[发明专利]永磁体同步电动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁体同步电动机的控制装置。

背景技术

在永磁体同步电动机的控制中，大多使用可以自由控制扭矩的矢量控制。采用矢量控制的控制装置采用由电流控制器对PWM逆变器进行控制的结构，该电流控制器以下述方式进行比例积分控制，即，将所述PWM逆变器向永磁体同步电动机输出的3相电动机电流在旋转并正交的2个轴即d、q轴坐标上进行分解，变换为作为励磁电流成分的d轴电流和作为扭矩辅助成分的q轴电流，使得该变换后的实际在永磁体同步电动机中流动的d轴电流及q轴电流，追随根据从外部发送来的扭矩指令所生成的d轴电流指令及q轴电流指令。

由此，永磁体同步电动机的控制装置所进行的扭矩控制的精度，依赖于d/q轴电流指令生成器中是否可以生成适当的d轴电流指令及q轴电流指令，其中，该d/q轴电流指令生成器根据从外部发送来的扭矩指令生成d轴电流指令及q轴电流指令。

在这里，在永磁体同步电动机中，不具有凸极性(saliency)的SPM(Surface Permanent Magnet)电动机的扭矩产生式由算式(1)给出。此外，在算式(1)中，T_m^*是从外部发送来的扭矩指令，i_q^*是q轴电流指令，K_t是永磁体同步电动机的扭矩常数。

[算式1]

T_m^*＝K_ti_q^*                                        …(1)

并且，如果将算式(1)变形为下述算式(2)，使d/q轴电流指令生成器构成为实施基于该算式(2)的运算，则可以控制扭矩。此外，在算式(2)中，i_d^*是d轴电流指令。

[算式2]

id*=0iq*=Tm*/Kt···(2)]]>

另外，在永磁体同步电动机中，具有凸极性的IPM(Interior Permanent Magnet)电动机的扭矩产生式由下述算式(3)给出。此外，在算式(3)中，P_m、L_d、L_q分别是永磁体同步电动机的极对数(numbers of pole pairs)、d轴电感、q轴电感。

[算式3]

T_m^*＝K_ti_q^*+P_m(L_d-L_q)i_d^*i_q^*              …(3)

对于IPM电动机，如果将d/q轴电流指令生成器构成为实施基于该算式(3)的运算，或者构成为对预先准备的基于算式(3)得到的表数据进行参照，则可以控制扭矩。此外，由于通常已知d轴电感、q轴电感随着电流大小而以非线性变化，因此，如果将这一情况考虑在内而构成d/q轴电流指令生成器，则可以使扭矩控制的精度提高。