[发明专利]交流旋转机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及能够用调节器调整感应电压大小的交流旋转机的控制装置。

背景技术

交流旋转机的感应电压正比于磁通的大小与旋转速度之积。在用电力变换器可变速地驱动交流旋转机的情况下，在高旋转区感应电压升高，感应电压有时超过电力变换器能够输出的电压的大小。在不使用永久磁铁的感应机或者同步电抗同步机那样的交流旋转机中，磁通的大小由于与电枢电流的磁通成分成比例，因此即使在高旋转区进行驱动的情况下，也能够减小电枢电流的磁通成分，把感应电压抑制在电力变换器的输出电压范围内。

另一方面，在使用了永久磁铁的交流旋转机中，由于发生起因于永久磁铁的感应电压，因此在高旋转区进行驱动的情况下，需要抵消永久磁铁的磁通那样的电枢电流的磁通成分，导致电枢电流的增大。即，在高旋转区驱动使用永久磁铁的交流旋转机的情况下，存在需要电流容量大的电力变换器这样的缺点或者伴随着电流增大的损失或与发热有关的问题。

为了解决该问题，例如，在专利文献1的交流旋转机的控制装置中，在由具有缠绕了多个线圈的磁极齿的定子和具有永久磁铁的转子构成、从外部向线圈供电以在多个磁极齿上形成磁场、在转子中发生转矩的同步电机中，把定子沿着其旋转轴的方向至少分割成2个，把在分割了的定子中至少一个定子做成能够对于另一个定子变更磁极齿的相位的可动定子。而且，具备控制该可动定子状态的可动定子控制装置，根据同步电机的运行状态控制可动定子的相位。

在转矩指令是0的情况下，通过使可动定子的相位变化而使所发生的转矩成为0，从而能够降低在零转矩时发生的反电动势。另外，由于不需要弱的励磁电流，因此能够大幅度地降低带转(dragrotation)时的损失。进而，在转数大于等于阈值的情况下，可以使可动电子的相位不变化使得不产生反电动势，依据这样的结构，能够降低反电动势，不必加大转换器或者电池电压就能够实现高速旋转。

【专利文献1】特开2005-160278号公报(参照段落0013、0014、摘要)

如上所述，现有的交流旋转机的控制装置用调节器控制定子与可动定子的相位差。而且，其调节器的控制对象是定子与可动定子的相位差。从而，在其调节器的控制机构中需要检测用调节器驱动的定子与可动定子的相位差的单元，即一般成为复杂高价的位置检测单元，存在不能够适用仅能控制相位差的时间微分值那样的不能进行位置检测的低价调节器的问题。

发明内容

本发明是为了消除以上那样的现有的问题点而完成的，目的在于得到不需要位置检测单元，能够用简单低价的机构进行调节器的控制的交流旋转机的控制装置。

本发明的交流旋转机的控制装置，该交流旋转机具备缠绕了线圈的定子和转子，并构成为：定子以及转子的某一方或者双方至少分割成2个，其中至少一个与另一个的作为圆周方向相对位置的相位差可变，该控制装置具备：通过驱动被分割了的定子或者转子的至少一个，调整根据转子而在定子的线圈中感应的电压的调节器；根据交流旋转机的旋转速度而运算所希望的磁通振幅指令的磁通指令运算单元；运算交流旋转机的推断磁通振幅的磁通推断单元；运算调节器的调节器速度指令以使推断磁通振幅跟踪磁通振幅指令的速度指令运算单元；以及根据调节器速度指令而控制调节器的调节器控制单元。

本发明的交流旋转机的控制装置如上所述，由于其调节器控制单元不是根据位置指令而是根据调节器速度指令进行控制动作，因此一般不需要成为复杂高价的位置检测单元，作为调节器，例如能够适用仅能控制调节器的相位差的时间微分值那样的不能检测相位差的低价设备，能够简单低价地实现交流旋转机的控制装置。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的交流旋转机的控制装置的框图。

图2表示本发明实施方式1中的交流旋转机1以及调节器2的结构。

图3是表示本发明实施方式1中的定子101、102的侧面图。

图4表示旋转速度与磁通振幅指令的关系。

图5绘出了在本发明的实施方式1中，第1定子101与第2定子102的相位差Δθ与交流旋转机1的转子磁通的磁通振幅的关系。

图6表示本发明实施方式1的交流旋转机1中的速度指令运算器12的内部结构。

图7绘出了图6的速度指令运算器12中，增益表301根据磁通振幅指令输出的增益。

图8表示本发明实施方式1的交流旋转机1中的电流指令运算器13的内部结构。

图9绘出了图8的电流指令运算器13中，增益表401根据调节器速度指令输出的增益。

图10是表示本发明实施方式2的交流旋转机1的控制装置的框图。