[发明专利]交流电动机的控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及交流电动机的控制装置及控制方法。

背景技术

为高性能地驱动电动机，需要正确地推定流过该电动机的电动机电流。

在专利文献1中，从直流母线电流检测两相的电流信息，根据该检测值推定电动机电流。但是为在载波的一周期中得到两相的电流信息，需要调整逆变器的开关的定时。这导致微控制器的运算负荷以及噪音的增加。

在专利文献2中，为解决上述问题，能够仅用一相的电流信息推定电流。可是，为进行一次电流推定，需要在规定的期间内计算直流母线电流的检测值和周期函数的积的积分值。因为在高速驱动时上述期间内的检测次数降低，不能正确地得到积分值，所以电流推定的精度降低。另外，因为电流推定算法包含周期函数，所以产生运算负荷以及运算误差。

在专利文献3中，不是根据直流母线电流而是根据U相电流(或者V相、W相)的积分值推定电流。电流推定算法不包含周期函数，简单。但是，与专利文献2同样，在高速驱动时上述期间内的检测次数降低，因此推定精度降低。

[专利文献1]日本特许第3610897号公报

[专利文献2]日本特开2007-221999号公报

[专利文献3]日本特开2007-116817号公报

发明内容

本发明提供用于实现运算负荷小而且推定精度高的电流推定的交流电动机的控制装置以及控制方法。

本发明在其一方面，在规定的第一期间和第二期间之间，以恒定间隔在各个期间内多次进行检测，通过在把在各期间内检测值的积分值作为元素的矢量上，乘以把在进行检测的瞬间的逆变器的输出电压相位的正弦函数和余弦函数的各期间内的积分值作为元素的矩阵的逆矩阵，推定无效电流以及有效电流。

此时，因为根据进行了检测的定时修正逆矩阵的各分量，所以即使在检测间隔粗的情况下电流推定的精度也不降低。

在本发明的优选的实施方式中，通过在电流检测器中使用低通滤波器，能够抑制阻尼振荡引起的检测误差。

另外，在本发明的优选的其他的实施方式中，通过调整检测期间的长度，能够提高电流推定的精度，或者缩短电流推定的更新周期。

进而，在本发明的优选的其他的实施方式中，通过考虑高次谐波修正上述矩阵的各分量，即使在电流中包含高次谐波分量的情况下也能够正确地推定电流。

根据本发明的优选的实施方式，能够用小的运算负荷高精度地推定流过交流电动机的无效电流以及有效电流。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的交流电动机的控制装置的整体结构图。

图2是三相调制方式的电压、电流波形图。

图3是表示电压、电流的各分量的矢量图。

图4是表示U相电流的检测定时的波形图。

图5是表示三相调制方式中的PWM控制和直流母线电流检测的关系的波形图。

图6是本发明的第二实施方式的直流母线电流检测器的结构图。

图7是表示使用低通滤波器的直流母线电流的检测的波形图。

图8是使用三倍高次谐波的三相调制方式的电压、电流波形图。

图9是两相调制方式的电压、电流波形图。

图10是表示两相调制方式的PWM控制和直流母线电流检测的关系的波形图。

图11是在两相调制方式中使上臂或者下臂的开关元件的某个常开时的电压、电流波形图。

图12是表示载波信号和开关元件的导通时间的关系的波形图。

图13是本发明的第三实施方式的交流电动机的控制装置的结构图。

图14是本发明的第六实施方式的交流电动机的控制装置的结构图。

符号说明

1交流电动机，2逆变器，3直流电源，4直流母线电流检测器，4a低通滤波器，5逆变器控制电路，5aPWM信号发生部，5b矢量控制部，5c电流推定部，5d正弦函数运算器，5e余弦函数运算器，5f积分器，5g积分器，5h积分器，5i开关，5j开关，5k常数存储部，VDC直流电压，IDC直流母线电流，Sup、Sun、Svp、Svn、Swp、Swn开关元件，Vu、Vv、Vw U、V、W相电压，Vu*、Vv*、Vw*  U、V、W相电压指令，V1电动机输出电压，I1电动机电流，Ir无效电流，Ia有效电流，θv电压相位，电压/电流相位差。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施例。

[实施例1]

图1是本发明的第一实施方式的交流电动机1的控制装置的整体结构图。