同步电机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种对同步电机真正的转子位置与由位置检测器检测得到的转子位置之间的误差进行校正的同步电机控制装置。在对同步电机的转子位置与由检测同步电机的转子位置的位置检测器检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正的同步电机控制装置中，包括：电流控制器，该电流控制器进行控制，使得电枢交链磁通的产生方向(γ轴)及其正交方向(δ轴)的电流指令值与电流检测值相一致；以及电压型磁通运算器，该电压型磁通运算器基于同步电机的电枢电流检测值及电枢电压指令值来计算电枢交链磁通，根据所述γδ轴电流指令值和所述电枢交链磁通的相位来校正所述转子位置误差。

【技术实现步骤摘要】
同步电机控制装置
本专利技术涉及具备旋转驱动同步电机的功率转换单元的同步电机控制装置，尤其涉及对同步电机真正的转子位置与由位置检测单元检测得到的转子位置之间的误差进行校正的同步电机控制装置。
技术介绍
在同步电机的控制中，若在同步电机真正的转子位置与由位置检测器检测得到的转子位置之间存在误差(以下，记为转子位置误差)，则无法控制成所期望的转矩。因此，需要检测出该误差，并对其进行校正。作为力图解决这样的问题的同步电机控制装置的一个示例，提出了以下的方法：即，在负荷转矩恒定的情况下，搜索出使得电枢电流成为最小的电流指令，并根据搜索得到的电流指令来计算转子位置误差(例如，参照专利文献1)。此外，还提出了以下方法：具备比较器，该比较器比较转子电枢绕组的U相电压与W相电压，若检测到两相的电压交点(U相电压上升/W相电压下降)则使输出时钟信号下降，通过在输出时钟信号下降时获取位置检测器的输出，并在取得规定次数的位置检测器输出后计算其平均值，从而计算出转子位置误差(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2001-8486号公报专利文献2：日本专利特开2008-278606号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，所述专利文献1所揭示的同步电机控制装置存在以下问题点：即，为了计算转子位置误差，要耗时搜索在负荷转矩恒定的情况下、使得电枢电流最小的电流指令值。此外，所述专利文献2的同步电机控制装置存在需要用于计算转子位置误差的专用电路的问题。本专利技术是为了解决上述那样的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种无需进行电流指令值的搜索、并且无需专用的电路就能对转子位置误差进行校正的同步电机控制装置。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的同步电机控制装置是对同步电机的转子位置与由检测所述同步电机的转子位置的位置检测单元检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正的同步电机控制装置，所述同步电机控制装置包括：电流控制器，该电流控制器进行控制，使得电枢交链磁通的产生方向及其正交方向的电流指令值与电流检测值相一致；磁通运算器，该磁通运算器基于所述同步电机的电枢电流检测值及电枢电压指令值，来计算推定电枢交链磁通的相位；电枢交链磁通相位运算器，该电枢交链磁通相位运算器利用所述电枢交链磁通的产生方向及其正交方向的电流指令值来计算真正的电枢交链磁通的相位；以及转子位置误差运算器，该转子位置误差运算器利用由所述磁通运算器计算得到的推定电枢交链磁通的相位、以及由所述电枢交链磁通相位运算器所计算出的真正的电枢交链磁通的相位，来计算所述转子位置误差，所述同步电机控制装置利用由所述转子位置误差运算器计算得到的转子位置误差，来对所述同步电机的转子位置与由所述位置检测单元检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正。专利技术效果根据本专利技术的同步电机控制装置，无需耗时进行电流指令值的搜索，并且无需专用的电路，就能对转子位置误差进行校正。附图说明图1是说明本专利技术的实施方式1的图，是表示包括同步电机控制装置、电源、同步电机的同步电机控制系统的一个示例的结构图。图2是说明本专利技术实施方式1的图，是表示磁通运算器的结构的一个示例的图。图3是说明本专利技术的实施方式1的图，是表示dq轴、d’q’轴、γδ轴、γ’δ’轴的关系的图。图4是说明本专利技术的实施方式2的图，是表示包括同步电机控制装置、电源、同步电机的同步电机控制系统的一个示例的结构图。图5是说明本专利技术的实施方式3以及实施方式4的图，是表示包括同步电机控制装置、电源、同步电机的同步电机控制系统的一个示例的结构图。图6是说明本专利技术的实施方式5的图，是表示包括同步电机控制装置、电源、同步电机的同步电机控制系统的一个示例的结构图。图7是说明本专利技术的实施方式5的图，是表示磁通运算器的结构的一个示例的图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术所涉及的同步电机控制装置的优选实施方式进行说明。实施方式1图1是说明本专利技术的实施方式1的图，表示包括同步电机控制装置1、电源2、同步电机3的同步电机控制系统。下面，对实施方式1中的同步电机控制装置1的结构及结构要素的功能进行说明。同步电机控制装置1包括功率转换单元11、转子位置误差运算器12、γ’δ’→uvw坐标转换器13、电流检测单元14、位置检测单元即位置检测器15、速度运算器16、磁通运算器17、uvw→γ’δ’坐标转换器18、以及电流控制器19。首先，从功率转换单元11的输出侧开始依次进行说明，接着，对到生成成为功率转换单元11的输入侧的电压指令为止的流程进行说明。之后，对使用转子位置误差运算器12的转子位置误差的校正方法进行说明。