电机控制装置和电机控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电机控制装置和电机控制方法。电机控制装置包括旋转位置估计单元、变化量估计单元和电感估计单元。旋转位置估计单元基于到电机的输出电流和电压基准根据包括电机的q轴电感的电机参数估计电机的旋转位置。变化量估计单元估计对应于其频率高于电机的驱动频率的高频信号的电机的输出扭矩相对于电流相位变化的变化量。电感估计单元基于变化量估计获得最大扭矩的电感值作为q轴电感。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
近来，电机控制装置已经投入了实际使用中，这样的实际使用包括速度估计器，其根据由于电机的旋转而产生的感生电压来估计电机的旋转速度并且执行无传感器控制。在这种类型的电机控制装置中，已知一种电机控制装置，其执行最大扭矩控制，其中有效地使用磁阻扭矩。通过使用通过对于速度估计器进行计算所使用的q轴电感的真实值有意地引入误差而生成的速度估计误差并且使得控制轴匹配最大扭矩操作点来执行最大扭矩控制。在日本专利申请特开N0.2009-291072中公开了第一和第二种方法作为使作为用于速度估计器的计算的参数的q轴电感从其真实值偏移的方法。第一种方法是下述方法，其使用计算用参数L，该参数L被设置为满足Ld < L < Lq的值。第二种方法是下述方法，其引入dm-qm坐标系，其中其方向匹配实现最大扭矩控制的电流矢量的方向的旋转轴为qm轴并且与qm轴正交的旋转轴为dm轴，并且该方法还使用了计算用参数Lm。电机参数Ld、Lq和Oa用于计算计算用参数Lm。然而，第一种方法具有下述问题，其中，由于计算用参数L是固定值，因此最大扭矩控制的精度随着负载的增加而降低。在第二种方法中，计算用参数Lm是q轴电感的函数；因此，第二种方法能够改进第一种方法。然而，由于电机参数(Ld、Lq和Oa)用于计算计算用参数Lm，因此，如果初始设置值存在误差或者电机参数由于温度或负载而发生变化，则计算用参数Lm根据电机参数的误差而产生误差。因此，存在下述问题，其中，不能够获得最大扭矩控制，并且此外，速度估计器变得不稳定。实施方式的方面的目的在于提供一种，其能够准确地执行最大扭矩控制同时防止控制系统变得不稳定。
技术实现思路
根据实施方式的电机控制装置包括电流基准生成单元、电流检测单元、电压基准生成单元、驱动单元、旋转位置估计单元、变化量估计单元和电感估计单元。电流基准生成单元生成电流基准，其中叠加其频率高于电机的驱动频率的高频信号。电流检测单元检测从驱动单元到电机的输出电流。电压基准生成单元，其基于电流基准和输出电流之间的偏差生成电压基准。驱动单元基于电压基准驱动电机。旋转位置估计单元基于输出电流和电压基准根据包括电机的q轴电感的电机参数估计电机的旋转位置。变化量估计单元估计相对于对应于高频信号的电机的输出扭矩相对于电流相位变化的变化量。电感估计单元基于输出扭矩相对于电流相位变化的变化量获得最大扭矩并且在旋转位置估计单元中将该电感值设置为q轴电感。根据实施方式的方面，能够提供一种，其能够准确地执行最大扭矩控制同时防止控制系统变得不稳定。【附图说明】由于当结合附图进行考虑时通过参考附图能够更好地理解本专利技术及其优点因此将会容易地获得本专利技术的更完全的理解和更多的优点。图1是示出根据实施方式的电机控制装置的构造的图；图2是示出高频电流控制器的构造示例的图；图3是示出最大扭矩控制器中包括的电机输出提取单元的构造的图；图4是示出最大扭矩控制器中包括的相位变化量估计单元的构造的图；图5是示出电感计算器的构造示例的图；图6是示出速度和磁极位置估计器的构造示例的图；图7A是示出PLL控制器的构造示例的图；图7B是示出PLL控制器的另一构造示例的图；图8是示出转子角频率估计值和转子位置估计值的第一计算处理的流程的图；以及图9是示出转子角频率估计值和转子位置估计值的第二计算处理的流程的图。【具体实施方式】下面，将参考附图详细描述本申请中公开的的实施方式。本专利技术不限于下面的实施方式。图1是示出根据实施方式的电机控制装置的构造的图。如图1中所示，根据实施方式的电机控制装置I连接在AC电源2与AC电机3之间。电机控制装置I从AC电源2提取驱动AC电机3所需的电力并且将其提供给AC电机3。AC电机3例如为内置式永磁同步电机(IPMSM)。电机控制装置I包括电力转换单元10、输出电流检测单元11和控制单元12。电力转换单元10包括转换器单元10a、逆变器单元IOb和平滑电容器Cl，并且在AC-AC转换之后将从AC电源2提供的电力提供到AC电机3。电力转换单元10是驱动单元的示例并且输出电流检测单元11是电流检测单元的示例。转换器单元IOa例如包括整流器电路并且对从AC电源2提供的AC电压进行整流。由转换器单元IOa整流后的电压由平滑电容器Cl进行平滑以转换为DC电压。逆变器单元IOb例如包括用于各输出相的两个上和下开关元件并且利用开关元件将从转换器单元IOa输出的DC电压在将其转换为AC电压之后提供给AC电机3。AC电机3由从逆变器单元IOb输出的AC电压驱动。开关元件例如为IGBT (绝缘栅双极晶体管)或M0SFET。输出电流检测单元11检测从逆变器单元IOb流到AC电机3的输出电流。