[发明专利]电动机控制装置与磁极位置估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用不具有磁极检测功能的编码器来估计磁极位置的磁极位置估计方法与使用该方法的电动机控制装置。 

背景技术

现有的磁极位置估计方法是对进行n划分后的相位外加电流，判断此时的移动方向(+、0、-)，对将移动方向从+变化到0及从0变化到-的电角范围进行2划分后的相位再次外加电流。数次重复判断此时的移动方向，将移动方向成为0的电角范围的中间点定为发生电磁力为零的相位，以此为基准决定电流相位(例如，专利文献1)。 

专利文献1：日本国特开2006-296027号公报 

现有的专利文献1的磁极位置估计方法在摩擦大的情况下或负荷重的情况下等，有时即使外加电流电动机也丝毫不动，存在无法进行磁极位置估计的问题。另外，由于是在寻找发生电磁力为零的相位，因此在电动机齿槽转矩或干扰大时则会受其影响，存在磁极位置估计精度恶化的问题。 

发明内容

本发明是基于上述问题而进行的，目的在于提供一种电动机控制装置与磁极位置估计方法，其即使在摩擦大的情况下或负荷重的情况下也可以进行磁极位置估计，另外，不受电动机齿槽转矩和干扰的影响。 

为了解决上述问题，本发明如下构成。 

技术方案1所述的发明为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。

技术方案2所述的发明为在技术方案1所述的电动机控制装置中，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(以后称为逆行)的电角范围的分布生成第1估计磁极位置。 

技术方案3所述的发明为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述低精度磁极位置估计部将逆行的电角范围分布的中心位置作为第1估计磁极位置。 

技术方案4所述的发明为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述速度指令自动生成部在判断为逆行时，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°。 

技术方案5所述的发明为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述低精度磁极位置估计部在逆行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。 

技术方案6所述的发明为在技术方案1所述的电动机控制装置中，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。