なお、オブザーバゲインH1の各ゲインh111〜h142は、例えば、特許第4672236号の第9図に記載されているように推定速度ωr0によって各ゲインの値を変更するように設定することができる。
As described above, the
The gains h1 11 to h1 42 of the observer gain H1 can be set to change the value of each gain according to the estimated speed ωr0 as described in FIG. 9 of Japanese Patent No. 4672236, for example. .
次に、抵抗観測手段6について説明する。前述したとおり、速度観測手段5の出力する推定電流値を用いた抵抗推定では、図3に示すように、停止状態以外は、その伝達関数が安定であるための必要条件が成立しない、すなわち、抵抗推定演算の安定性が保証されず、回転中に抵抗の推定値に誤差が発生したり、推定値が発散したりする。
そこで、本実施の形態1では、抵抗推定演算に更新判定部を設け、安定性が保証されない速度領域においては、抵抗推定演算を停止して新たな推定値を出力しないことで、回転動作中でも安定して抵抗値を推定できるようにする。
Next, the resistance observation means 6 will be described. As described above, in the resistance estimation using the estimated current value output from the
Therefore, in the first embodiment, an update determination unit is provided in the resistance estimation calculation, and in a speed region where stability is not guaranteed, the resistance estimation calculation is stopped and a new estimated value is not output, thereby being stable even during the rotation operation. Thus, the resistance value can be estimated.
図7は、本実施の形態1における抵抗観測手段6の内部構成図である。以下、抵抗観測手段6の動作について図に基づいて説明する。
加減算器61は、速度観測手段5からの推定電流ベクトル(ids0、iqs0)から検出電流ベクトル(ids、iqs)を減算し、電流偏差ベクトル(e1、e2)を出力する。これは、加減算器51の動作と同等である。
乗算器62は、後述する更新判定部64が出力する更新判定信号sigを、入力である電流ベクトル偏差(e1、e2)の各要素に乗算して出力する。
推定抵抗演算部63は、更新判定信号sigを乗算した電流偏差ベクトル(e1、e2)と、推定電流ベクトル(ids0、iqs0)とから、式(19)に示すように、比例積分制御により推定抵抗値R0を演算して出力する。
FIG. 7 is an internal configuration diagram of the
The adder / subtractor 61 subtracts the detected current vector (ids, iqs) from the estimated current vector (ids0, iqs0) from the speed observation means 5 and outputs a current deviation vector (e1, e2). This is equivalent to the operation of the adder /
The
From the current deviation vector (e1, e2) multiplied by the update determination signal sig and the estimated current vector (ids0, iqs0), the estimated
更新判定部64は、入力された推定速度ωr0を基づき、抵抗推定演算を行うかどうか、すなわち、抵抗推定の演算における伝達関数が安定であるための必要条件の成立不成立を判定し、更新判定信号sigを出力する。 The update determination unit 64 determines whether to perform resistance estimation calculation based on the input estimated speed ωr0, that is, determines whether or not the necessary condition for the transfer function in the resistance estimation calculation to be stable is satisfied, and an update determination signal Output sig.
先述の通り、推定速度ωr≠0の場合、速度観測手段5によって演算される推定電流ベクトルを用いての抵抗推定演算は、安定性が保証されない。そこで、速度によって式(20)のように、更新判定信号sigを変更することにより、抵抗推定演算の出力の更新を制御する。
As described above, when the estimated
更新判定部64は、安定性が確保され推定抵抗の演算を行う場合はsig=1、安定性が確保されず演算を止める場合はsig=0を出力する。これにより、乗算器62からは、演算を行う、すなわち、sig=1の場合は、電流偏差ベクトル(e1、e2)がそのまま出力され、演算を行わない、すなわち、sig=0の場合は、(0、0)が出力される。
The update determination unit 64 outputs sig = 1 when the stability is ensured and the estimated resistance is calculated, and sig = 0 when the stability is not ensured and the calculation is stopped. Thus, the
式(19)より、電流偏差ベクトルがゼロベクトルの場合は、比例積分の内部状態が変化せず、抵抗推定演算が停止するのと等価な状態であり、それ以前に演算されていた値を更新することなく継続して出力することになる。 From equation (19), if the current deviation vector is a zero vector, the internal state of proportional integral does not change and is equivalent to the resistance estimation calculation stopping, and the value calculated before that is updated. It will output continuously without doing.
