电动机控制装置制造方法及图纸

在一次磁通控制中，进行基于一次磁通的偏差的反馈。电动机控制装置(1)具有：第1坐标转换部(101)，其将三相电流([I])转换成δc－γc旋转坐标系中的电流([i])；第1计算部(102)，其求出前馈项([F])；第2计算部(103A)，其求出前馈项([F])与反馈项([B])之和即δc－γc旋转坐标系中的电压指令值([v*])；第2坐标转换部(104)，其对电压指令值([v*])进行坐标转换，转换成施加给旋转电动机(3)的电压在其它坐标系中的电压指令值([V*])；以及积分器(106)，其根据旋转角速度的指令值(ω*)计算δc轴相对于α轴的相位(θ)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置
本专利技术涉及控制具有励磁部和电枢的同步电动机的技术。特别是，涉及根据该励磁部产生的磁场磁通与由流过电枢绕组的电枢电流产生的电枢反作用的磁通的合成即所谓的一次磁通控制旋转电动机的技术。
技术介绍
以往，提出了各种基于一次磁通的旋转电动机的控制、所谓的一次磁通控制。一次磁通控制，简单来说，是通过对旋转电动机的一次磁通依据其指令值进行控制来稳定地控制旋转电动机的技术。例如将磁场磁通Λ0的相位用于旋转坐标系的d轴，将一次磁通λ1的相位用于另一旋转坐标系的δ轴，将δ轴相对于d轴的相位差视为负载角不过，这里在相对于δ轴为90度进相的相位中采用γ轴。并且，定义δc轴和γc轴作为在一次磁通的控制中采用的旋转坐标系的控制轴。δc轴和γc轴分别对应于δ轴和γ轴，将δc轴相对于d轴的相位差设定为在该情况下，一次磁通λ1的指令值(以下称为“一次磁通指令值”)具有δc轴分量Λδ*，γc轴分量为零。因此，如果一次磁通λ1等于一次磁通指令值，则一次磁通λ1的δc轴分量λ1δc等于δc轴分量Λδ*，相位差等于负载角δc轴与δ轴一致。一次磁通λ1的δc轴分量λ1δc和γc轴分量λ1γc由于一次磁通指令值的变更、负载的变动、控制干扰的影响等而变动。例如一次磁通指令值的变更或负载的变动导致一次磁通λ1的过渡性的变化，控制干扰导致γc轴/δc轴的变动。作为有控制干扰的状态，可以例示出：由于无用时间、接通损耗、空时的影响而使电压指令与施加给旋转电动机的电压不同的状态、旋转电动机的设备常数与控制系统假定的设备常数之间有偏差的状态。因此，在一次磁通λ1与一次磁通指令值之间产生偏差，因而在负载角与相位差之间也产生偏差。在一次磁通控制中，在一次磁通λ1与一次磁通指令值产生偏差的情况下，进行例如校正电压指令值的控制，不仅使一次磁通λ1的δc轴分量λ1δc等于一次磁通指令值的δc轴分量Λδ*，而且使其γc轴分量λ1γc为零。由此，相位差与负载角一致。这样的一次磁通控制可以控制为使旋转电动机的扭矩不依赖于其旋转角速度而与电枢电流的γc轴分量成比例。另外，在下述的现有技术文献中非专利文献6与下述的其它现有技术文献更换δ轴和γ轴来采用。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第3672761号公报专利文献2：日本特开平4－91693号公报非专利文献非专利文献1：掘田、浅野、常広，“无位置检测部的直流无刷电动机的控制法”昭和63年度电气关系学会东海支部连合大会(位置検出器のないDCブラシレスモータの制御法」昭和63年度電気関係学会東海支部連合大会)，P.161非专利文献2：角、常広，“直流无刷电动机的无位置传感器控制法”1990年度电气关系学会东海支部连合大会(DCブラシレスモータの位置センサレス制御法」、1990年度電気関係学会東海支部連合大会)，P.172非专利文献3：角、山村、常広，“直流无刷电动机的无位置传感器控制法”，电气学会论文誌D，平成3年，111卷8号(DCブラシレスモータの位置センサレス制御法」、電気学会論