控制装置以及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及控制装置以及控制方法。控制装置(1)包括：估计部(30)，重复计算与电动机(3)的磁极位置相关的角度估计值；以及存储部(25)，存储角度估计值，估计部(30)包括：响应信息计算部(32)，计算响应信息，该响应信息表示相对于对电动机3的输出电压的变化的电流变化或者相对于对电动机3的输出电流的变化的电压变化；系数计算部(35)，基于存储在存储部中的过去的角度估计值来计算与电动机(3)的正交坐标系的坐标轴之间的电磁相互干扰相关的干扰系数；以及角度计算部(33)，基于响应信息和干扰系数来计算角度估计值。

【技术实现步骤摘要】
控制装置以及控制方法
本专利技术涉及控制装置以及控制方法。
技术介绍
日本特开2013-090552号公报公开了旋转电机控制装置，将高频电流施加到具有带凸极性的转子的旋转电机，并且基于包含在电压指令中的高频分量作为对高频电流的响应分量来估计转子的磁极方向，执行控制旋转电机的所谓的无传感器向量控制，计算出由于dq轴之间的磁通干扰产生的磁极方向的估计值的误差，并基于该误差进行校正。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对在无传感器的情况下高精度地计算与电动机的磁极位置有关的角度估计值有效的控制装置以及控制方法。本专利技术的一个方面涉及的控制装置包括：估计部，重复计算与电动机的磁极位置相关的角度估计值；以及存储部，存储角度估计值，估计部包括：响应信息计算部，计算响应信息，该响应信息表示相对于对电动机的输出电压的变化的电流变化或者相对于对电动机的输出电流的变化的电压变化；系数计算部，基于存储在存储部中的过去的角度估计值来计算干扰系数，所述干扰系数与电动机的正交坐标系的坐标轴之间的电磁相互干扰相关；以及角度计算部，基于响应信息和干扰系数来计算角度估计值。本专利技术的另一方面涉及的控制方法，包括：重复计算与电动机的磁极位置相关的角度估计值的步骤；以及存储角度估计值的步骤，计算角度估计值的步骤包括如下步骤：计算响应信息，该响应信息表示相对于对电动机的输出电压的变化的电流变化或者相对于对电动机的输出电流的变化的电压变化；基于过去存储的角度估计值来计算与电动机的正交坐标系的坐标轴之间的电磁相互干扰相关的干扰系数；以及基于响应信息和干扰系数来计算角度估计值。本专利技术的另一方面涉及控制装置，其包括：估计部，重复计算与电动机的磁极位置相关的角度估计值；以及存储部，用于存储角度估计值，估计部包括：响应信息计算部，计算响应信息，该响应信息表示相对于对电动机的输出电压的变化的电流变化或者相对于对电动机的输出电流的变化的电压变化；以及角度计算部，基于响应信息和存储在存储部中的过去的角度估计值来计算角度估计值。根据本专利技术能够提供对在无传感器的情况下高精度地计算与电动机的磁极位置有关的角度估计值有效的控制装置以及控制方法。附图说明图1是示出控制装置的构成的示意图。图2是示出被叠加的电压向量的图。图3是示出控制装置的硬件构成的图。图4是示出实施方式涉及的控制方法的流程图。图5是示出磁极位置的角度的估计误差的曲线图。图6是示出磁极位置的角速度、角度的估计值以及实测值的曲线图。具体实施方式下面，参照附图详细说明实施方式。在说明中，对于相同要素或者具有相同功能的要素赋予了相同的符号，并省略重复说明。〔控制装置〕本实施方式涉及的控制装置1是用于控制电动机的逆变器。如图1所示，控制装置1介于直流电源2和电动机(例如旋转电机3)之间，将从直流电源2供给的直流电力转换为用于驱动旋转电机3的三相交流电力，并供给旋转电机3。另外，在下面的说明中，三相交流电力的各相记载为u相、v相、w相。(旋转电机)首先，例示出作为控制装置1的控制对象的旋转电机3的构成。旋转电机3是交流电动机，该交流电动机具有转子和定子，该转子具有磁极，该定子具有绕组。绕组包括u相绕组、v相绕组以及w相绕组。在旋转电机3中，通过向定子的绕组供给交流电力来使绕组产生磁场，并且转子通过该磁场而进行旋转。转子所具有的磁极可以是永久磁铁，也可以是电磁铁。旋转电机3具有凸极性。这里，具有凸极性意味着d轴方向和q轴方向的电感不同。d轴方向是转子的磁极方向。q轴方向是垂直于d轴方向，且垂直于转子的旋转轴的方向。因此，dq坐标系(由d轴方向和q轴方向的两个轴构成的正交坐标系)可以是按照转子的旋转而旋转的旋转坐标系。d轴方向的电感是将d轴方向的磁通用d轴方向的电流微分而获得的值。q轴方向的电感是将q轴方向的磁通用q轴方向的电流微分而获得的值。d轴方向以及q轴方向的电流是流过三相绕组的电流的d轴分量以及q轴分量。这里，作为转子的旋转面(即，与转子的旋转轴正交的平面)内的、相对于定子固定的固定坐标系，设定由α轴和β轴两个轴构成的正交坐标系、即αβ坐标系。α轴是由u相绕组产生的磁场的方向，β轴是与α轴和转子的旋转轴方向的两者正交的方向。旋转电机3是例如嵌入式永磁同步电动机(InteriorPermanentMagnetSynchronousMotor(IPMSM)：内部永磁同步电动机)。但是，旋转电机3可以是任何电动机，只要具有凸极性即可。旋转电机3可以是感应电动机。(控制装置的整体构成)控制装置1具备电力转换电路4、电流检测器8和控制电路10。电力转换电路4通过在与直流电源2连接的两根直流母线和与旋转电机3连接的三根输出线之间切换接通/断开(ON/OFF)，来将上述的三相交流电力输出给旋转电机3。电力转换电路4例如具有六个开关元件5、六个二极管6和电容器7。