马达驱动装置以及使用其的空调室外机制造方法及图纸

为了提供无论搭载的运算装置的处理能力如何都能够实现转矩脉动抑制控制的马达驱动装置，本发明专利技术的马达驱动装置(100)具备：电力变换电路(104)，驱动永磁马达(101)；以及控制部(103)，控制电力变换电路(104)，其具有以下特征。控制部(103)包括矢量控制部(106)和转矩脉动补偿部(108)，转矩脉动补偿部(108)包括振幅生成部(109a)、校正电压生成部(109b)以及加法部(109c)。矢量控制部(106)输出电压指令，振幅生成部(109a)输出校正电压振幅，校正电压生成部(109b)根据振幅生成部(109a)的输出和转子位置输出校正电压指令，加法部(109c)根据矢量控制部(106)的输出和校正电压生成部(109b)的输出而输出校正后电压指令。根据该校正后电压指令使电力变换电路(104)动作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】马达驱动装置以及使用其的空调室外机
本专利技术涉及使马达(电动机)动作的马达驱动装置，特别涉及能够进行抑制马达转矩的脉动的控制的马达驱动装置。
技术介绍
由于高效等优点，近年来，永磁马达被搭载到各种产品。例如，使用永磁马达作为组装于空调器的室外机的风扇马达。在这样的身边的产品中，不仅节能性能非常重要，减少对舒适性造成影响的振动、噪音也非常重要。然而，在永磁马达中，伴随构造设计或者制造偏差，有时振动、噪音增加。不论在哪种情况下，马达的旋转力(以下马达转矩)脉动都成为一个因素。由于该转矩脉动例如激励马达容纳的框体的机械共振，产生振动、噪音。以往，通过对马达安装部等附加防振橡胶来解决机械共振所引起的振动、噪音。由于能够利用防振橡胶缓解马达、连接的负载所引起的转矩脉动的影响，所以该方法是有效的。除了上述方法以外，还提出了通过马达控制减少振动、噪音的方法(例如参照专利文献1)。作为使对马达转矩的脉动进行平滑化的电流通电(以下称为转矩脉动抑制控制)的控制，具有无需追加零件就能够应用的特征。根据该文献，该转矩脉动抑制控制将矢量控制作为基本控制，通过校正电流指令或者电压指令实现固定转矩。电流指令的校正通过将根据矢量控制设定的d轴电流指令Id*和q轴电流指令Iq*分别与d轴校正电流指令ΔId*和q轴校正电流指令ΔIq*相加来进行。d轴校正电流指令ΔId*和q轴校正电流指令ΔIq*是脉动的指令，被设定为消除马达转矩的脉动。关于校正得到的电流指令，相比于电流的检测值，根据其差分通过PI控制(比例积分控制)实现基于指令的电流。即，该控制是作为反馈控制进行动作的转矩脉动抑制控制。另一方面，电压的校正通过将根据矢量控制设定的d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*分别与d轴校正电压指令ΔVd*和q轴校正电压指令ΔVq*相加来进行。d轴校正电压指令ΔVd*和q轴校正电压指令ΔVq*也同样是脉动的指令，根据上述d轴电流指令Id*、上述q轴电流指令Iq*、马达速度的检测值ωrc、转子位置的检测值θdc，基于数学模型来设定。由此，与上述d轴校正电流指令ΔId*和上述q轴校正电流指令ΔIq*相当的电流被通电，马达转矩的脉动被消除。即，该控制是作为前馈控制进行动作的转矩脉动抑制控制。这样，专利文献1提出了具备通过反馈控制和前馈控制的组合实现转矩脉动抑制控制的单元的马达驱动装置。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-223724号公报
技术实现思路
然而，在专利文献1公开的马达驱动装置中，除了通常的矢量控制以外，还需要转矩脉动抑制控制的处理，运算装置中的计算负荷变大。至今为止，未进行将计算负荷纳入考虑的研究，在现状下，转矩脉动抑制控制的应用范围被限定于搭载能够进行高速处理的运算装置的马达驱动装置。本专利技术要解决的课题在于，提供一种具备无论搭载的运算装置的处理能力如何都能够实现转矩脉动抑制控制的单元的马达驱动装置。特别地，其课题在于，在搭载在处理能力中有制约的运算装置的马达驱动装置中实现转矩脉动抑制控制。本专利技术的马达驱动装置的特征在于，具备：电力变换电路，驱动永磁马达；以及控制部，控制所述电力变换电路，所述控制部包括电压指令生成部和转矩脉动补偿部，所述转矩脉动补偿部包括振幅生成部、校正电压生成部以及加法部，所述电压指令生成部输出电压指令，所述振幅生成部输出校正电压振幅，所述校正电压生成部根据所述校正电压振幅和转子位置输出校正电压指令，所述加法部根据所述电压指令和所述校正电压指令输出校正后电压指令，根据所述校正后电压指令使所述电力变换电路动作。另外，本专利技术的空调室外机具备本专利技术的所述马达驱动装置、所述永磁马达、与所述永磁马达连接的风扇、安装所述永磁马达的框体以及压缩机装置系统。根据本专利技术，能够提供具备无论搭载的运算装置的处理能力如何都能够实现转矩脉动抑制控制的单元的马达驱动装置。附图说明图1是示出本专利技术的第1实施方式的马达驱动装置的结构的图。图2是示出矢量控制部106的内部结构的图。图3是示出振幅生成部108a的内部结构的图。图4是示出校正电压生成部108b的内部结构的图。图5是示出加法部108c的内部结构的图。图6是示出具有失真的感应电压的永磁马达的矢量控制时的动作波形的图。图7是示出转矩脉动抑制控制时的动作波形的图。图8是示出振幅生成部108a和振幅生成部902a的输出比较的图。图9是示出在图1所示的马达驱动装置中应用振幅生成部902a的情况的结构的图。图10是示出振幅生成部902a的内部结构的图。图11是示出单独地设定运算周期的情况下的转矩脉动补偿部902的内部结构的图。