[发明专利]电动机的转矩控制装置和转矩控制系统

说明书

本申请实施例提供一种电动机的转矩控制装置和转矩控制系统，该转矩控制装置包括：转矩计算单元，其根据电动机的旋转速度和输出功率，计算所述电动机的转矩；以及q轴电流指令值计算单元，其根据转矩指令，以及所述转矩计算单元计算出的所述转矩，计算q轴电流指令值。根据本申请，能够不依赖于感应电动机的参数，并且以简单的方式，在电动机的运行中高精度地进行转矩控制。

技术领域

本申请涉及机电领域，尤其涉及电动机的转矩控制装置和转矩控制系统。

背景技术

当电动机在运转时，需要对电动机进行转矩控制，即，根据转矩指令，生成用于控制电动机运转的电流指令和电压指令，这些电流指令和电压指令被进一步运算，以控制逆变器生成用于驱动电动机的输出电流。

图1示出了现有技术中转矩控制装置的一个示意图，如图1所示，在现有的转矩控制装置中，将转矩指令乘以根据感应电动机的参数计算出的转矩系数K_t的倒数1/K_t来得到q轴电流指令值计算q轴电流的反馈信号i_q与q轴电流指令值的偏差，并对该偏差进行比例积分(PI)运算以生成q轴电压指令值从而进行转矩控制。

在进行转矩控制时，感应电动机如果被无限加速会变得危险，所以需要设定加速的速度上限值。在图1的转矩控制装置中，当感应电动机的速度超过速度上限值时，切换到根据对该速度上限值的处理进行控制。如图1所示，在根据对该速度上限值的处理进行控制时，可以计算电动机旋转速度ω_m与速度的上限值ω₁的偏差，并对该偏差进行PI运算，生成q轴电流指令值从而进行控制。

在现有的转矩控制装置中，在用于运算q轴电流指令值的转矩系数K_t中涉及到磁通信息。但是，由于磁通不能直接观测到，并且在感应电动机运行中总是变动，因此磁通成为了转矩控制精度的误差要素之一。此外，在运算逆变器的频率指令时，会将滑动频率加到根据感应电动机的旋转速度计算的频率上，但是，在运算该滑动频率中使用的感应电动机的二次电阻值也是不能直接观测的参数，因而也存在误差，所以，二次电阻值和磁通等参数的误差进行叠加，导致转矩控制的误差变大。

专利文献1(JP特开2002-199797)记载有一种永久磁铁型同步电动机的控制装置，该控制装置根据由一次电压转换的一次电压矢量、由一次电流转换的一次电流矢量以及一次电阻，来计算一次磁链矢量，根据该一次磁链矢量和一次电流矢量来计算电动机的输出转矩，对该输出转矩与转矩指令的差进行比例积分运算，对比例积分放大的值与转矩指令求和以修正转矩指令。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，在现有的转矩控制装置中，由于使用了无法直接测定的磁通和二次电阻值等参数，因此存在参数的误差大的问题，其结果是转矩的控制精度变差；此外，即使由于自动调谐技术的提高，会改善感应电动机的参数的检测精度，但是绕组温度上升后感应电动机的二次电阻值会变动，所以在继续使用电动机的情况下，存在与运行开始时相比转矩精度逐渐恶化的问题；另外，上述专利文献1的控制装置比较复杂，期望一种更加简易并且更加高精度的转矩控制装置。

本申请的实施例提供一种电动机的转矩控制装置和转矩控制系统，根据电动机的旋转速度和输出功率，计算电动机的转矩，并使用该计算出的转矩对输入的转矩指令进行补偿，由此，能够不依赖于感应电动机的参数，并且以简单的方式，在电动机的运行中高精度地进行转矩控制。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种电动机的转矩控制装置，其输出用于对电动机进行转矩控制的q轴电流指令值，该转矩控制装置包括：