[发明专利]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、以及内置有微机的控制器构成。

在上述电动机的运行中，通常由控制器对卷绕在电动机的定子（电枢）上的线圈中所流过的电流进行检测，并进行电流反馈控制，使得该电流随目标电流相位进行变化。在该电流反馈控制中，将目标电流相位分解成与磁场平行的d轴分量即d轴电流Id、以及与之正交的q轴分量即q轴电流Iq，并将d-q坐标轴上由d轴电流Id以及q轴电流Iq进行合成后得到的电流矢量设定为目标电流相位来进行控制，由此能以最合适的转矩来使电动机高效地运行。

具体而言，已知有被称为最大转矩/电流控制的电流矢量控制法，该电流矢量控制法将电动机所产生的转矩相对于检测到的电流成为最大时的电流相位设定为目标电流相位。例如专利文献1中公开了表示在进行该最大转矩/电流控制时的以下的d、q轴电流关系的通式。

数学式1

id=Φa2(Lq-Ld)-Φa24(Lq-Ld)2+iq2]]>

上述式中，id：d轴电流、iq：q轴电流、Φa：永磁体磁通、Lq：q轴电感、Ld：d轴电感，在该情况下与转子即电动机的转速（角速度）无关地设定使得电动机所产生的转矩相对于检测到的电流成为最大值的目标电流相位。

另一方面，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，从而不使用物理传感器来控制电动机。在进行无传感器控制时，实际的d、q轴是不能直接得到的，因此在控制器中分别对原来的d、q轴设置虚拟轴，并在该虚拟轴上执行上述电流矢量控制。

然而，虚拟轴仅仅是控制器内假设的轴，因此与实际的d、q轴之间存在Δθr的角度误差。为了使电动机高效稳定地进行运作，需要使该Δθr的值尽可能地变小。

例如，专利文献2中公开了以下的轴位置推定式。

数学式2