以上説明したように、この発明の実施の形態1における交流回転機の制御装置の更新判定部64は、抵抗推定の演算が安定に演算できない速度領域においては、推定抵抗の演算更新を停止させる結果、速度観測手段5および抵抗観測手段6は、交流回転機1が回転動作中であっても、共に安定した状態で、それぞれ推定速度および推定抵抗値を演算出力することができる。
As described above, update determination unit 64 of the control device for an AC rotary machine according to
なお、以上の説明では、図3に例示した伝達関数の特性に応じて、式(20)に示すとおり、ωr0=0のときsig=1、ωr0≠0のときsig=0としたが、仮にその伝達関数の特性によって、一定の速度範囲で安定性が得られる場合には、当該速度範囲ではsig=1、それ以外の速度ではsig=0とすればよい。 In the above description, sig = 1 is set when ωr0 = 0 and sig = 0 when ωr0 ≠ 0 as shown in the equation (20) according to the characteristics of the transfer function illustrated in FIG. If stability is obtained in a certain speed range due to the characteristics of the transfer function, sig = 1 in the speed range, and sig = 0 in other speeds.
実施の形態2.
先の実施の形態1では、交流回転機1の運転状態に拘わらず推定抵抗値の演算が不安定動作しないように抵抗観測手段6を動作させることができるが、抵抗推定演算によって、推定抵抗値を更新できるのは回転機の停止時のみにとどまる。従って、回転機運転開始後の温度上昇による電機子抵抗の変動も、推定速度の演算への反映は回転機の停止時毎になされるにとどまる。
そこで、この発明の実施の形態2における交流回転機の制御装置では、回転機の運転状態に拘わらず、常に、安定して抵抗推定値の演算が可能となる抵抗観測手段を提供するものである。
In the first embodiment, the
Therefore, the control apparatus for an AC rotary machine according to
図8は、この発明の実施の形態2における交流回転機の制御装置の構成を示す図である。なお、本実施の形態2における速度観測手段7は、実施の形態1における速度観測手段5の出力のうち、推定電流ベクトルを出力しないことを除いて、状態観測部53を備えた速度観測手段5と同様の構成である。また、抵抗観測手段8以外は、実施の形態1の場合と同様であり、以下、この抵抗観測手段8を中心に説明する。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a control device for an AC rotating machine according to
先ず、先の実施の形態1において、回転動作時に抵抗推定が不安定化する要因について説明する。
式(13)において抵抗推定を演算する場合の伝達関数を示した。ここで、交流回転機によって、s*I4、AR、Cは固定されているから、伝達関数を変更するには、Hのフィードバックゲインを変更する必要がある。ここで、図3に示したボード線図にかかるフィードバックゲインは、推定速度を安定して求めるために設定したものであり、抵抗を推定するために最適なゲインではない。
そこで、本実施の形態2では、抵抗を推定するために最適なフィードバックゲインを設定した適応オブザーバを作成し、速度によって不安定化しない推定抵抗値の演算ができるようにする。
First, the reason why the resistance estimation becomes unstable during the rotation operation in the first embodiment will be described.
The transfer function in the case of calculating the resistance estimation in Expression (13) is shown. Here, since s * I4, AR, and C are fixed by the AC rotating machine, it is necessary to change the feedback gain of H in order to change the transfer function. Here, the feedback gain according to the Bode diagram shown in FIG. 3 is set to obtain the estimated speed stably, and is not an optimum gain for estimating the resistance.
Therefore, in the second embodiment, an adaptive observer in which an optimum feedback gain is set to estimate the resistance is created so that the estimated resistance value that does not become unstable depending on the speed can be calculated.
