[发明专利]驱动系统以及逆变器装置

说明书

提供稳定进行无传感器控制的驱动系统以及逆变器装置。实施方式的驱动系统具备：电动机；主电路部，输出用于驱动电动机的交流电流；检测部，检测主电路部的输出电流值；电流指令生成部，生成与对电动机通电的电流相当的电流指令值；门指令生成部，以使电流指令值与电流值一致的方式，生成主电路部的门指令；运算部，运算出主电路部的输出电压目标向量；及推定部，在主电路部启动时的初始推定中，基于电流值和输出电压目标向量，运算出电动机的旋转相位推定值。初始推定中的电流指令值用于流通使电动机的转子磁饱和的电流，旋转相位推定值的运算中所使用的电动机的动态电感是电动机的转子磁饱和时的值。

技术领域

本发明的实施方式涉及驱动系统以及逆变器装置。

背景技术

在控制电动机的逆变器装置中，为了实现小型轻量、低成本化、可靠性提高，提出了不使用旋转变压器、编码器等的转子的位置传感器的无传感器控制法。

例如，提出了使用由与绕线交链的无负载磁通产生的电压信息来推定转子位置的方法、将高次谐波电压叠加并使用起因于转子凸极而产生的高次谐波电流信息的无传感器方法。

另外，在用于铁路或工业用途的逆变器装置中，在从惰行运转或瞬时停电等起使逆变器启动时，需要转子位置的初始推定。在该情况下，提出了在重新启动时控制逆变器装置的开关模式，并观测通过使绕线短路而产生的电流来推定转子位置的方法、将通过磁感应电压而产生的电流抑制控制为零，并利用此时产生的特征量来推定转子位置的方法。

并且，作为面向PMSM(永磁同步电动机)的失控运转重新启动的方式，进行输出非零电压向量的逆变器开关，不依赖于电机速度而通过一个数式推定转子位置的方法也被提出来。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5534935号公报

发明内容

在例如控制作为电动机的SynRM(同步磁阻电机)的情况下，由于通电的电流，电感大幅变化。PMSM由于转子有磁铁因此转子的中心孔塞(center bridge)始终为磁饱和的状态，且电感(动态电感)相对于电流变化的变化较小。与此相对，SynRM由于通过电流通电使得转子的中心孔塞中的磁饱和进展，因此与PMSM相比较，电感相对于电流变化的变化会变大。

在进行无传感器控制时作为控制用参数使用了例如未发生磁饱和的情况下的电感的情况下，实际的电机参数与控制用参数产生背离，无法高精度地运算出电动机的旋转相位，无传感器控制无法进行或者不稳定的情况存在。

本发明的实施方式是鉴于上述情况做出的，其目的在于，提供能够高精度地运算出电动机的旋转相位以及转速的推定值，并能够稳定进行无传感器控制的驱动系统以及逆变器装置。

实施方式的驱动系统，具备：电动机；逆变器主电路部，输出用于驱动所述电动机的交流电流；电流检测部，检测从所述逆变器主电路部输出的交流电流的电流值；电流指令生成部，生成与对所述电动机通电的电流相当的电流指令值；门指令生成部，以使所述电流指令值与通过所述电流检测部检测到的电流值一致的方式，生成所述逆变器主电路部的门指令；输出电压目标向量运算部，基于所述门指令，运算出所述逆变器主电路部的输出电压目标向量；以及旋转相位推定部，在所述逆变器主电路部启动时的初始推定中，基于通过所述电流检测部检测到的电流值和所述逆变器主电路部的输出电压目标向量，运算出所述电动机的旋转相位推定值，所述初始推定中的所述电流指令值，用于流通使所述电动机的转子磁饱和的电流，在所述推定误差运算部，所述旋转相位推定值的运算中所使用的所述电动机的动态电感是所述电动机的转子磁饱和时的值。

附图说明

图1是用于说明第1实施方式的驱动系统以及逆变器装置的一个构成例的框图。

图2是用于说明第1实施方式的驱动系统以及逆变器装置中的d轴、q轴以及推定旋转坐标系(dc轴、qc轴)的定义的图。