[发明专利]电动机控制装置有效

专利信息
申请号: 201280008899.0 申请日: 2012-02-08
公开(公告)号: CN103370871A 公开(公告)日: 2013-10-23
发明(设计)人: 广野大辅 申请(专利权)人: 三电有限公司
主分类号: H02P21/00 分类号: H02P21/00;H02P27/04
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 张鑫
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 电动机 控制 装置
【说明书】:

技术领域

本发明涉及电动机控制装置,更详细而言,涉及通过无传感器控制来对永磁体同步电动机进行可变速控制的电动机控制装置。

背景技术

作为高效且可变速范围较大的电动机,永磁体同步电动机(Permanent Magnetic Synchronous Motor:PMSM),特别是在转子(rotor)中埋入了永磁体的内置式永磁体同步电动机(Interior Permanent Magnetic Synchronous Motor:IPMSM)在车辆用空调装置的压缩机驱动用电动机、电动车驱动用电动机等用途中的应用范围得到了扩大,其需求值得期待。

对这种电动机的驱动进行控制的电动机控制装置由电动机、逆变器、直流电源、以及内置了微机的控制器构成。在上述电动机中,通常进行所谓的无传感器控制,即,根据由控制器所检测到的电流以及电压的信息等来检测电动机的感应电压,进而检测转子位置θm,从而在不使用物理传感器的情况下控制电动机。

在该无传感器控制中,公开了以下技术:即,利用所检测到的转子位置θm来周期性地检测转子位置变化量Δθm,对该转子位置变化量Δθm进行时间微分,并将得到的值乘以规定的滤波器,来计算转子、即电动机的转速ω,利用该运算得到的转速ω来设定目标电压相位,并且,利用转子位置变化量Δθm来计算逆变器输出频率ω(转速)(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开第3454210号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而,在将电动机控制装置用于例如驱动装载在车辆中的电动压缩机时,若由直流电源施加在逆变器上的电压基于某种原因而产生急剧变动,或者电动机的旋转与车辆的发动机转速联动地产生急剧变动,则目标电压相位、进而连实际施加在电动机上的输出电压也会产生急剧变动,可能会使电动机的转速急剧下降或急剧上升。

另一方面,电动机的转速检测所使用的滤波器的时间常数由电动机的电感L、绕组电阻R等电动机特性来设定,特别是在进行无传感器控制的情况下,也会如现有技术所示的那样、设定能将数据的噪音充分去除的较长的值,换言之,使用了比较重的滤波器。因此,电动机的转速是在以该转速实际旋转后、经过上述时间常数的延迟之后才被控制器识别。

然而,由控制器识别出的转速是与电动机的转速控制直接相关的参数,另一方面,目标电压相位、输出电压是电动机的转速检测中不直接使用的参数,因此,目标电压相位和输出电压在电动机的转速检测中成为扰乱因素。因此,若在无传感器控制时,电动机由于目标电压相位、输出电压的急剧变动而急剧加速或急剧减速,则由于上述较重的滤波器的存在,会使电动机转速控制产生显著的响应延迟。这种响应延迟可能会使电动机进入无法进行无传感器控制的状态,从而使电动机失步,进而会对电动机所驱动的压缩机的稳定运行带来严重的影响。

本发明是有鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种电动机控制装置,能提高永磁体同步电动机的无传感器控制的稳定性。

解决技术问题所采用的技术方案

为实现上述目的,本发明的电动机控制装置利用控制器的无传感器控制来对永磁体同步电动机的转子位置进行检测,其特征在于,包括:电流检测单元,对流过电动机的线圈的电流进行检测;施加电压检测单元,对施加在电动机的线圈上的电压进行检测;转子位置检测单元,基于由电流检测单元所检测到的电流以及由施加电压检测单元所检测到的电压来检测转子位置;目标电流相位设定单元,基于由转子位置检测单元所检测到的转子位置来设定目标电流;转速检测单元,基于由转子位置检测单元所检测到的转子位置来检测电动机的转速;相电压设定单元,基于由电流检测单元所检测到的所述电流、由所述转子位置检测单元所检测到的所述转子位置、以及由转速检测单元所检测到的转速来设定目标电压;以及前馈控制单元,对规定的监视对象的变化量进行检测,并对由控制器所识别的电动机的转速进行修正,其中,该规定的监视对象不利用转速检测单元而使电动机的转速改变。(权利要求1)

具体而言,监视对象为相电压设定单元所检测到的目标电压(权利要求2)、从外部发送的目标转速(权利要求3)中的任何一个。

此外,操作对象为转速检测单元所检测到的转速(权利要求4)、目标电流设定单元所设定的目标电流(Idt)(权利要求5)中的任何一个。

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