具体地，输出电流检测单元11检测分别从作为逆变器单元IOb的输出相的U相、V相和W相流到AC电机3的输出电流的瞬时值Iu、Iv和Iw (下面，描述为输出电流值Iu、Iv和Iw)。输出电流检测单元11例如为电流传感器，其通过利用作为电磁转换元件的霍尔元件来检测电流。控制单元12通过控制逆变器单元IOb的各开关元件来从逆变器单元IOb输出具有想要的幅值和频率的电压，从而驱动AC电机3。控制单元12包括减法器20和24、速度控制器21、探查信号生成器22、探查信号坐标转换器23、电流控制器25、高频电流控制器26、去耦控制器27、加法器28和PWM计算器29。此外，控制单元12包括坐标转换器30、最大扭矩控制器31、电感计算器32以及速度和磁极位置估计器33。探查信号坐标转换器23是电流基准生成单元的示例并且电流控制器25、高频电流控制器26、去耦控制器27和加法器28是电压基准生成单元的示例。此外，最大扭矩控制器31是变化量估计单元的示例，电感计算器32是电感估计单元的示例，并且速度和磁极位置估计器33是旋转位置估计单元和角频率估计单元的示例。减法器20获得转子角频率基准《ref和转子角频率估计值coest之间的偏差并且将其输出到速度控制器21。转子角频率基准oref是定义AC电机3中包括的转子的角频率(下面，描述为转子角频率)的基准并且是从未示出的上级控制装置输入的。“est”表不其是估计值。速度控制器21例如包括PI (比例积分)控制器并且通过PI控制来生成δ轴电流基准I δ _ref，从而转子角频率基准coref与转子角频率估计值coest之间的偏差变为零。δ轴电流基准I δ _ref被从速度控制器21输出到探查信号坐标转换器23和去耦控制器27。探查信号生成器22生成是高频信号的探查信号Smag并且将其输出到探查信号坐标转换器23。探查信号Smag是由Amag sin(fhX2 π t)定义的信号。此外,探查信号生成器22将信号sin(fhX2 π t)输出到最大扭矩控制器31。“fh”表示探查信号Smag的频率并且被设置为高于驱动AC电机3的电压的频率的值。[0031 ] 此外，Amag是由Y轴电流基准I Y _ref和δ轴电流基准I δ _ref定义的电流基准矢量Is的相位的幅值。考虑速度控制器21的控制响应和逆变器单元IOb的切换频率将探查信号Smag的频率fh和幅值Amag设置为不发生干涉。在本实施方式中，在以与由AC电机3的转子中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机控制装置，所述电机控制装置包括：电流基准生成单元，所述电流基准生成单元生成叠加有频率高于电机的驱动频率的高频信号的电流基准；驱动单元，所述驱动单元基于电压基准驱动所述电机；电流检测单元，所述电流检测单元检测从所述驱动单元到所述电机的输出电流；电压基准生成单元，所述电压基准生成单元基于所述电流基准与所述输出电流之间的偏差生成所述电压基准；旋转位置估计单元，所述旋转位置估计单元基于所述输出电流和所述电压基准，由包括所述电机的q轴电感在内的计算参数估计所述电机的转子的旋转位置；变化量估计单元，所述变化量估计单元估计对应于所述高频信号的所述电机的输出扭矩相对于电流相位变化的变化量；以及电感估计单元，所述电感估计单元基于所述变化量估计获得最大扭矩的电感值，并且在所述旋转位置估计单元中将该电感值设置为所述q轴电感。

【技术特征摘要】
2012.08.17 JP 2012-1811291.一种电机控制装置，所述电机控制装置包括: 电流基准生成单兀，所述电流基准生成单兀生成置加有频率闻于电机的驱动频率的闻频信号的电流基准； 驱动单元，所述驱动单元基于电压基准驱动所述电机； 电流检测单元，所述电流检测单元检测从所述驱动单元到所述电机的输出电流； 电压基准生成单元，所述电压基准生成单元基于所述电流基准与所述输出电流之间的偏差生成所述电压基准； 旋转位置估计单元，所述旋转位置估计单元基于所述输出电流和所述电压基准，由包括所述电机的q轴电感在内的计算参数估计所述电机的转子的旋转位置； 变化量估计单元，所述变化量估计单元估计对应于所述高频信号的所述电机的输出扭矩相对于电流相位变化的变化量；以及 电感估计单元，所述电感估计单元基于所述变化量估计获得最大扭矩的电感值，并且在所述旋转位置估计单元中将该电感值设置为所述q轴电感。2.根据权利要求1所述的电机控制装置，所述电机控制装置进一步包括相位变化量估计单元，所述相位变化量估计单元估计所述输出电流的电流矢量的相位变化量，使得所述变化量变为目标值， 其中，所述电感估计单元基于所述相位变化量估计所述电感值。3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，所述变化量估计单元基于电机的机械输出的频率分量中与所述高频信号相同的频率分量的幅值来估计所述变化量。4.根据权利要求2所述的电机控制装置，其中，所述变化量估计单元基于电机的机械输出的频率分量中与所述高频信号相同的频率分量的幅值来估计所述变化量。5.根据权利要求1至4中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：福丸伸吾，森本进也，井浦英昭，山崎明，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：