推定抵抗値の演算のための適応オブザーバは、dq軸上において、交流回転機の内部状態を推定する観測器を構成すると、式(21)〜(24)のように定義できる。なお、式(12)から推定抵抗値の演算には、電機子反作用のみを扱えばよく、回転子磁束は考慮不要であるので、推定電流ベクトルを演算すれば足り、式(21)、(22)では、行列式の第3、4行目の計算は省略している。 An adaptive observer for calculating the estimated resistance value can be defined as in equations (21) to (24) when an observer for estimating the internal state of the AC rotating machine is configured on the dq axis. It should be noted that the calculation of the estimated resistance value from the equation (12) only needs to deal with the armature reaction and does not need to consider the rotor magnetic flux, so it is sufficient to calculate the estimated current vector, and the equations (21), (22) ), The calculation of the third and fourth lines of the determinant is omitted.
次に、抵抗観測手段8の動作について、その内部構成図である図9を用いて説明する。抵抗観測手段8は、式(21)〜(24)を演算するために以下の構成をとる。
加減算器81は、抵抗推定での推定電流ベクトル(Rids0、Riqs0)から検出電流ベクトル(ids、iqs)を減算し、電流偏差ベクトル(e3、e4)を出力する。行列演算器82は、電流偏差ベクトル(e3、e4)Tに行列H2を乗算した結果を出力する。なお、行列演算器82に入力される推定速度ωr0は、後述するように、行列H2の作成に使用するものである。
Next, the operation of the
The adder / subtractor 81 subtracts the detected current vector (ids, iqs) from the estimated current vector (Rids0, Riqs0) in resistance estimation, and outputs a current deviation vector (e3, e4). The matrix calculator 82 outputs a result obtained by multiplying the current deviation vector (e3, e4) T by the matrix H2. The estimated speed ωr0 input to the matrix calculator 82 is used to create the matrix H2, as will be described later.
オブザーバゲインH2の設計は、例えば、図10に示すように、各ゲインを定数で設計すると、図11のボード線図に示されるように、速度によっては位相差が±90度を超えて不安定状態となることがあるため、図12に示すように、速度に応じてゲイン値を変更するオブザーバゲインとすることで、図13に示すように、速度に拘わらず位相差が±90度を超えない安定な伝達関数を設計することができる。 The design of the observer gain H2, for example, as shown in FIG. 10, when each gain is designed with a constant, as shown in the Bode diagram of FIG. 11, depending on the speed, the phase difference exceeds ± 90 degrees and is unstable. As shown in FIG. 12, by setting the observer gain to change the gain value according to the speed as shown in FIG. 12, the phase difference exceeds ± 90 degrees regardless of the speed as shown in FIG. There can be no stable transfer function designed.
行列演算器83は、電機子反作用ベクトルの推定値(Rφds0、Rφqs0)Tに行列ARを乗算した結果を出力する。なお、行列演算器83に入力される推定速度ωr0および推定抵抗値R0は、行列ARの作成に使用するものである(式(23)参照)。
行列演算器84は、推定速度ωr0に、ベクトル(0、φf)Tを乗算した結果を出力する。
The matrix calculator 83 outputs the result of multiplying the estimated value (Rφds0, Rφqs0) T of the armature reaction vector by the matrix AR. The estimated speed ωr0 and the estimated resistance value R0 input to the matrix calculator 83 are used to create the matrix AR (see Expression (23)).
The matrix calculator 84 outputs the result of multiplying the estimated speed ωr0 by the vector (0, φf) T.
加減算器85は、電圧指令ベクトル(vds、vqs)Tと行列演算器82の出力と行列演算器83の出力と行列演算器84の出力とを加減算したベクトルを出力する。
積分器86は、加減算器85の出力するベクトルを各要素毎に積分し、ベクトル(Rφds0、Rφqs0)Tを出力する。以上が、式(21)に相当する部分である。なお、式(21)の左辺は、積分器86の入力部分に相当する。
The adder / subtracter 85 outputs a vector obtained by adding / subtracting the voltage command vector (vds, vqs) T , the output of the matrix calculator 82, the output of the matrix calculator 83, and the output of the matrix calculator 84.
