[发明专利]控制装置

说明书

本公开涉及控制装置。在电机的无传感器控制中，由于响应频率的特性，感应电压、磁极位置估计增益、电流控制增益和速度控制增益密切相关。本发明的目的是使得磁极位置估计系统的感应电压和频率特性能够被清楚地设计，并且能够理论和定量地设计无传感器控制所需的全部控制增益，以便解决不能建立设计这些参数的方法和必须以试错的方式调整参数的这样的问题。控制装置具有通过应用感应电压观测器来估计电机的估计感应电压和相位误差的估计器以及在估计感应电压和相位误差的基础上控制电机的控制器。

相关申请的交叉引用

2016年9月12日提交的日本专利申请No.2016-177461的公开内容(包括说明书、附图和摘要)通过引用整体地并入本文。

技术领域

本发明涉及控制装置，并且例如涉及电机的控制装置。

背景技术

在无刷直流电机中，作为一般控制方法之一，在其中转子磁极方向被定义为d轴，并且从d轴在θ正方向上前进90°的轴被定义为q轴的旋转坐标系的基础上，d轴电流被设置为0，并且对q轴电流和转矩执行线性控制。

提出了在三相线圈中流动的电流的基础上计算无刷直流电机中的转子的旋转位置而不是通过使用传感器来检测旋转位置的技术。

由于包括基于电流估计误差的方法的无传感器控制中的转子的磁极位置(dq轴的位置)是未知的，所以估计在电机中产生的感应电压的幅值和相位，并且从它们估计转子的磁极位置(dq轴的位置)。

例如，在日本未审查的专利申请公开No.Hei 8(1996)-308286中，检测在定子线圈中流动的电流值Iu和Iv，并从检测的值估计旋转角度。在非专利文献1“SensorlessBrushless DC Motor Control Method Based on Current Estimation Error”,TakaharuTakeshita,Naofumi Nomura,and Nobuyuki Matsui,T.IEE Japan,Vol.115-D,No.4,1995中描述了基于电流估计误差的无传感器无刷直流电机控制。

发明内容

通常，在基于电流估计误差的电机的无传感器控制中，磁极位置估计系统的感应电压和频率特性取决于电机的速度。因此，当电机的旋转变为低速时，估计系统的收敛增益变小，并且响应频率变低。

在电机的无传感器控制中，为了在稳定的控制轴中执行电流控制以及感应电压和磁极位置的估计的计算，感应电压估计响应时间必须等于或大于控制系统的电流响应时间。

为了保持该关系，随着电机的旋转降低，电流的响应频率必须减小。此外，当电流的响应频率减小时，在某些情况下，必须减小速度的响应频率。

如上所述，在电机无传感器控制中，由于响应频率的特性，感应电压、磁极位置估计增益、电流控制增益和速度控制增益密切相关。然而，存在不能建立设计这些参数的方法并且必须以试错的方式调整参数的问题。

从说明书和附图的描述中，其它问题和新颖特征将变得明显。

根据实施例，通过使用感应电压观测器，估计了感应电压，并且唯一地确定所有控制增益。

根据本实施例，可以清楚地设计磁极位置估计系统的感应电压和频率特性，并且可以理论和定量地设计无传感器控制所需的所有控制增益。

附图说明

图1是例示根据实施例的概述的控制装置的构造的框图。

图2是例示根据第一实施例的控制装置的构造的框图。

图3是用于解释电机的构造和坐标系的图示。

图4是用于解释期望被估计的真实坐标轴和用于控制的坐标轴的图示。

图5是d轴感应电压估计系统的框图。