图12是示出本专利技术的第2实施方式的马达驱动装置的结构的图。图13是示出控制轴和轴误差的定义的图。图14是示出转子位置/马达速度推测部1202的内部结构的图。图15是示出在图12所示的马达驱动装置中应用振幅生成部902a的情况的结构的图。图16是示出本专利技术的第3实施方式的马达驱动装置的结构的图。图17是示出矢量控制部1602的内部结构的图。图18是示出转子位置推测部1603的内部结构的图。图19是示出在图16所示的马达驱动装置中应用振幅生成部902a的情况的结构的图。图20是示出本专利技术的第4实施方式的空调室外机的结构的图。(符号说明)100、900、1200、1500、1600、1900：马达驱动装置；101：永磁马达；102：位置传感器；103：控制部；104：电力变换电路；105：电流传感器；106、1602：矢量控制部；107：转子位置/马达速度生成部；108、902：转矩脉动补偿部；108a、902a：振幅生成部；108b：校正电压生成部；108c：加法部；109：dq/3相变换部；110：3相/dq变换部；300：振幅值数据表；1000：系数值数据；1202：转子位置/马达速度推测部；1603：转子位置推测部；Pm：极对数；R、R*：绕组电阻、绕组电阻的设定值；Ld、Ld*：d轴电感、d轴电感的设定值；Lq、Lq*：q轴电感、q轴电感的设定值；Ke、Ke*：感应电压常数、感应电压常数的设定值；Vu*、Vv*、Vw*：三相电压指令；Vd*、Vq*：d轴电压指令、q轴电压指令；Vd**、Vq**：d轴校正后电压指令、q轴校正后电压指令；ΔVd*、ΔVq*：d轴校正电压指令、q轴校正电压指令；ΔV￣d1*、ΔV￣d2*：d轴校正电压的第1振幅、d轴校正电压的第2振幅；ΔV￣q1*、ΔV￣q2*：q轴校正电压的第1振幅、q轴校正电压的第2振幅；Id*、Iq*：d轴电流指令、q轴电流指令；ΔId*、ΔIq*：d轴校正电流指令、q轴校正电流指令；I￣d、I￣q：d轴电流的平均值、q轴电流的平均值；Iuc、Ivc、Iwc：三相电流的检测值；ωrc、ωr*：马达速度的检测值(推测值)、马达速度指令；ω1、ω1*：电角度频率、电角度频率指令；θdc：转子位置、转子位置的检测值(推测值)；Δθc：轴误差；Tiqr：q轴电流指令用滤波器的时间常数；Tida、Tiqa：d轴平均电流用滤波器的时间常数、q轴平均电流用滤波器的时间常数；Kid、Kiq：d轴校正电流振幅增益、q轴校正电流振幅增益；Θid、Θiq：d轴校正电流相位、q轴校正电流相位；Kvd、Kvq：d轴校正电压增益、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种马达驱动装置，其特征在于，具备：电力变换电路，驱动永磁马达；以及控制部，控制所述电力变换电路，所述控制部包括电压指令生成部和转矩脉动补偿部，所述转矩脉动补偿部包括振幅生成部、校正电压生成部以及加法部，所述电压指令生成部输出电压指令，所述振幅生成部输出校正电压振幅，所述校正电压生成部根据所述校正电压振幅和转子位置输出校正电压指令，所述加法部根据所述电压指令和所述校正电压指令输出校正后电压指令，根据所述校正后电压指令使所述电力变换电路动作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.21 JP 2016-1222401.一种马达驱动装置，其特征在于，具备：电力变换电路，驱动永磁马达；以及控制部，控制所述电力变换电路，所述控制部包括电压指令生成部和转矩脉动补偿部，所述转矩脉动补偿部包括振幅生成部、校正电压生成部以及加法部，所述电压指令生成部输出电压指令，所述振幅生成部输出校正电压振幅，所述校正电压生成部根据所述校正电压振幅和转子位置输出校正电压指令，所述加法部根据所述电压指令和所述校正电压指令输出校正后电压指令，根据所述校正后电压指令使所述电力变换电路动作。2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，所述振幅生成部根据马达速度指令输出所述校正电压振幅。3.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，所述振幅生成部根据马达速度指令和电流检测值输出所述校正电压振幅。4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的马达驱动装置，其特征在于，所述振幅生成部以第1运算周期进行处理，所述校正电压生成部以及所述加法部以第2运算周期进行处理，所述第1运算周期比所述第2运算周期长。5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，所述振幅生成部根据式(7)输出d轴校正电压的第1振幅ΔVd1*、d轴校正电压的第2振幅ΔVd2*、q轴校正电压的第1振幅ΔVq1*以及q轴校正电压的第2振幅ΔVq2*，[数学式1]其中，R*表示绕组电阻的设定值，Ld*表示d轴电感的设定值，Lq*表示q轴电感的设定值，ω1*表示电角度频率指令，Id￣表示d轴电流的平均值，Iq￣表示q轴电流的平均值，Kid表示d轴校正电流增益，Kiq表示q轴校正电流增益，Kvd表示d轴校正电压增益，Kvq表示q轴校正电压增益，Θid表示d轴校正电流相位，Θiq表示q轴校正电流相位，Θvd表示d轴校正电压相位，Θvq表示q轴校正电压相位，n表示想要抑制的马达转矩脉动的次数。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：中尾矩也，户张和明，隅田悟士，前田大辅，
申请(专利权)人：株式会社日立功率半导体，
类型：发明
国别省市：日本,JP