The integrator 86 integrates the vector output from the adder / subtracter 85 for each element, and outputs a vector (Rφds0, Rφqs0) T. The above is the part corresponding to Equation (21). Note that the left side of Equation (21) corresponds to the input portion of the integrator 86.
行列演算器87は、行列C3をベクトル(Rφds0、Rφqs0)Tに乗算することで、推定電流ベクトル(Rids0、Riqs0)Tを出力する。この部分は、式(22)に相当する。
推定抵抗演算部88は、推定電流ベクトル(Rids0、Riqs0)と、電流偏差ベクトル(e3、e4)と推定速度ωr0とから推定抵抗値R0を演算する。
The matrix calculator 87 multiplies the vector (Rφds0, Rφqs0) T by the matrix C3 to output an estimated current vector (Rids0, Riqs0) T. This part corresponds to Expression (22).
The estimated resistance calculator 88 calculates an estimated resistance value R0 from the estimated current vector (Rids0, Riqs0), the current deviation vector (e3, e4), and the estimated speed ωr0.
以下、推定抵抗演算部88の動作をその内部構成図である図14を用いて説明する。
推定抵抗演算部88は、電流偏差ベクトル(e3、e4)と推定電流ベクトル(Rids0、Riqs0)とから式(24)で推定抵抗値R0を演算する推定抵抗演算器881と、推定した抵抗値を真値として速度観測手段7に返すかどうかを判別する更新判定器882とを備えている。
Hereinafter, the operation of the estimated resistance calculation unit 88 will be described with reference to FIG.
The estimated resistance calculator 88 includes an estimated
ここで、更新判定器882の動作について説明する。
本実施の形態2の抵抗観測手段8の動作内容を示す式(21)〜(24)は、推定速度が定常的に一致することを前提としている。速度急変が発生すると応答速度の影響から、推定速度に過渡的に誤差が発生する場合においては、誤差(e3、e4)は、式(25)で示すように、ΔωとΔRとの合成で発生する。すなわち、誤差(e3、e4)を入力として推定抵抗値の演算を行うとΔωの分だけ誤差が発生する。先にも述べたように抵抗値に誤差が発生する場合、駆動性能が低下する。
Here, the operation of the
Expressions (21) to (24) showing the operation contents of the
そこで、更新判定器882は、速度が急変する前の推定抵抗値を記憶しておき、速度急変時には推定抵抗演算器881の出力から、記憶しておいた推定抵抗値に出力を切り替え、速度急変時に誤差が含む推定抵抗値を速度観測手段7に出力しないようにする。
Therefore, the
推定速度ωr0に基づき推定加速度を演算し、この推定加速度に所定の閾値accellimを設定し、推定加速度が当該閾値を超えた段階で、速度観測手段7に出力する推定抵抗値R0の値を1サンプリング前の値でホールドする。 An estimated acceleration is calculated based on the estimated speed ωr0, a predetermined threshold value accelim is set for the estimated acceleration, and when the estimated acceleration exceeds the threshold value, the value of the estimated resistance value R0 output to the speed observation means 7 is sampled 1 Hold at previous value.
具体的には、現在のサンプリング時点での推定速度をωr0[n]、更新判定器882の出力をRout[n]、1サンプリング前の推定速度をωr0[n−1]、更新判定器882の出力をRout[n−1]、更新判定器882の入力をRinと置き、式(26)の条件で推定抵抗値R0を更新する。
Specifically, the estimated speed at the current sampling time is ωr0 [n], the output of the
なお、これらの動作において、推定速度ωr0は、速度指令に置き換えることもできる。また、ここで設定する加速度の閾値accellimは、事前に実機やシミュレーション等で試行試験を行い、抵抗値の誤差によって回転機の駆動性能が低下しない加速範囲を決定すればよい。 In these operations, the estimated speed ωr0 can be replaced with a speed command. Further, the acceleration threshold accelim set here may be determined in advance by performing a trial test with an actual machine, simulation, or the like, and determining an acceleration range in which the driving performance of the rotating machine does not deteriorate due to an error in resistance value.
