[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置。

背景技术

在高速地、高精度地对电动机进行控制的情况下，需要与转子的磁极位置相对应地产生旋转磁通。但是，在磁极位置的检测中使用位置传感器的情况下，随之产生高成本、对振动及热的脆弱性、电动机尺寸的大型化、配线的增加、配线长度的限制等各种问题。

因此，以往开发出了不使用位置传感器而检测磁极位置的方法，利用由永磁体的磁通产生的旋转时的感应电压而推定转子的磁极位置的方法(无传感器矢量控制)已被公知。但是，在该方法中，在感应电压较小的低速时，感应电压的检测或推定变得困难，存在转子的磁极位置检测精度以及速度推定精度变差的难点。

作为解决该问题的方法，在低速时使用同步电流控制，在速度指令达到足以进行感应电压的检测或推定的值时从同步电流控制向无传感器矢量控制切换的方法已被公知，其中，同步电流控制是下述的方法，即，在任意的控制相位上使规定的电流矢量流过，作为控制相位而提供通过对速度指令进行积分而得到的同步相位，由此使电动机的速度追随速度指令(例如，参照专利文献1)。

此外，对于具有磁凸极性的电动机，已知下述方法，即，在低速区域中，利用施加位置推定用的高频电压指令并通过检测电流对转子的磁极位置进行推定的方法(高频叠加方式)，对无传感器矢量控制的相位推定误差进行校正，在速度指令或推定速度达到足以进行感应电压的检测或推定的值时，转换为仅进行无传感器矢量控制(例如，参照专利文献2、专利文献3)。

另外，利用了磁阻扭矩的最大扭矩控制、考虑了铁损等的最大效率控制等高效控制已被公知(关于最大扭矩控制，例如参照专利文献4，关于最大效率控制，例如参照专利文献5)。

专利文献1：日本特开2012－19626号公报

专利文献2：国际公开第2010/109528号

专利文献3：日本特开2008－11616号公报

专利文献4：日本特开2003－88157号公报

专利文献5：日本特开平8－266099号公报

发明内容

另外，在无传感器矢量控制下进行使用了磁阻扭矩的最大扭矩控制、最大效率控制的情况下，由于使与扭矩电流相应的励磁电流流过，所以根据扭矩电流的大小不同，需要使励磁电流向负向流过。

另一方面，在低速区域控制的情况下，在同步电流控制下使较强的励磁电流流过而将扭矩电流固定为零(专利文献1)，或者使恒定的扭矩电流流过而将励磁电流固定为零(专利文献3)等，需要使励磁电流为零或者使励磁电流向正向流过。

另外，在高频叠加方式下，由于流过高频电流，所以与不施加高频电压的情况相比损耗较多，电动机参数也发生变化，因而难以进行最大扭矩控制等控制。因此，在施加高频电压的速度区域中，将高频电压施加前的励磁电流指令设为零附近的恒定的值。

总之，存在下述问题，即，如果在施加了一定程度的负载的状态下对低速区域控制与无传感器矢量控制进行切换，则在控制切换的前后，励磁电流急剧变化，速度、扭矩发生变动。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种电动机控制装置，该电动机控制装置能够抑制施加负载时的控制切换前后的励磁电流的急剧变化，顺利地进行控制切换而不会使速度、扭矩发生变动。

为了解决上述课题，实现目的，本发明所涉及的电动机控制装置的特征在于，具备：电压施加单元，其基于驱动电压指令向电动机施加交流电压；电流检测单元，其检测流过所述电动机的电动机电流；推定单元，其基于所述驱动电压指令以及所述电动机电流，对推定相位以及推定速度进行运算并输出，其中，所述推定相位是所述电动机的转子位置的推定值，所述推定速度是所述电动机的转速的推定值；以及控制单元，其输出所述驱动电压指令，以使将所述电动机电流向任意的控制相位上进行坐标变换后得到的控制电流矢量与所述任意的控制相位上的控制电流矢量指令一致，所述控制单元基于所述控制相位、所述推定相位、所述速度指令、预先设定的控制电流矢量、以使从外部输入的速度指令与所述推定速度一致的方式进行控制而得到的控制电流矢量指令，生成所述任意的控制相位上的控制电流矢量指令，并且在任意设定的同步相位与所述推定相位之间相互切换而作为所述任意的控制相位。

发明的效果

根据本发明，其具有下述效果，即，能够抑制在施加负载时的控制切换前后的励磁电流的急剧变化，顺利地进行控制切换而不会使速度、扭矩发生变动。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动机控制装置的结构的框图。