交流旋转电机控制装置及电动助力转向控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术所涉及的交流旋转电机控制装置包括直流电源、逆变器、磁通发生器、角度检测器和控制运算部，控制运算部根据电流路径和角度检测器的位置关系，计算校正信号，并利用根据校正信号校正后的值求出的角度信息，控制逆变器，该校正信号用于校正由直流电源与逆变器之间流过的直流电流、逆变器与电枢绕组之间流过的多相交流电流中的至少一方所产生的噪声磁通分量对余弦信号和正弦信号造成的信号误差。

AC rotating motor control device and electric power steering control device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交流旋转电机控制装置及电动助力转向控制装置
本专利技术涉及用于提高旋转角的检测精度的交流旋转电机控制装置及电动助力转向控制装置。
技术介绍
为了提供转矩脉动被减小的交流旋转电机，要求提高转子的旋转位置检测精度。现有的电动机驱动装置中设有磁通误差校正部，对流过主回路布线的直流电流或交流电流所产生的磁通分量进行检测或计算。通过设置该磁通误差校正部，能够消除位置信息所受到的外部干扰磁通矢量的影响(参照例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008－273478号公报专利文献2：日本专利特开2017－17860号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，现有技术存在以下问题。若使用专利文献1的方法，可以减小由包含在正弦信号和余弦信号中的偏移误差所造成的1阶旋转的角度误差、或由振幅比所造成的2阶旋转的角度误差。然而，该专利文献1并不能减小由于直流电流或交流电流产生的外部干扰磁通而引起的信号误差所造成的角度误差。针对这一问题，有现有技术计算直流电流或交流电流所产生的外部干扰磁通矢量Bd，并从磁传感器得到的检测矢量Bc减去该外部干扰磁通矢量Bb(参照例如专利文献2)。若使用能够检测出磁通矢量本身的磁传感器，则能够得到磁体磁通矢量Bs。这里，图12是表示使用磁阻元件的磁传感器中的主分量磁通与阻抗之间的关系的图。如图12所示，在主分量磁通为－Bth～Bth的范围内，阻抗生变化。因此，结果导致磁传感器的检测信号有很大变动，检测角的精度下降。另一方面，在主分量磁通为－Bth以下或者Bth以上的范围内，阻抗基本固定。因此，在这些范围内，能够抑制检测信号的变动，所以检测角的精度较好。因而，为了确保检测角的精度，多在阻抗相对于主分量磁通几乎不变的范围、即相对于磁体磁通矢量的主分量方向达到饱和状态的范围内使用磁传感器。考虑使用这样的磁传感器且通过直流电流产生0阶旋转的外部干扰磁通矢量的情况。这种情况下，主分量方向处于饱和状态，因此检测信号上叠加着与主分量方向垂直的分量作为误差分量。此时，检测信号中包含的噪声分量为0阶旋转和2阶旋转。因此，即使按照外部干扰磁通矢量的分量进行校正，也无法去除2阶旋转的噪声分量。另外，考虑交流旋转电机的极对数为5对且通过多相交流电流产生5阶旋转的外部干扰磁通矢量的情况。这种情况下，主分量方向处于饱和状态，因此检测信号上叠加着与主分量方向垂直的分量作为误差分量。此时，检测信号中包含的噪声分量为3阶旋转、5阶旋转和7阶旋转。因此，即使按照外部干扰磁通矢量的分量进行校正，也无法去除3阶旋转和7阶旋转的噪声分量。即，相对于磁体磁通矢量的主分量方向为饱和的状态下使用磁传感器的情况下，检测矢量中包含的外部干扰磁通所产生的噪声分量是与Bd不同阶数的分量。因此，即使针对外部干扰磁通进行校正，仍然存在无法消除位置信息所受到的外部干扰磁通矢量的影响。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种用于提高旋转角的检测精度的交流旋转电机控制装置及电动助力转向控制装置。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的交流旋转电机控制装置包括：直流电源；逆变器，该逆变器将直流电源所提供的直流电压转换成交流电压，并将交流电压施加到交流旋转电机的电枢绕组上；磁通发生器，该磁通发生器与通过电枢绕组中流过的多相交流电流所形成的旋转磁通进行旋转的交流旋转电机的转子同步地旋转，从而产生用于检测交流旋转电机的旋转角的角度检测用磁通；角度检测器，该角度检测器在相对于角度检测用磁通的主分量方向处于饱和的状态下被使用，检测构成角度检测用磁通的相互正交的2个分量即余弦信号和正弦信号；以及控制运算部，该控制运算部基于针对交流旋转电机的电流指令和从余弦信号及正弦信号得到的角度信息，控制逆变器，控制运算部根据电流路径与角度检测器的位置关系来计算校正信号，并使用由校正信号校正后的值即校正后余弦信号和校正后正弦信号求出的角度信息，来控制逆变器，其中，所述校正信号用于校正由直流电源与逆变器之间流过的直流电流、逆变器与电枢绕组之间流过的多相交流电流中的至少一方所产生的噪声磁通分量对余弦信号和正弦信号造成的信号误差。