以上において、交流回転機の動作中に抵抗が変動するのは温度変化によるものであると考えてよい。また、抵抗値が急変動するような温度の急変化は、ほぼ起きないと考えてよいため、回転機動作中の抵抗値の変動は緩やかに起こると考えてよい。そのため、抵抗観測手段8は、演算の周期を下げても、緩やかに変化する抵抗値は十分推定することができる。よって、抵抗観測手段8を制御装置に実装するにあたり、演算負荷によってマイコン等の演算処理装置を高性能化しなければならないなどの制約はない。
In the above, it can be considered that the resistance fluctuates during the operation of the AC rotating machine due to the temperature change. Further, since it may be considered that a sudden change in temperature at which the resistance value fluctuates suddenly does not occur, it may be considered that the resistance value fluctuates gradually during operation of the rotating machine. For this reason, the
以上説明したように、この発明の実施の形態2における交流回転機の制御装置の抵抗観測手段8は、その推定抵抗値の演算における伝達関数に安定性が確保されるよう、速度観測手段7とは異なるオブザーバゲインH2を用いて推定電流を演算し、これをもとに抵抗値を推定することで、回転動作中であっても常に安定して抵抗値を演算することができる。
As described above, the
また、急加速時に推定速度に過渡的に誤差が生じ、推定抵抗の演算に誤差が生じる場合には、更新判定器882により、推定抵抗値の更新を停止することで、抵抗誤差によって駆動性能が低下することを防ぐことができる。
Further, when an error occurs transiently in the estimated speed during sudden acceleration and an error occurs in the calculation of the estimated resistance, the
なお、この実施の形態2では、先の実施の形態1と異なり、速度観測手段7および抵抗観測手段8では、いずれも適応オブザーバを使用したそれぞれの推定演算は常に安定性が確保されているので、速度変化に伴う推定抵抗値の多少の誤差発生による影響がわずかであれば、推定抵抗演算部88から更新判定器882を除いて、推定抵抗演算器881からの推定抵抗値R0を常に出力するようにしてもよい。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, in the velocity observation means 7 and the resistance observation means 8, both of the estimation calculations using the adaptive observer always ensure the stability. If the effect of some errors in the estimated resistance value due to the speed change is slight, the estimated resistance value R0 from the estimated
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
この発明は、永久磁石モータや同期リラクタンスモータといった、交流回転機の回転子および固定子に突極性を有する交流回転機の回転子位置を、位置センサを用いることなく得ることができる交流回転機の制御装置に関するもので、その駆動性能を低下させる要因である抵抗値の変動を推定することで駆動性能を向上させ、交流回転機の制御に広く利用することができる。 The present invention relates to an AC rotating machine that can obtain the rotor position of an AC rotating machine having a saliency in the rotor and stator of an AC rotating machine, such as a permanent magnet motor or a synchronous reluctance motor, without using a position sensor. The present invention relates to a control device, and it is possible to improve the driving performance by estimating the fluctuation of the resistance value, which is a factor that lowers the driving performance, and can be widely used for controlling the AC rotating machine.
1 交流回転機、2 電流ベクトル検出手段、3 制御手段、4 電圧印加手段、
5,7 速度観測手段、6,8 抵抗観測手段、53 状態観測部、
63,88 推定抵抗演算部、64 更新判定部、881 推定抵抗演算器、
882 更新判定器。
1 AC rotating machine, 2 current vector detection means, 3 control means, 4 voltage application means,
5, 7 Speed observation means, 6, 8 Resistance observation means, 53 State observation section,
63,88 estimated resistance calculator, 64 update determination unit, 881 estimated resistance calculator,
