[发明专利]电机控制装置和电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机控制装置和电机控制方法。

背景技术

近来，电机控制装置已经投入了实际使用中，这样的实际使用包括速度估计器，其根据由于电机的旋转而产生的感生电压来估计电机的旋转速度并且执行无传感器控制。在这种类型的电机控制装置中，已知一种电机控制装置，其执行最大扭矩控制，其中有效地使用磁阻扭矩。通过使用通过对于速度估计器进行计算所使用的q轴电感的真实值有意地引入误差而生成的速度估计误差并且使得控制轴匹配最大扭矩操作点来执行最大扭矩控制。

在日本专利申请特开No.2009-291072中公开了第一和第二种方法作为使作为用于速度估计器的计算的参数的q轴电感从其真实值偏移的方法。第一种方法是下述方法，其使用计算用参数L，该参数L被设置为满足Ld≤L＜Lq的值。第二种方法是下述方法，其引入dm-qm坐标系，其中其方向匹配实现最大扭矩控制的电流矢量的方向的旋转轴为qm轴并且与qm轴正交的旋转轴为dm轴，并且该方法还使用了计算用参数Lm。电机参数Ld、Lq和Φa用于计算计算用参数Lm。

然而，第一种方法具有下述问题，其中，由于计算用参数L是固定值，因此最大扭矩控制的精度随着负载的增加而降低。

在第二种方法中，计算用参数Lm是q轴电感的函数；因此，第二种方法能够改进第一种方法。然而，由于电机参数（Ld、Lq和Φa）用于计算计算用参数Lm，因此，如果初始设置值存在误差或者电机参数由于温度或负载而发生变化，则计算用参数Lm根据电机参数的误差而产生误差。因此，存在下述问题，其中，不能够获得最大扭矩控制，并且此外，速度估计器变得不稳定。

实施方式的方面的目的在于提供一种电机控制装置和电机控制方法，其能够准确地执行最大扭矩控制同时防止控制系统变得不稳定。

发明内容

根据实施方式的电机控制装置包括电流基准生成单元、电流检测单元、电压基准生成单元、驱动单元、旋转位置估计单元、变化量估计单元和电感估计单元。电流基准生成单元生成电流基准，其中叠加其频率高于电机的驱动频率的高频信号。电流检测单元检测从驱动单元到电机的输出电流。电压基准生成单元，其基于电流基准和输出电流之间的偏差生成电压基准。驱动单元基于电压基准驱动电机。旋转位置估计单元基于输出电流和电压基准根据包括电机的q轴电感的电机参数估计电机的旋转位置。变化量估计单元估计相对于对应于高频信号的电机的输出扭矩相对于电流相位变化的变化量。电感估计单元基于输出扭矩相对于电流相位变化的变化量获得最大扭矩并且在旋转位置估计单元中将该电感值设置为q轴电感。

根据实施方式的方面，能够提供一种电机控制装置和电机控制方法，其能够准确地执行最大扭矩控制同时防止控制系统变得不稳定。

附图说明

由于当结合附图进行考虑时通过参考附图能够更好地理解本发明及其优点因此将会容易地获得本发明的更完全的理解和更多的优点。

图1是示出根据实施方式的电机控制装置的构造的图；

图2是示出高频电流控制器的构造示例的图；

图3是示出最大扭矩控制器中包括的电机输出提取单元的构造的图；

图4是示出最大扭矩控制器中包括的相位变化量估计单元的构造的图；

图5是示出电感计算器的构造示例的图；

图6是示出速度和磁极位置估计器的构造示例的图；

图7A是示出PLL控制器的构造示例的图；

图7B是示出PLL控制器的另一构造示例的图；

图8是示出转子角频率估计值和转子位置估计值的第一计算处理的流程的图；以及

图9是示出转子角频率估计值和转子位置估计值的第二计算处理的流程的图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述本申请中公开的电机控制装置和电机控制方法的实施方式。本发明不限于下面的实施方式。

图1是示出根据实施方式的电机控制装置的构造的图。如图1中所示，根据实施方式的电机控制装置1连接在AC电源2与AC电机3之间。电机控制装置1从AC电源2提取驱动AC电机3所需的电力并且将其提供给AC电机3。AC电机3例如为内置式永磁同步电机（IPMSM）。

电机控制装置1包括电力转换单元10、输出电流检测单元11和控制单元12。电力转换单元10包括转换器单元10a、逆变器单元10b和平滑电容器C1，并且在AC-AC转换之后将从AC电源2提供的电力提供到AC电机3。电力转换单元10是驱动单元的示例并且输出电流检测单元11是电流检测单元的示例。