同步机控制装置及同步机控制方法以及电动车制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种无须使控制系统变得复杂即可实现马达的高性能化的同步机控制装置。本发明专利技术的同步机控制装置是一种对将电力供给至同步机(1)的电力转换器进行控制(2)的同步机控制装置，其具备：第一磁通指令运算部(21)，其根据同步机(1)的电流指令值(Id

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步机控制装置及同步机控制方法以及电动车


[0001]本专利技术涉及一种用于驱动同步马达等同步机的同步机控制装置及同步机控制方法以及使用它们的电动车。

技术介绍

[0002]为了使同步马达小型化，马达的高速旋转化及高磁通密度化在不断发展。尤其是在电动汽车等电动车中，马达的重量会对耗电量产生影响，所以该趋势比较明显。
[0003]作为应对高速旋转化的现有控制技术，已知有专利文献1记载的控制技术。
[0004]在专利文献1记载的控制技术中，针对d轴电流及q轴电流而以电流检测值向第1电流指令值靠近的方式制作第2电流指令值。继而，根据第2电流指令值来制作电压指令值。
[0005]此外，作为应对高磁通密度化的现有控制技术，已知有专利文献2及专利文献3记载的控制技术。
[0006]在专利文献2记载的控制技术中，根据上述专利文献1中的第2电流指令值而且根据线圈磁链来制作电压指令值。
[0007]在专利文献3记载的控制技术中，与相对于马达电流值的电感值的变化相对应地而同样地改变电流控制增益。现有技术文献专利文献
[0008]专利文献1：日本专利特开2004
‑
297966号公报专利文献2：国际公开第2010/116815号专利文献3：日本专利特开2003
‑
348875号公报