882 Update determiner.
Claims (2)
前記速度観測手段および前記抵抗観測手段は、前記適応オブザーバを使用した演算で設定するオブザーバゲインを含む、それぞれの演算における伝達関数が安定であるための必要条件が成立する状態で、それぞれ前記推定速度および前記推定抵抗値を演算出力するようにし、
前記速度観測手段は、前記電圧指令と前記検出電流と前記推定抵抗値とに基づき第一オブザーバゲインに設定した適応オブザーバを使用して前記推定速度と推定電流とを演算出力するものとし、
前記抵抗観測手段は、前記検出電流と前記速度観測手段で演算された前記推定電流とに基づき前記推定抵抗値を演算する推定抵抗演算部、および前記推定速度に基づき前記必要条件の成立不成立を判定し、前記必要条件が成立するときのみ前記推定抵抗演算部の出力を更新する更新判定部を備えた交流回転機の制御装置。 Control means for generating a voltage command based on a command from the upper control system, voltage applying means for applying a voltage to the AC rotating machine based on the voltage command, current detecting means for detecting a current of the AC rotating machine and outputting a detected current A speed observing means for calculating and outputting an estimated speed of the AC rotating machine using an adaptive observer based on the voltage command, the detected current and an estimated resistance value of the AC rotating machine, and the detected current and the estimated speed. In the control device for an AC rotating machine provided with resistance observation means for calculating and outputting the estimated resistance value based on
The speed observing means and the resistance observing means each include the estimated speed in a state where a necessary condition for the transfer function in each calculation to be stable is satisfied, including an observer gain set by the calculation using the adaptive observer. And calculating the estimated resistance value ,
The speed observation means calculates and outputs the estimated speed and the estimated current using an adaptive observer set to a first observer gain based on the voltage command, the detected current, and the estimated resistance value.
The resistance observing means is configured to calculate an estimated resistance value based on the detected current and the estimated current calculated by the speed observing means, and to determine whether or not the necessary condition is satisfied based on the estimated speed. And the control apparatus of the AC rotating machine provided with the update determination part which updates the output of the said estimation resistance calculating part only when the said required condition is satisfied .
前記速度観測手段および前記抵抗観測手段は、前記適応オブザーバを使用した演算で設定するオブザーバゲインを含む、それぞれの演算における伝達関数が安定であるための必要条件が成立する状態で、それぞれ前記推定速度および前記推定抵抗値を演算出力するようにし、
前記速度観測手段は、前記電圧指令と前記検出電流と前記推定抵抗値とに基づき第一オブザーバゲインに設定した適応オブザーバを使用して前記推定速度を演算出力するものとし、
前記抵抗観測手段は、前記電圧指令と前記検出電流と前記推定速度とに基づき第二オブザーバゲインに設定した適応オブザーバを使用して前記推定抵抗値を演算出力し、
更に、前記抵抗観測手段は、前記推定速度に基づき推定加速度を演算し、前記推定加速度が所定の設定値以下のときのみ前記推定抵抗値の出力を更新する更新判定器を備えた交流回転機の制御装置。 Control means for generating a voltage command based on a command from the upper control system, voltage applying means for applying a voltage to the AC rotating machine based on the voltage command, current detecting means for detecting a current of the AC rotating machine and outputting a detected current A speed observing means for calculating and outputting an estimated speed of the AC rotating machine using an adaptive observer based on the voltage command, the detected current and an estimated resistance value of the AC rotating machine, and the detected current and the estimated speed. In the control device for an AC rotating machine provided with resistance observation means for calculating and outputting the estimated resistance value based on
The speed observing means and the resistance observing means each include the estimated speed in a state where a necessary condition for the transfer function in each calculation to be stable is satisfied, including an observer gain set by the calculation using the adaptive observer. And calculating the estimated resistance value,
The speed observation means calculates and outputs the estimated speed using an adaptive observer set to a first observer gain based on the voltage command, the detected current, and the estimated resistance value.
The resistance observation means calculates and outputs the estimated resistance value using an adaptive observer set to a second observer gain based on the voltage command, the detected current, and the estimated speed,
Furthermore, the resistance observing means calculates an estimated acceleration based on the estimated speed, and the AC rotating machine includes an update determination unit that updates an output of the estimated resistance value only when the estimated acceleration is equal to or less than a predetermined set value . Control device.
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Cited By (2)
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