[发明专利]交流电机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种交流电机的控制装置，其能够不使用位置传感

器就获得感应电机、同步电机这样的交流电机的转子位置。

背景技术

在交流电机的控制中，为了使电机以期望的输出、转速进行旋转，通常使用速度传感器、位置传感器。但是，对这些传感器进行安装的方法伴随高成本、与配线相伴的性能降低，存在在耐故障性、维护方面不利的问题。因此，提出有不使用传感器，对交流电机的磁极位置、旋转速度进行检测的方法。

作为这些方法，已知利用感应电压的方法，其对于主要在感应电压较大的高速区域中的运转是有利的。另一方面，已知如下技术，即，在零速度、低速度等使用感应电压困难的速度区域中，在交流电机中叠加与基本频率不同的频率的电压、电流，并利用电感的凸极性对磁极位置进行推定。

例如专利文献1中记载的发明公开了下述方法，即，施加高频交变电压，以使得在与其正交方向上流动的高频电流的振幅为0的方式推定磁极位置。

另外，专利文献2中记载的发明公开了下述方法，即，向电机施加高频交变电压，将所得到的高频电流值以从推定角偏移45度后的相位变换为d－q轴坐标，以使由此得到的高频阻抗Zdm和Zqm一致的方式推定磁极位置，对于高负载时的校正，从推定出的磁极位置中减去通过将电流指令值的扭矩成分与比例常数相乘而运算出的补偿角θ＾r，对推定位置θ＾c进行运算。

专利文献1：日本特许第3312472号公报

专利文献2：日本特开2002－291283号公报

专利文献3：日本特许第4672236号公报

发明内容

专利文献1中记载的发明，以施加高频交变电压的方向上的正交成分的振幅为0的方式，对施加调整高频交变电压的轴进行调整，因此，在负载电流流过时，如果电感磁饱和，则推定位置从实际的磁极位置偏离。

另外，专利文献2中记载的发明存在下述问题，即，由于向高频阻抗一致的轴施加高频交变电压，因此，在无负载时，施加高频交变电压的轴与不产生扭矩的轴一致，但在有负载时，施加高频交变电压的轴从不产生扭矩的轴偏离，成为振动、噪声的原因。

本发明所涉及的交流电机的控制装置，其特征在于，具有：电流矢量检测单元，其检测交流电机的电流矢量；控制单元，其输入电流矢量指令和所述检测电流矢量，输出将用于驱动所述交流电机的基本波电压矢量指令和在任意的轴上交变的交变电压矢量指令相加而成的电压矢量指令；电压施加单元，其基于所述电压矢量指令，向所述交流电机施加电压；交变电流振幅运算单元，其输入通过所述电流矢量检测单元检测出的电流矢量，对相对于所述交变电压矢量指令的平行成分和正交成分的至少一者的交变电流振幅进行运算；交变电流振幅指令生成单元，其根据所述电流矢量指令生成交变电流振幅指令；以及磁极位置运算单元，其运算所述交流电机的推定磁极位置，所述磁极位置运算单元以使所述交变电流振幅与所述交变电流振幅指令一致的方式对所述推定磁极位置进行运算。

发明的效果

根据本发明，通过以使交变电流振幅与交变电流振幅指令一致的方式运算推定位置，能够在不将为了推定磁极位置所施加的高频交变电压始终向不产生扭矩的轴施加的情况下进行磁极位置的推定，且由于不受到由磁饱和对推定位置误差的影响，因此能够抑制电机的振动、噪声。

附图说明

图1是表示实施方式1中的交流电机的控制装置的整体结构的图。

图2是说明实施方式1的控制单元3的内部结构的概略结构图。

图3是表示实施方式1的交变电流振幅运算单元5的内部结构的概略结构图。

图4是说明图3的滤波器51的内部结构的说明图。

图5是说明图3的正交成分提取器52的内部结构的说明图。

图6是利用矢量对实施方式1的交流电机的动作进行说明的图。

图7是将实施方式1的交流电机的有负载时所出现的电感分布与无负载时进行比较而表示出的动作说明图。

图8是利用矢量说明图7的状态的图。

图9是用于说明专利文献2的动作的说明图。

图10是表示实施方式1的磁极位置运算单元6的内部结构的概略结构图。

图11是表示实施方式2中的交流电机的控制装置的整体结构的图。

图12是表示实施方式2的磁极位置运算单元6的内部结构的概略结构图。

图13是表示实施方式2的偏差放大部64的内部结构的概略结构图。

图14是表示实施方式2的偏差放大部64的其他结构例的概略结构图。