[发明专利]电动机控制装置与磁极位置估计方法

权利要求书

1.一种电动机控制装置，其具备：以接通电源的位置为基准将使用不具 有磁极检测功能的编码器检测出的同步电动机的旋转角变换为电角的电角运 算部；使用所述电角估计磁极位置并生成估计磁极位置的磁极位置估计部； 将所述旋转角变换为旋转速度的速度运算部；根据所述旋转速度与速度指令 生成d、q轴电流指令的速度控制部；检测所述同步电动机的3相电流的电流 检测部；将所述3相电流变换为d、q轴电流的3相/2相变换部；根据所述d、 q轴电流与所述d、q轴电流指令生成d、q轴电压指令的电流控制部；将所述 d、q轴电压指令变换为U、V、W相电压指令的2相/3相变换部；及对所述 U、V、W相电压指令进行脉冲宽度调制而放大电力来驱动所述同步电动机的 PWM电力变换部，其特征为，

所述磁极位置估计部具备：生成10°单位的粗略的第1估计磁极位置的 低精度磁极位置估计部；在生成第1估计磁极位置后，生成1°单位的精密的 第2估计磁极位置的高精度磁极位置估计部；选择第1估计磁极位置或第2 估计磁极位置的估计磁极位置选择部；及生成磁极位置估计用速度指令的速 度指令自动生成部，

具备选择所述磁极位置估计用速度指令或通常速度指令的速度指令选择 部。

2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征为，所述低精度磁极 位置估计部将电动机电角360°用4以上的整数n进行n划分，将各自的电角 范围的中心设定为磁极位置0°，通过自动生成的所述磁极位置估计用速度指 令来进行动作，根据与所述磁极位置估计用速度指令反方向旋转的电角范围 的分布生成第1估计磁极位置。

3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征为，所述低精度磁极 位置估计部将所述磁极位置估计用速度指令反方向旋转的电角范围分布的中 心位置作为第1估计磁极位置。

4.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征为，所述速度指令自 动生成部在判断为所述磁极位置估计用速度指令反方向旋转时，立即使所述 磁极位置估计用速度指令成为零，所述低精度磁极位置估计部在现在的磁极 位置加算180°。

5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征为，所述低精度磁极 位置估计部在所述磁极位置估计用速度指令反方向旋转次数为事先设定的规 定范围以外时，使速度控制增益提高规定量来进行磁极位置估计。

6.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征为，所述高精度磁极 位置估计部将在第1估计磁极位置加算45°的第一磁极位置处通过磁极位置 估计用速度指令来进行动作时的q轴电流指令最大值的第1q轴电流最大值与 从第一磁极位置减算90°的第二磁极位置处通过磁极位置估计用速度指令来 进行动作时的q轴电流指令最大值的第2q轴电流最大值进行比较，在第1q 轴电流最大值＞第2q轴电流最大值时，从所述第二磁极位置加算90°并减算 规定角度作为第三磁极位置，在第1q轴电流最大值≤第2q轴电流最大值时， 从所述第二磁极位置加算90°并加算规定角度而作为第三磁极位置，在此之 后代替第1估计磁极位置而从所述第三磁极位置加减算规定角度并重复到第 1q轴电流最大值与第2q轴电流最大值的差成为规定值以下为止，从而生成第 2估计磁极位置。

7.根据权利要求6所述的电动机控制装置，其特征为，代替第1q轴电 流最大值与第2q轴电流最大值的差成为规定值以下，将所述高精度磁极位置 估计的结束判断以重复次数进行判断，在重复次数采用设定可能的1以上的 整数m而为第m次时，加减算规定角度的1/2^m来生成第2估计磁极位置。

8.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征为，所述高精度磁极 位置估计部使采用第1估计磁极位置加算设定可能的α°的磁极位置而通过 磁极位置估计用速度指令来进行动作时的q轴电流指令最大值的第1q轴电流 最大值为Iqm1，使从第1估计磁极位置减算α°时的q轴电流指令最大值的 第2q轴电流最大值为Iqm2，第2估计磁极位置通过第1估计磁极位置加算 (360/2π)·tan^-1((Iqm2-Iqm1)/((Iqm1+Iqm2)·tan(α)))度而生成。