電流ループの制御原理の紹介
新エネルギー車の駆動モーター
新エネルギー車では、モーター コントローラー (MCU) が駆動モーター (永久磁石同期モーター、PMSM など) のトルクと速度の制御を実現します。その一般的な制御戦略は次のとおりです。
• ベクトル制御 (フィールド指向制御、FOC): この戦略は、現在の車両アプリケーションで最も一般的な制御方法です。モーターの励磁磁界を独立して制御できます（永久磁石同期モーターの励磁磁界は永久磁石によって提供され、磁界を確立するために追加の励磁電流は必要ありません。ここでは、モーターの安定性を維持することを指します） Id)とトルク磁界を介した鎖交磁束により、トルクと速度の精密な制御を実現します。
• 直接トルク制御（Direct Torque Control、DTC）：複雑な座標変換を必要とせず、モータの電磁トルクやステータ鎖交磁束を直接測定・制御することで制御目標を達成する方式です。
ここで、ベクトル制御戦略における電流ループ制御を例として、駆動モーターの制御プロセスを次のように要約します。
1. モーターローターの位置と速度の測定
MCUは、モーターシャフトの一端に設置、またはモーター内部に組み込まれ、カップリングを介してモーターシャフトと同軸回転できるように接続されたロータリーエンコーダーから、モーターローターの位置と速度情報を取得します。
ロータリエンコーダには主にアブソリュートエンコーダとインクリメンタルエンコーダの2種類があります。インクリメンタルエンコーダのアプリケーションを例にとると、通常、90度の位相差を持つAとBの2つのパルスシーケンスで構成され、基準位置は通常ゼロ位置または原点と呼ばれるZ相パルスによってマークされます。信号。
モーターが回転すると、A相とB相が交互に方形波パルスを出力します。このとき、MCUは2相の90度の位相差を比較することでモーターの回転方向を判断し、パルス数とパルス数の変化を記録することでモーターが回転した角度や距離を判断できます。単位時間あたりのモーターの速度を計算します。取得したローターの位置と速度の情報を通じて、MCU は電流ループや速度ループなどのさらなる制御を実行できます。
たとえば、モーターが特定の角度で回転すると、エンコーダーは対応する数のパルスを生成します。 A相とB相のパルスの順序を比較することでモーターの回転方向が決まり、単位時間当たりのパルス数から速度が計算されます。 MCU が 1 秒間に 10,{3}} パルスを受信し、エンコーダーが 1 回転あたり 1,000 パルスのみを生成すると仮定すると、モーター速度は 10rpm/s (モーター速度 ω) になります。
エンコーダは 1 回転ごとに Z 相パルスを生成します。 MCU は初めて Z 相パルスを受信すると、この位置をゼロ基準点として使用し、次に A 相パルスの数をカウントして、ゼロ位置に対するモーターローターの位置を決定します。 300 個の A 相パルスが検出された場合、ゼロ位置に対するモーター ローターの角度位置は 300/1000 回転または 108 度になります (ラジアン θ=3π/5 に換算)。