本专利技术所涉及的电动助力转向控制装置具备本专利技术所涉及的交流旋转电机控制装置，交流旋转电机控制装置进行转矩控制，以产生对电动助力转向的转向转矩进行辅助的转矩。专利技术效果根据本专利技术，具备如下结构：使用在角度检测用磁通的主分量方向上处于饱和的状态下检测磁通分量的角度传感器的情况下，基于直流电流和多相交流电流中的至少一方所产生的主磁通法线方向分量的噪声磁通，来计算校正信号，对由角度检测器得到的磁通分量即正弦信号和余弦信号进行校正。其结果是，能够得到提高旋转角的检测精度的交流旋转电机控制装置和电动助力转向控制装置这一现有技术所没有的显著效果。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的交流旋转电机控制装置的整体结构图。图2是表示本专利技术的实施方式1的校正信号运算部的结构的框图。图3是表示本专利技术的实施方式1中的U相电流流过的路径与角度检测器的位置关系的图。图4是表示本专利技术的实施方式1中在旋转坐标系上的电流矢量的图。图5是表示本专利技术的实施方式1中的直流电流流过的路径与角度检测器的位置关系的图。图6是表示本专利技术的实施方式1的交流旋转电机控制装置的整体结构图。图7是表示本专利技术的实施方式2的交流旋转电机控制装置的调制率与振幅校正常数的关系的一例的图。图8是表示本专利技术的实施方式3中的直流电流流过的2条路径与角度检测器的位置关系的图。图9是表示本专利技术的实施方式4中的直流电流流过的4条路径与角度检测器的位置关系的图。图10是表示本专利技术的实施方式5中的直流电流流过的4条路径与角度检测器的位置关系的图。图11是表示本专利技术的实施方式6中的U相电流流过的路径与角度检测器的位置关系的图。图12是表示使用磁阻元件的磁传感器中的主分量磁通与阻抗之间的关系的图。具体实施方式下面，利用附图对本专利技术的交流旋转电机控制装置及电动助力转向控制装置的的优选实施方式进行说明。实施方式1图1是表示本专利技术的实施方式1的交流旋转电机控制装置的整体结构图。交流旋转电机1是具有三相绕组U、V、W的永磁体型同步旋转电机。交流旋转电机1的结构中包含转子和定子。这里，说明交流旋转电机1为永磁体型同步旋转电机的情况，但交流旋转电机1也可以是励磁绕组型同步旋转电机。这里，说明具有三相绕组的交流旋转电机1，但也可以是具有三相以上绕组的交流旋转电机。交流旋转电机1的定子或转子的极对数不同，相对于转子一个周期的电周期的数量会发生变化。例如，极对数为2的交流旋转电机1在转子一个周期的期间经过2个电周期。将转子的旋转角度记为机械角，将电周期的相位记为电气角，如下式(1)所示，电气角θe是机械角θm与极对数的乘积。[本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流旋转电机控制装置，其特征在于，包括：/n直流电源；/n逆变器，该逆变器将所述直流电源所提供的直流电压转换成交流电压，并将所述交流电压施加到交流旋转电机的电枢绕组；/n磁通发生器，该磁通发生器与根据流过所述电枢绕组的多相交流电流所形成的旋转磁通进行旋转的所述交流旋转电机的转子同步地旋转，从而产生用于检测所述交流旋转电机的旋转角的角度检测用磁通；/n角度检测器，该角度检测器在相对于所述角度检测用磁通的主分量方向为饱和的状态下被使用，检测构成所述角度检测用磁通的相互正交的2个分量即余弦信号和正弦信号；以及/n控制运算部，该控制运算部基于针对所述交流旋转电机的电流指令、由所述余弦信号和所述正弦信号得到的角度信息，控制所述逆变器，/n所述控制运算部根据电流路径和所述角度检测器的位置关系计算校正信号，并使用根据所述校正信号校正后的值即校正后余弦信号和校正后正弦信号求出的所述角度信息，来控制所述逆变器，其中，所述校正信号用于校正由所述直流电源与所述逆变器之间流过的直流电流、所述逆变器与所述电枢绕组之间流过的所述多相交流电流中的至少一方所产生的噪声磁通分量对所述余弦信号和所述正弦信号造成的信号误差。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交流旋转电机控制装置，其特征在于，包括：
直流电源；
逆变器，该逆变器将所述直流电源所提供的直流电压转换成交流电压，并将所述交流电压施加到交流旋转电机的电枢绕组；
磁通发生器，该磁通发生器与根据流过所述电枢绕组的多相交流电流所形成的旋转磁通进行旋转的所述交流旋转电机的转子同步地旋转，从而产生用于检测所述交流旋转电机的旋转角的角度检测用磁通；
角度检测器，该角度检测器在相对于所述角度检测用磁通的主分量方向为饱和的状态下被使用，检测构成所述角度检测用磁通的相互正交的2个分量即余弦信号和正弦信号；以及
控制运算部，该控制运算部基于针对所述交流旋转电机的电流指令、由所述余弦信号和所述正弦信号得到的角度信息，控制所述逆变器，
所述控制运算部根据电流路径和所述角度检测器的位置关系计算校正信号，并使用根据所述校正信号校正后的值即校正后余弦信号和校正后正弦信号求出的所述角度信息，来控制所述逆变器，其中，所述校正信号用于校正由所述直流电源与所述逆变器之间流过的直流电流、所述逆变器与所述电枢绕组之间流过的所述多相交流电流中的至少一方所产生的噪声磁通分量对所述余弦信号和所述正弦信号造成的信号误差。


