[发明专利]同步电动机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及同步电动机的控制装置。

背景技术

永磁型同步电动机(以下，称作PM电机)通过流过相对于转子的磁极位置具有90度相位差的电流而产生转矩，进行旋转控制。因此，PM电机的控制需要检测转子磁极位置。但是，检测转子磁极位置的传感器在设置环境以及成本方面是存在缺点的，因此，近年来，提出了转子磁极位置的无传感器控制方法。

在PM电机高速旋转的情况下，建立了估计运算所需的反电动势较大且转子位置的估计运算比较容易、基于实用精度的无传感器控制方法。另一方面，包含起动时在内的低速下的无传感器控制的反电动势较小，因此，估计精度的误差变大。特别是，在起动时，有时会由于转子位置的误差，启动转矩不足或失步，因而，使得PM电机无法起动。

因此，在PM电机的无传感器起动方法中，提出了利用由于施加谐波带来的电感变化的方法(例如专利文献1)。此外，已知有同步牵入方式，该方式中，通过给出适当的d轴或q轴的电流指令值，在起动时，保持速度0的状态流过直流电流，从而将转子牵入到特定的位置(例如专利文献2)。

专利文献1：日本特开2016-039774号公报

专利文献2：日本特开2008-245411号公报

然而，在专利文献1中，由于利用d轴电感与q轴电感的差(凸极性)，因此，存在如果不是凸极型PM电机(IPM电机)则难以应用的问题。此外，在专利文献2中，非凸极型PM电机(SPM电机)也能够启动，但需要进行dq坐标上的电流控制，因此，存在这样的问题：在检测电流的旋转坐标转换中，容易受到相位估计误差的影响。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的上述课题，提供一种同步电动机的控制装置，能够高精度地确定转子的初始相位而不受电机参数以及相位估计误差的影响，从而以无传感器的方式可靠地起动。

本发明的同步电动机的控制装置利用三相电压指令值控制逆变器电路，该逆变器电路驱动同步电动机，其特征在于，所述控制装置具备：反馈电流检测部，其检测由相选择信号选择出的在所述同步电动机中流过的任意一相的电流作为反馈电流；相电压指令运算部，其根据相电流指令值和所述反馈电流运算相电压指令值；三相电压指令值运算部，其运算将由所述相选择信号选择出的相设为所述相电压指令值的所述三相电压指令值；以及初始相位选择部，其根据所述相选择信号输出设定的初始相位。

也可以是，在本发明的同步电动机的控制装置中，在通过所述反馈电流检测部、所述相电压指令运算部、所述三相电压指令值运算部以及所述初始相位选择部的起动时相电流控制将转子位置固定在所述初始相位之后，执行转子磁极位置的无传感器控制。

也可以是，在本发明的同步电动机的控制装置中，所述三相电压指令值运算部运算如下的所述三相电压指令值：该三相电压指令值将未被所述相选择信号选择的相设为所述相电压指令值乘以-1/2而得到的值。

也可以是，在本发明的同步电动机的控制装置中，在以在U相绕组中流过电流时产生的磁通的方向为基准的情况下，当由所述相选择信号选择了U相时，所述初始相位选择部将90度作为所述初始相位输出，当由所述相选择信号选择了V相时，所述初始相位选择部将210度作为所述初始相位输出，当由所述相选择信号选择了W相时，所述初始相位选择部将330度作为所述初始相位输出。

根据本发明，起到这样的效果：通过控制三相中的一相的电流，能够将PM电机的转子位置固定在规定位置。其结果是，能够从已知的转子位置启动，因此，即使不设置转子位置检测器，也能够可靠且顺畅地起动PM电机。

附图说明

图1是示出本发明的同步电动机的控制装置的实施方式的电路结构的电路结构图。

图2是示出图1所示的三相电压指令值选择部的结构的电路结构图。

图3是示出图2所示的转换表的图。

图4是示出在起动时相电流控制中控制U相电流时的转子牵入位置的图。

图5是示出在起动时相电流控制中控制V相电流时的转子牵入位置的图。

图6是示出在起动时相电流控制中控制W相电流时的转子牵入位置的图。

标号说明