[发明专利]永磁同步马达的电感的测定方法、测定装置以及永磁同步马达

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定永磁同步马达的电感的技术。

背景技术

近年来，从降低环境负荷以及迫于供电能力的压力的观点来看，在许多领域需要节省能源的技术。尤其是占据日本国内耗电力大约50％的马达需要进一步高效率化。永磁同步马达(Permanent Magnet Synchronous Motor：下称：“PMSM”)能够实现高效率、大范围驱动、高输出密度以及高转矩。因此，PMSM被应用在民生以及工业方面的多个领域。用于PMSM的控制技术涉及到多方面。在该控制技术中，矢量控制在PMSM中也同时满足高转矩、低振动以及负荷变动的高效率性。因此，矢量控制成为PMSM控制技术的核心。除了需要精确定位这种特殊的案例外，目前，根据降低成本以及提高可靠性的观点，矢量控制被要求无位置传感器。因此，矢量控制在今后将会进一步发展。

众所周知，在无位置传感器矢量控制中，PMSM的电感，尤其q轴电感的误差会对相位推定特性产生显著的影响。并且，近年来还提出了轨迹指向形无传感器矢量控制法。轨迹指向形无传感器矢量控制法是一种通过使相位推定用探测器中的电感带有预设的误差而产生相位推定误差，并使电流相位在最大转矩电流比(MTPA：Maximum Torque Per Ampere)拐点附近进行转换的控制法。采用这些控制法的PMSM的电感值通过电感电容电阻测量仪(LCR测量仪)、阻抗法以及锁交磁通法等来测定。PMSM的电感值大多由各个厂家提供，作为公称值。

使用电感电容电阻测量仪(LCR测量仪)的方法的测定电流比额定电流小，并且在额定运行中，需要考虑到磁饱和等影响。因此，以通过使用电感电容电阻测量仪(LCR测量仪)的方法测定的电感测定值作为额定运行中的真值来使用是不充分的。而且，在使用电感电容电阻测量仪(LCR测量仪)的方法中，需要电角的一个周期的数据。阻抗法对静止状态的PMSM进行测定。在阻抗法中，容易测定到不伴随转矩产生的d轴电感。但是，在阻抗法中，为了测定q轴电感而需要以超过产生转矩的力固定转子的外部负荷装置。交锁磁通法基于PMSM在额定旋转中的电压方程式来计算电感。因此，在交锁磁通法中，与阻抗法同样，需要外部负荷装置。而且，无论是哪种方法都需要用于获取转子相位的位置传感器。无论在哪种方法中，包括设置位置传感器的测定都需要至少一小时。

PMSM的电感公称值大多使用试制马达的上述测定结果或仿真结果。即使在额定负荷点中，电感公称值也包括试制马达和使用马达之间的制造误差。由于在试制马达和使用马达中的测定条件不同，因此电感公称值除了额定负荷点之外，还包括误差。也就是说，在无位置传感器矢量控制中，如果利用电感公称值会引发相位推定误差。

另一方面，还提出了进行电感测定的其他各种方法。例如，在日本公开公报特开平9-285198号公报的第二实施方式中，在马达的转速为0的情况下，根据输出信号求取d轴电感推定值L_d^***与q轴电感推定值L_q^***之间的差，并将该差用于转矩修正。在该实施方式中，无法求取d轴电感与q轴电感各自的值。在日本公开公报特开2000-50700号公报中公开了以下方法：对d轴方向提供在直流叠加了交流的电压，并求取d轴电感值L_d，并且，对q轴方向提供振动的交流电压并求取q轴电感值L_q。

专利文献1：日本公开公报：特开平9-285198号公报

专利文献2：日本公开公报：特开2000-50700号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在日本特开平9-285198号公报公开的方法中，无法单独求取d轴电感以及q轴电感。在日本特开2000-50700号公报公开的技术中，需要操作两次测定，因而在测定上需要时间。

并且，在日本特开2000-50700号公报公开的技术中，通过定子绕组的电流增加。因此，在该技术中，容易引起磁饱和而导致测定精度降低。而且，在该技术中，对直流叠加了交流的电压与驱动时的电压大不相同。因此不一定能获取优选的电感。而且，通常在绕组电阻的测定中，需要在PMSM为静止的状态下提供较小的驱动电压，且精度变低。由此，在不使用公称值作为绕组电阻的日本特开2000-50700号公报所公开的技术中，会存在有也无法获取高精度的绕组电阻的问题。

本发明的目的例如是在短时间内容易地测定电感。

用于解决课题的方法