[发明专利]马达控制装置

说明书

一种马达控制装置，基于作为马达的转矩的目标值的转矩指令，将马达的电流分离为正交的d轴电流和q轴电流来进行控制，该马达控制装置具备：电流矢量控制部，其被输入d轴电流指令和q轴电流指令，生成d轴电压指令使得d轴电流的值与d轴电流指令的值之差为零，生成q轴电压指令使得q轴电流的值与q轴电流指令的值之差为零；q轴电流指令生成部，其基于转矩指令来生成q轴电流指令；弱磁控制部，其基于电压指令与基准电压之差来生成d轴电流指令，使得电压指令的振幅不超过基准电压，电压指令是将从电流矢量控制部输出的d轴电压指令作为d轴分量且将q轴电压指令作为q轴分量的矢量；电流限制器，其根据q轴电流指令的大小来限制d轴电流指令的大小，使得将d轴分量设为d轴电流指令且将q轴分量设为q轴电流指令的马达的电流指令矢量的大小不超过电流限制值；以及基准电压修正部，其基于d轴电流指令的限制前的值与d轴电流指令的限制后的值之差，来修正基准电压。

技术领域

本发明涉及一种利用了电流矢量控制的马达控制装置。本发明特别是涉及一种进行弱磁控制或过调制控制来在电压饱和区域附近驱动马达的技术。

背景技术

一般而言，作为控制永磁同步马达的绕组电流的方法，利用将马达的绕组电流分离为转子磁通方向的d轴分量以及与该d轴分量正交的q轴分量来进行控制的矢量控制。进行矢量控制的电流控制部接收来自外部的指令，计算对马达驱动部的电压指令的值，该马达驱动部用于向马达供给电力。

有时在来自外部的指令的值大等情况下，该电压指令的值超过马达驱动部能够供给的电压。这种现象被称为电压饱和。马达的驱动速度越大则越容易产生电压饱和。这是因为在马达驱动中产生的感应电压与驱动速度成比例地上升，为了利用供给电压对其进行补偿，马达的端子间电压也同样地上升。在马达的负载大的情况下或电源电压低的情况下，由于供给电压余裕变小，因此也容易产生电压饱和。

当在动力运行动作时的马达中产生电压饱和时，无法产生转矩，从而不再使速度增加。另外，作为其二次影响，存在电流控制部或速度控制部的积分项饱和(wind up)而响应变差的情况。

作为抑制电压饱和的方法，利用通过流过负的d轴电流来减弱由永磁体产生的磁通从而抑制感应电压的增加的弱磁控制。

但是，如果不断增加负的d轴电流，则因反作用磁场而产生永磁体的不可逆退磁、或者马达的效率变差，因此d轴电流的大小会受到限制。

并且，由于在马达和驱动马达的逆变器中存在能够通电的电流的上限，因此将d轴电流与q轴电流合并所得到的合成电流的大小也会受到限制。

例如在专利文献1中记载了这样的d轴电流的限制下和合成电流的限制下的弱磁控制。在专利文献1所公开的方法中，基于电压指令的值与规定的基准值之差来生成d轴电流指令。基于该d轴电流指令超出负方向的限制值的量，对来自外部的目标指令值或q轴电流指令值进行了限制。并且，在专利文献1中，示出了如下的技术：具备电流限制器，该电流限制器根据d轴电流指令的大小来限制q轴电流指令的大小，使得将d轴电流指令与q轴电流指令合并所得到的马达的电流指令矢量的大小不超过规定的值。

专利文献1的技术用于当将d轴电流指令的值与q轴电流指令的值合并所得到的合成电流的大小达到规定的值时，进行使q轴电流指令的值降低的处理。因此，初始的q轴电流指令的值越大，则使d轴电流指令的值增加的余地越小，越难以获得弱磁控制的效果。因而，越是需要大转矩的运转区域，则越难以维持转矩不变地增加速度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5948613号公报

发明内容

本发明是为了解决上述以往的问题而完成的。本发明的目的在于提供如下一种马达控制装置：即使在因电流限制而无法充分地流动d轴电流的运转区域，也能够使速度增加，使得更好地引发马达的输出。