2.如权利要求1所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，
所述控制运算部包括：
校正信号运算部，该校正信号运算部使用所述校正信号，对与所述直流电流和所述多相交流电流中的至少一方产生的噪声磁通中沿所述角度检测用磁通的法线方向的噪声磁通分量成比例的信号误差进行校正，从而生成所述校正后余弦信号和所述校正后正弦信号；
角度运算部，该角度运算部基于所述校正后余弦信号和所述校正后正弦信号，生成所述角度信息作为校正后旋转角；以及
电流控制部，该电流控制部基于所述校正后旋转角来控制所述逆变器。


3.如权利要求2所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，
在所述磁通发生器的极对数为m且m为自然数时，由所述直流电流产生的0阶旋转的噪声磁通所造成的信号误差为0阶旋转和2m阶旋转，
所述校正信号运算部使用由基于所述角度检测器的配置而确定的相位校正常数和振幅校正常数来确定相位和振幅并与所述直流电流所生成的噪声磁通相对应的所述校正信号，来生成所述校正后余弦信号和所述校正后正弦信号。


4.如权利要求3所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，
所述角度检测器配置在所述直流电流在所述角度检测器的位置处产生的磁通在XY平面上的方向为所述角度检测器的X轴方向或Y轴方向的设置位置上，
所述校正信号运算部在所述角度检测器配置在所述设置位置上的条件成立的情况下，计算出与所述直流电流所产生的噪声磁通相对应的所述校正信号。


5.如权利要求4所述的交流旋转电机控制装置，其特征在于，
从所述直流电源到所述逆变器为止的直流电流的主路径、从所述逆变器到所述直流电源为止的直流电流的主路径相对于所述角度检测器的XZ平面或YZ平面对称地配置。


6.如权利要求4所述的交流旋转电机控...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川晃，
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