文誌D、平成3年、111巻8号)，p.639－644非专利文献4：瓜田、塚本、常広，“关于受到一次磁通控制的同步机的常数估计法”1998年度电气关系学会东海支部连合大会(一次磁束制御された同期機の定数推定法について」1998年度電気関係学会東海支部連合大会)，P.101非专利文献5：瓜田、山村、常広，“关于同步机驱动用通用逆变器”，电气学会论文誌D，平成11年，119卷5号(同期機駆動用汎用インバータについて」電気学会論文誌D、平成11年、119巻5号)，p.707－712非专利文献6：矢部、坂廼边，“并用了过调制PWM的IPM电动机的无传感器驱动”，电气学会研究会资料，RM，旋转机研究会2001(159)(過変調PWMを併用したIPMモータのセンサレス駆動」、電気学会研究会資料.RM、回転機研究会2001(159))，p.7－12
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1中，不使用电枢电流的γ轴分量而使用δ轴分量中的偏差来实现反馈。并且在非专利文献3中，以负载角可以近似等于其正弦值的范围作为前提。然而，在上述文献中，除了非专利文献6以外，均针对电枢绕组的电感对其d轴分量和与其呈90度进相的γ轴分量以各向同性方式进行处理，不可以应用于具有所谓的突极性的旋转电动机、例如嵌入磁铁型的旋转电动机。并且，在任一现有技术文献中采用的反馈量也不包含负载角的信息。例如在专利文献2、非专利文献1、2、3、6中，仅仅将δ轴电流和γ轴电流用于反馈量，在专利文献4、5中，仅仅将δ轴电流用于反馈量。因此，在负载角大的区域中，无法将一次磁通控制为期望值。在输出大的扭矩时负载角也变大。因此，在以往的一次磁通控制中，难以适当进行在扭矩大的区域中的稳定驱动、或者高效率的驱动。本专利技术鉴于上述方面而作出的，本专利技术的目的是提供这样一种技术：通过进行基于一次磁通的偏差的反馈，即使针对有突极性的旋转电动机，也可以应用一次磁通控制。并且，本专利技术的目的是提供一种即使在输出扭矩大的区域中也可以在稳定且效率良好的动作点进行驱动的一次磁通控制。用于解决课题的手段本专利技术的电动机控制装置是这样的装置，其针对包括具有电枢绕组的电枢和与所述电枢相对旋转的励磁部即转子的旋转电动机，控制所述励磁部产生的磁场磁通Λ0与由流过所述电枢的电枢电流[I]产生的电枢反作用的磁通(λa：id·Ld，iq·Lq)的合成即一次磁通[λ1]。然后，在其第1方式中，所述电动机控制装置具有：第1坐标转换部101，其将所述电枢电流转换成相对于所述转子的旋转具有预定相位的旋转坐标系δc－γc中的第1电流[i]；第1计算部102，其根据所述旋转电动机的电压方程式，求出基于所述一次磁通的指令值即一次磁通指令值[Λ1*]的感应电压ω*·[Λ1*]与所述第1电流导致的电压降{R}[i]之和即第1项[F]；第2计算部103A、103B，其求出对所述一次磁通相对于所述一次磁通指令值的偏差[ΔΛ]进行由非零矩阵{K}表示的运算而得到的第2项[B]与所述第1项之和，作为施加给所述旋转电动机的电压在所述旋转坐标系中的指令值即第1电压指令值[v*]；以及第2坐标转换部104，其对所述第1电压指令值进行坐标转换，转换成施加给所述旋转电动机的电压在其它坐标系中的指令值即第2电压指令值[V*]。本专利技术的电动机控制装置的第2方式是其第1方式，所述第2计算部103A采用所述一次磁通的估计值λ1^作为所述一次磁通。本专利技术的电动机控制装置的第3方式是其第2方式，所述电动机控制装置还具有一次磁通估计部105，所述一次磁通估计部105根据所述预定相位所述电枢绕组的电感的与所述磁场磁通正交的第1分量Lq、所述电感的与所述磁场磁通同相的第2分量Ld、所述第1电流、以及所述磁场磁通Λ0，求出所述一次磁通的所述估计值[λ1^]。