技术实现思路

专利技术要解决的问题
[0009]若希望运用上述控制技术来同时达成马达的高速旋转化及高磁通密度化，则控制系统变得复杂，尤其是用于磁通相关的运算的常数增多、参数辨识变得困难、控制装置的负荷增加。因此难以搭载到电动车等运用对象中。
[0010]因此，本专利技术提供一种无须使控制系统变得复杂即可实现马达的高性能化的同步机控制装置及同步机控制方法以及使用它们的电动车。解决问题的技术手段
[0011]为解决上述问题，本专利技术的同步机控制装置是一种对将电力供给至同步机的电力转换器进行控制的同步机控制装置，其具备：第一磁通指令运算部，其根据同步机的电流指令值来运算第一磁通指令值；磁通推断部，其根据同步机的电流检测值来推断同步机的磁通值；以及电压运算部，其以第一磁通指令值与磁通值一致的方式制作电力转换器的电压指令值。
[0012]此外，为解决上述问题，本专利技术的同步机控制方法是一种对将电力供给至同步机
的电力转换器进行控制的方法，其中，根据同步机的电流指令值来运算第一磁通指令值，根据同步机的电流检测值来推断同步机的磁通值，以第一磁通指令值与磁通值一致的方式制作电力转换器的电压指令值。
[0013]此外，为解决上述问题，本专利技术的电动车是一种具备车轮、驱动车轮的同步机、对同步机供给电力的电力转换器、以及控制电力转换器的控制装置的电动车，其中，控制装置为上述本专利技术的同步机控制装置。专利技术的效果
[0014]通过本专利技术，能够考虑同步机的磁饱和的影响来高精度地控制同步机而不会使控制系统变得复杂。
[0015]上述以外的课题、构成以及效果将通过以下实施方式的说明来加以明确。
附图说明
[0016]图1为表示作为实施例1的同步机控制装置的功能构成的框图。图2为表示第二dq轴磁通指令运算部25中的PI控制器的功能构成的框图。图3表示根据式(1)所示的反演模型构成的电压向量运算部19的构成。图4表示磁通与电流的关系的一例。图5为表示作为实施例2的同步机控制装置的功能构成的框图。图6为表示非干涉控制运算部13的功能构成例的框图。图7为表示作为实施例3的同步机控制装置的功能构成的框图。图8为表示第二dq轴磁通指令运算部25B的功能构成例的框图。图9为表示作为实施例4的电动车的构成的框图。
具体实施方式
[0017]下面，一边使用附图，一边通过下述实施例1～4对本专利技术的实施方式进行说明。各图中，同一参考编号表示同一构成要件或者具备类似功能的构成要件。
[0018]在实施例1～4中，作为控制对象的同步机为永磁铁同步马达(以下记作“PMSM”(Permanent Magnet Synchronous Motor的缩写))。实施例1
[0019]图1为表示作为实施例1的同步机控制装置的功能构成的框图。再者，在本实施例中，通过由微电脑等电脑系统执行规定程序来作为图1所示的同步机控制装置发挥功能(其他实施例也一样)。
[0020]图1中，电力转换器2将来自直流电压源9(例如电池)的直流电转换为交流电并输出至PMSM 1。PMSM 1由该交流电旋转驱动。电力转换器2具备由半导体开关元件构成的逆变主电路。半导体开关元件由门信号作通断控制，由此将直流电转换为交流电。再者，作为半导体开关元件，例如使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)。
[0021]相电流检测器3检测从电力转换器2流至PMSM 1的三相的马达电流即U相电流Iu、V相电流Iv以及W相电流Iw，并分别以U相电流检测值Iuc、V相电流检测值Ivc以及W相电流检测值Iwc的形式输出。再者，作为相电流检测器3，使用霍尔CT(Current Transformer,电流
互感器)等。
[0022]磁极位置检测器4检测PMSM 1的磁极位置，输出磁极位置信息θ
*
。作为磁极位置检测器4，使用旋转变压器等。
[0023]频率运算部5根据磁极位置检测器4所输出的磁极位置信息θ
*
而通过时间微分运算等来运算并输出速度信息ω
1*
。
[0024]坐标变换部7根据磁极位置信息θ
*
将相电流检测器所输出的Iuc、Ivc、Iwc变换为旋转坐标系中的dq轴电流检测值Idc、Iqc并输出Idc、Iqc。
[0025]dq轴磁通推断部23根据坐标变换部7所输出的dq轴电流检测值Idc、Iqc而参考查找表(表数据)来推断dq轴磁通推断值φdc、φqc。dq轴磁通推断部23所参考的查找表(表数据)是表示Idc、Iqc与φdc、φqc的对应的表数据，存储在本实施例的同步机控制装置所配备的存储装置(未图示)中。再者，也可使用规定函数(近似式等)代替查找表。
[0026]第一dq轴磁通指令运算部21根据从上位控制装置等给出的dq轴电流指令值Idc
*
、Iqc
*
而参考查找表(表数据)来运算并输出第一dq轴磁通指令值φd
*
、φq
*
。第一dq轴磁通指令运算部21所参考的查找表(表数据)是表示Idc
*
、Iqc
*
与φd
*
、φq
*
的对应的表数据，存储在本实施例的同步机控制装置所配备的存储装置(未图示)中。再者，也可使用规定函数(近似式等)代替查找表。
[0027]第二dq轴磁通指令运算部25以第一dq轴磁通指令值φd
*
、φq
*
与dq轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种同步机控制装置，其对将电力供给至同步机的电力转换器进行控制，其特征在于，具备：第一磁通指令运算部，其根据所述同步机的电流指令值来运算第一磁通指令值；磁通推断部，其根据所述同步机的电流检测值来推断所述同步机的磁通值；以及电压运算部，其以所述第一磁通指令值与所述磁通值一致的方式制作所述电力转换器的电压指令值。2.根据权利要求1所述的同步机控制装置，其特征在于，所述第一磁通指令运算部根据表示所述电流指令值与所述第一磁通指令值的对应关系的信息来运算所述第一磁通指令值，所述磁通推断部根据表示所述电流检测值与所述磁通值的对应关系的信息来推断所述磁通值。3.根据权利要求2所述的同步机控制装置，其特征在于，表示所述电流指令值与所述第一磁通指令值的所述对应关系的所述信息与表示所述电流检测值与所述磁通值的所述对应关系的所述信息相同。4.根据权利要求1所述的同步机控制装置，其特征在于，还具备第二磁通指令运算部，所述第二磁通指令运算部以所述第一磁通指令值与所述磁通值一致的方式运算第二磁通指令值，所述电压运算部根据所述第二磁通指令值和所述同步机的速度来制作所述电压指令值。5.根据权利要求4所述的同步机控制装置，其特征在于，所述第二磁通指令运算部使用比例控制器及积分控制器来运算所述第二磁通指令值。6.根据权利要求4所述的同步机控制装置，其特征在于，所述电压运算部使用比例控制器及积分控制器和构成前馈控制系统的一阶滞后控制器来运算所述第二磁通指令值。...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷口峻，户张和明，中尾矩也，安岛俊幸，吉田健一，松尾健太郎，岸本永吴，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：