六个开关元件5包括分别连接在两根直流母线和u相输出线之间的两个开关元件5、分别连接在两根直流母线和v相输出线之间的两个开关元件5、分别连接在两根直流母线和w相输出线之间的两个开关元件5。开关元件5例如是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)，但是也可以是例如MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等其他元件。每个开关元件5响应于来自控制电路10的驱动信号在导通状态和断开状态之间切换。二极管6分别并联连接到六个开关元件5。二极管6用作续流二极管发挥功能，续流二极管使电流通向与开关元件5的导通方向相反侧。电容器7连接在直流母线之间，用于平滑与开关元件5的开关动作相伴的电压变动。电容器7例如是铝电解电容器。电流检测器8用于检测从电力转换电路4供给旋转电机3的电流。电流检测器8例如是具有霍尔元件的电流传感器。控制电路10基于从外部输入的转矩指令T*和由电流检测器8检测出的电流值，生成用于切换开关元件5的接通和断开的驱动信号SG1～SG6，并分别将该驱动信号SG1～SG6输出到六个开关元件5。例如，控制电路10具有电流指令生成部21、电流控制部22、驱动信号发生部23、3相/2相坐标转换部24、估计部30、存储部25和旋转坐标转换部26。电流指令生成部21基于从控制电路10的外部输入的转矩指令T*来生成d轴电流指令值Id*和q轴电流指令值Iq*。电流控制部22以减小d轴电流指令值Id*与d轴电流检测值Id之间的偏差并且减小q轴电流指令值Iq*与q轴电流检测值Iq之间的偏差的方式计算出d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*，并将d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*转换为αβ坐标系的α轴电压指令值Vα*和β轴电压指令值Vβ*。例如，电流控制部22通过P(比例)运算来计算出d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*。电流控制部22可以通过PI(比例、积分)运算来计算出d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*，也可以通过PID(比例、积分、微分)运算来计算出d轴电压指令值Vd*和q轴电压指令值Vq*。驱动信号发生部23根据α轴电压指令值Vα*和β轴电压指令值Vβ*生成上述的驱动信号SG1～SG6，并分别输出至六个开关元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，其包括：电力转换电路，构成为将电源的电力转换为用于驱动电动机的电力；估计部，重复计算与电动机的磁极位置相关的角度估计值；以及存储部，存储所述角度估计值，其中，所述估计部包括：响应信息计算部，计算响应信息，所述响应信息表示相对于第二电特性的变化的第一电特性的变化，所述第二电特性是对所述电动机的输出电压和输出电流中的任一个，所述第一电特性是所述输出电压和输出电流中的另一个，角度计算部，基于所述响应信息和存储在所述存储部中的过去的所述角度估计值来计算所述角度估计值，以补偿由所述电动机的正交坐标系的坐标轴之间的电磁相互干扰引起的角度估计误差。

【技术特征摘要】
2017.08.07 JP 2017-1526441.一种控制装置，其包括：电力转换电路，构成为将电源的电力转换为用于驱动电动机的电力；估计部，重复计算与电动机的磁极位置相关的角度估计值；以及存储部，存储所述角度估计值，其中，所述估计部包括：响应信息计算部，计算响应信息，所述响应信息表示相对于第二电特性的变化的第一电特性的变化，所述第二电特性是对所述电动机的输出电压和输出电流中的任一个，所述第一电特性是所述输出电压和输出电流中的另一个，角度计算部，基于所述响应信息和存储在所述存储部中的过去的所述角度估计值来计算所述角度估计值，以补偿由所述电动机的正交坐标系的坐标轴之间的电磁相互干扰引起的角度估计误差。2.如权利要求1所述的控制装置，其中，所述估计部还包括系数计算部，所述系数计算部基于存储在所述存储部中的过去的所述角度估计值来计算干扰系数，所述干扰系数与所述电动机的正交坐标系的坐标轴之间的电磁相互干扰相关，所述角度计算部基于所述响应信息和所述干扰系数来计算所述角度估计值。3.如权利要求2所述的控制装置，其中，所述系数计算部基于存储在所述存储部中的过去的所述角度估计值和所述响应信息来计算所述干扰系数。4.如权利要求3所述的控制装置，其中，还包括分量计算部，基于所述响应信息来计算忽略了所述相互干扰时的所述角度估计值的正弦分量和忽略了所述相互干扰时的所述角度估计值的余弦分量，所述角度计算部使用所述正弦分量、所述余弦分量和所述干扰系数来计算所述角度估计值。5.如权利要求4所述的控制装置，其中，所述角度计算部基于修正正弦分量以及修正余弦分量来计算所述角度估计值，所述修正正弦分量是使用所述干扰系数和所述余弦分量修正所述正弦分量而得的，所述修正余弦分量是使用所述干扰系数和所述正弦分量修正所述余弦分量而得的。6.如权利要求4所述的控制装置，其中，所述系数计算部基于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛本庆太，森本进也，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：日本,JP