在实施方式1的驱动同步电机3的同步电机控制装置1的结构中，功率转换单元11与同步电机3的电枢绕组相连接，该功率转换单元11以具有将由电源2提供的电力转换为多相交流电的功能的逆变器为代表。然后，功率转换单元11基于由后述结构中的γ’δ’→uvw坐标转换器13获得的电压指令vu*、vv*、vw*，将电压施加于同步电机3，从而驱动同步电机3。其结果是，在同步电机3的电枢绕组中产生输出电流。另外，电源2是输出直流电压的电源或电池，也可以利用公知的整流器从单相或者三相交流电源来获得直流电压。利用以电流传感器为代表的电流检测单元14来检测出作为同步电机3的输出电流的电枢绕组的电流(以下，记作电枢电流)。另外，在同步电机3为三相旋转电机的情况下，电流检测单元14可以是检测同步电机3的三相输出电流中所有相位的输出电流的结构，或者也可以是如下结构：即，对于一个相(例如w相)的输出电流iw，使用检测得到的两个相的输出电流iu、iv，根据iw＝-iu-iv的关系来求得该一个相的输出电流iw，从而检测两个相的输出电流。并且，除了直接检测各相电流的方法以外，也可以使用作为公知技术的以下方法：即，根据电源2与功率转换单元11之间流过的DC链路电流来检测所述输出电流。位置检测器15利用公知的旋转变压器、编码器等检测同步电机3的转子位置。这里，将同步电机3真正的转子位置设为θ，将由位置检测器15检测出的转子位置设为θ’。此外，位置检测器15能通过设定原点校正值θ’offset，从而使θ’的值减去θ’offset。速度运算器16对θ’进行微分运算，从而计算出同步电机3的电角速度ω。本实施方式中，在同步电机3为永磁同步电机的情况下，将永磁体磁通定义为励磁磁通，在同步电机3为绕组励磁型的情况下，将励磁绕组中流通电流时所产生的磁通定义为励磁磁通。同步电机3真正的转子位置θ是指相对于以u相电枢绕组为基准而获得的轴、励磁磁通的N极方向的角度，将以同步电机3的转速(电角频率)ω进行旋转的旋转二轴坐标(以下，记作dq轴)的d轴定义为励磁磁通的N极方向，以下的说明也基于此。q轴定义为相对于d轴前进90°的正交方向。另一方面，将由位置检测器15检测到的转子位置的方向设为d’轴，将相对于d’轴前进90°的正交方向设为q’轴，下面对d’轴与q’轴进行统称并记作d’q’轴。此外，将电枢交链磁通的产生方向设为γ轴，将相对于γ轴前进90°的正交方向设为δ轴，下面对γ轴与δ轴进行统称并记作γδ轴。另一方面，将由后述的磁通运算器17计算出的电枢交链磁通的方向设为γ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电机控制装置，所述同步电机控制装置(1)对同步电机(3)的转子位置与由检测所述同步电机(3)的转子位置的位置检测单元(15)检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正，所述同步电机控制装置的特征在于，包括：电流控制器(19)，该电流控制器(19)进行控制，使得电枢交链磁通的产生方向及其正交方向的电流指令值与电流检测值相一致；磁通运算器(17，17a)，该磁通运算器(17，17a)基于所述同步电机(3)的电枢电流检测值及电枢电压指令值，来计算推定电枢交链磁通的相位；以及转子位置误差运算器(12，12a)，该转子位置误差运算器(12，12a)利用由所述磁通运算器(17，17a)计算得到的推定电枢交链磁通的相位，来计算所述转子位置误差，所述同步电机控制装置利用由所述转子位置误差运算器(12，12a)计算得到的转子位置误差，来对所述同步电机(3)的转子位置与由所述位置检测单元(15)检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正。

【技术特征摘要】
2013.05.17 JP 2013-1047271.一种同步电机控制装置，所述同步电机控制装置对同步电机的转子位置与由检测所述同步电机的转子位置的位置检测单元检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正，所述同步电机控制装置的特征在于，包括：电流控制器，该电流控制器进行控制，使得电枢交链磁通的产生方向及其正交方向的电流指令值与电流检测值相一致；磁通运算器，该磁通运算器基于所述同步电机的电枢电流检测值及电枢电压指令值，来计算推定电枢交链磁通的相位；电枢交链磁通相位运算器，该电枢交链磁通相位运算器利用所述电枢交链磁通的产生方向及其正交方向的电流指令值来计算真正的电枢交链磁通的相位；以及转子位置误差运算器，该转子位置误差运算器利用由所述磁通运算器计算得到的推定电枢交链磁通的相位、以及由所述电枢交链磁通相位运算器所计算出的真正的电枢交链磁通的相位，来计算所述转子位置误差，所述同步电机控制装置利用由所述转子位置误差运算器计算得到的转子位置误差，来对所述同步电机的转子位置与由所述位置检测单元检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正。2.一种同步电机控制装置，所述同步电机控制装置对同步电机的转子位置与由检测所述同步电机的转子位置的位置检测单元检测得到的转子位置之间的差、即转子位置误差进行校正，所述同步电机控制装置包括：电流控制器，该电流控制器进行控制，使得电枢交链磁通的产生方向及其正交方向的电流指令值与电流检测值相一致；磁通运算器，该磁通运算器基于所述同步电机的电枢电流检测值及电枢电压指令值，来计算推定电枢交链磁通的相位；以及转子位置误差运算器，该转子位置误差运算器利用由所述磁通运算器计算得到的推定电枢交链磁通的相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：松浦大树，小林贵彦，和田典之，安西清治，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP