[发明专利]旋转电机控制装置

说明书

本发明提供旋转电机控制装置，不管旋转电机的动作状态如何，都高精度地推断磁极位置。具备：高速区域位置运算部(3)，其基于感应电压来运算转子的磁极位置；低速区域位置运算部(5)，其对旋转电机施加高频的观测信号并运算磁极位置；以及切换部(1)，其在高速区域位置运算部(3)的高速区域运算模式和低速区域位置运算部(5)的低速区域运算模式的至少2个模式之间切换运算模式。切换部(1)在由转速以及转矩规定的高速旋转区域(RH)，应用高速区域运算模式，在低速旋转区域(RL)应用低速区域运算模式。切换部将高速旋转区域(RH)和与其相比低速侧的区域的边界即高速区域侧边界(HB)、以及低速旋转区域(RL)和与其相比高速侧的区域的边界即低速区域侧边界(LB)的双方，设定为在转矩相对较高的情况下与转矩相对较低的情况相比转速成为较低的一侧。

技术领域

本发明涉及对旋转电机进行矢量控制的旋转电机控制装置。

背景技术

作为永磁式同步旋转电机例如3相同步马达的控制方法，已知有被称为矢量控制的控制方法。在矢量控制中，将流入马达的3相定子线圈的马达电流坐标转换为作为配置于转子的永磁所产生的磁场的方向的d轴、和与该d轴正交的q轴的2相的矢量分量并进行反馈控制。为了该坐标转换，需要高精度地检测转子的位置(磁极位置)。在多数情况下，磁极位置检测利用分解器等旋转传感器。但是，有以降低成本等为目的，不使用那样的旋转传感器，而是基于与磁极位置相应的电气现象，来进行电检测磁极位置的无传感器磁极检测的情况。例如，能够利用通过转子的旋转产生的感应电动势来电检测磁极位置。但是，由于该方法在转子停止的情况下、或以非常低速旋转的情况下，不产生感应电动势，或感应电动势很小，所以不能高精度地检测磁极位置。因此，也提出了向马达给予高频电流、高频电压根据其响应来推断磁极位置的方法。

像这样，欲以利用感应电动势的方法以及施加高频的方法的任意一种方法，换句话说，以单一的方法来决定磁极位置(或者旋转的dq轴坐标系的相位)，则在高速旋转区域(旋转频率的高频率区域)、或者低速旋转区域(旋转频率的低频率区域)中精度降低。在日本特开平10－94298号公报(专利文献1)中，提出了应对与无传感器磁极检测相关的这样的问题的技术。根据专利文献1，使用低频率区域用的相位决定方法和高频率区域用的相位决定方式两种相位决定方式分别生成相位，并对这两种相位在频率上加权平均，来作为dq轴坐标系的相位。

若应用专利文献1的技术，通过采取在频率上加权平均，根据旋转频率以一定的比率切换两种相位决定方式，基于两种方式内适合旋转频率的方式来决定相位。但是，在低频率区域使用的方式(例如，对马达施加高频电流、高频电压的方式)、以及在高频率区域使用的方式(例如，利用感应电动势的方式)根据马达的转矩均有磁极位置的推断的推断精度发生变化的趋势。因此，只是基于旋转频率，来切换相位决定方式，或决定加权平均的权重，并不能充分确保相位决定(磁极位置的推断)的精度。

专利文献1:日本特开平10－94298号公报

鉴于上述背景，希望不管旋转电机的动作状态如何，都高精度地推断磁极位置的技术的提供。

发明内容

鉴于上述技术问题的本发明所涉及的旋转电机控制装置的特征结构在于以下的点，

是将具备以具有磁性凸极性的方式配置了永磁的转子的旋转电机作为控制对象，并在作为上述永磁所产生的磁场的方向的d轴和与该d轴正交的q轴的dq轴矢量坐标系中，基于电流指令与来自上述旋转电机的反馈电流的偏差来反馈控制上述旋转电机的旋转电机控制装置，具备：

高速区域位置运算部，其基于上述旋转电机所产生的感应电压来运算上述转子的磁极位置；

低速区域位置运算部，其对上述旋转电机施加高频的观测信号，并基于作为针对该观测信号的响应分量包含于上述反馈电流的高频分量来运算上述转子的磁极位置；以及