本专利技术的电动机控制装置的第4方式是其第2方式或者第3方式，所述电动机控制装置还具有一次磁通指令校正部107，所述一次磁通指令校正部107使用所述预定相位所述电枢绕组的电感的与所述磁场磁通正交的第1分量Lq、所述电感的与所述磁场磁通同相的第2分量Ld、所述第1电流、所述磁场磁通Λ0、以及所述一次磁通的所述估计值[λ1^]，校正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，其针对包括具有电枢绕组的电枢和与所述电枢相对旋转的励磁部即转子的旋转电动机，控制所述励磁部产生的磁场磁通(Λ0)与由流过所述电枢的电枢电流([I])产生的电枢反作用的磁通(λa：id·Ld，iq·Lq)的合成即一次磁通([λ1])，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第1坐标转换部(101)，其将所述电枢电流转换成相对于所述转子的旋转具有预定相位的旋转坐标系(δc－γc)中的第1电流([i])；第1计算部(102)，其根据所述旋转电动机的电压方程式，求出基于所述一次磁通的指令值即一次磁通指令值([Λ1*])的感应电压(ω*·[Λ1*])与所述第1电流导致的电压降({R}[i])之和即第1项([F])；第2计算部(103A、103B)，其求出对所述一次磁通相对于所述一次磁通指令值的偏差([ΔΛ])进行由非零矩阵({K})表示的运算而得到的第2项([B])与所述第1项之和，作为施加给所述旋转电动机的电压在所述旋转坐标系中的指令值即第1电压指令值([v*])；以及第2坐标转换部(104)，其对所述第1电压指令值进行坐标转换，转换成施加给所述旋转电动机的电压在其它坐标系中的指令值即第2电压指令值([V*])。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.30 JP 2012-1898041.一种电动机控制装置，其针对包括具有电枢绕组的电枢和与所述电枢相对旋转的励磁部即转子的旋转电动机，控制所述励磁部产生的磁场磁通(Λ0)与由流过所述电枢的电枢电流([I])产生的电枢反作用的磁通(λa：id·Ld，iq·Lq)的合成即一次磁通([λ1])，其特征在于，所述电动机控制装置具有：第1坐标转换部(101)，其将所述电枢电流转换成相对于所述转子的旋转具有预定相位的旋转坐标系(δc－γc)中的第1电流([i])；第1计算部(102)，其根据所述旋转电动机的电压方程式，求出基于所述一次磁通的指令值即一次磁通指令值([Λ1*])的感应电压(ω*·[Λ1*])与所述第1电流导致的电压降({R}[i])之和即第1项([F])；第2计算部，其求出对所述一次磁通相对于所述一次磁通指令值的偏差([ΔΛ])进行由非零矩阵({K})表示的运算而得到的第2项([B])与所述第1项之和，作为施加给所述旋转电动机的电压在所述旋转坐标系中的指令值即第1电压指令值([v*])；以及第2坐标转换部(104)，其对所述第1电压指令值进行坐标转换，转换成施加给所述旋转电动机的电压在其它坐标系中的指令值即第2电压指令值([V*])，所述第2计算部采用所述一次磁通的估计值([λ1^])作为所述一次磁通。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其中，所述电动机控制装置还具有一次磁通估计部(105)，所述一次磁通估计部(105)根据所述预定相位所述电枢绕组的电感的与所述磁场磁通正交的第1分量(Lq)、所述电感的与所述磁场磁通同相的第2分量(Ld)、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒木刚，小林直人，北野伸起，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP