本发明专利技术提供一种永磁同步电动机的控制装置以及控制方法。使用低成本且简单的装置推定空转的永磁同步电动机的相位以及旋转速度，使空转的永磁同步电动机重新启动运转。在永磁同步电动机空转时，逆变器ＩＣ的输出端子电压根据永磁同步电动机的相位而变化。因此，当比较以逆变器的直流负极为基准的输出端子电压与恒定的阈值电压的大小关系时，其极性按照规定的相位进行变化。例如可以通过电平位移电路和ＮＯＴ电路等低成本且简单的装置检测该大小关系。根据该大小关系的变化，推定永磁同步电动机的相位，此外通过对其进行微分来推定旋转速度。如果对同步运转或矢量控制反馈相位以及旋转速度的推定值，则可以重新启动空转的永磁同步电动机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，特别是涉及推定空转的电 动机的相位以及旋转速度，使永磁同步电动机从空转状态重新启动的控制装置以及控制方法。
技术介绍
在以送风为目的，在永磁同步电动机上安装风扇的情况下，考虑其由于受到风的 影响而进行空转的情况。这在泵中也相同，为了使该空转的永磁同步电动机平滑地重新启 动，需要检测空转时的相位以及旋转速度。但是，通过位置传感器直接检测相位以及旋转速 度，产生与位置传感器相应的成本升高。因此，为了削减成本，提出了不使用位置传感器推 定空转的永磁同步电动机的相位以及旋转速度的技术。例如具有在专利文献1中记载的方式。在对逆变器的输出端子施加在空转的永磁 同步电动机中产生的感应电压时，比较两个线间电压，根据其差的大小来推定相位以及旋 转速度。由此，无需使永磁同步电动机停止，使其从空转状态连续地重新启动。但是，为了 在线间电压相互之间进行比较，需要比较器，所以存在成本以及安装面积增加的问题。此外，还具有在专利文献2中记载的方式。使用A/D端口测定逆变器的输出端子 电压，根据测定值的变化推定相位以及旋转速度。为了测定三相的输出端子电压，本来需要 三个A/D端口，但是提供了仅通过一个A/D端口实现上述测定的方法。但是，作为代替，需 要使用晶体管以及I/O端口，此外，需要高速地切换该晶体管的导通/截止。专利文献1特开2005-137106号公报专利文献2特开2007-166695号公报
技术实现思路
本专利技术的课题是，为了解决上述问题，使用简单并且廉价的装置推定空转的永磁 同步电动机的相位以及/或者旋转速度，使电动机重新启动运转。本专利技术的一个方面为一种永磁同步电动机的控制装置，其具有直流电源；把所 述直流电源提供的直流电转换为交流电的逆变器；以及经由所述逆变器的输出端子被提供 交流电的永磁同步电动机，在所述永磁同步电动机的控制装置中，具备在所述永磁同步电 动机空转时，根据把在所述逆变器的输出端子产生的电位的最小值作为基准的线间电压和 预定的阈值电压的大小关系，推定所述永磁同步电动机的旋转磁极的相位的单元。本专利技术的另一方面为具备将所述逆变器的直流负极端子和最小值以外的至少一 相的输出端子之间的电压、即线间电压与预定的阈值电压进行比较，根据其大小关系，推定 所述永磁同步电动机的旋转磁极的相位的单元。在永磁同步电动机空转时，逆变器的输出端子电压根据永磁同步电动机的相位进 行变化。特别是把在逆变器的直流负极端子和某个交流输出端子之间出现的任意的线间电 压与预定的阈值电压进行比较，当检测到它们的大小关系的变化时，可以通过极其简单的电路得到与相位对应的变化。因此，可以根据该大小关系推定永磁同步电动机的相位。此外，通过对推定出的相位进行微分，推定旋转速度。对同步运转或矢量控制反馈相位以及旋转速度的推定值，使空转的永磁同步电动 机重新启动。根据本专利技术的优选实施方式，可以通过简单并且廉价的装置检测针对逆变器的直 流负极端子的输出端子电压与预定的阈值电压的大小关系，推定空转的永磁同步电动机的 相位以及/或者旋转速度，使空转的永磁同步电动机重新启动运转。附图说明图1是本专利技术第一实施方式的永磁同步电动机的控制装置的结构图。图2是在永磁同步电动机中产生的相感应电压的波形图。图3是在永磁同步电动机中产生的输出端子电压的波形图。图4是比较部输出的标志的波形图。图5是第一实施方式的比较部的具体电路结构例图。图6表示永磁同步电动机正转时的比较部的区域的判定结果。图7表示比较部的区域的判定结果的迁移。图8表示永磁同步电动机正转时的比较部的区域的详细的判定结果。图9表示比较部的区域的详细的判定结果的迁移。图10表示相位·旋转速度推定部的基于标志变化的相位推定的一例。图11表示阈值电压小于感应电压的1. 5倍时的相位推定的一例。图12表示阈值电压大于感应电压的1. 5倍时的相位推定的一例。图13表示以某个时刻的相位以及旋转速度的推定值作为基准的任意的时刻的相 位推定的一例。图14是本专利技术第二实施方式的永磁同步电动机的控制装置的部分结构图。图15是第二实施方式的比较部的具体的电路结构例图。图16表示使用具有两个阈值电压的比较部时的相位·旋转速度推定部基于标志 变化的相位推定的一例。图17是本专利技术第三实施方式的永磁同步电动机的控制装置的部分结构图。图18是着眼于第三实施方式的比较部的区域的判定结果迁移的瞬间的输出端子 电压的波形图。符号说明1 永磁同步电动机；2 逆变器IC ；3 逆变器主电路部；4 驱动器；5 直流电压生 成部；5a 交流电源；5b 变换器；6 电流检测部；7 旋转速度指令生成部；8 比较部；9 微 型计算机；10 相位·旋转速度推定部；11 电压指令运算部；12PWM信号生成部；13感应电 压系数辨识部；VDC直流电压；IDC 直流电流；IDC，电流检测值；Sup、Sun、Svp, Svn, Swp, Swn 逆变器主电路部的开关元件；Vu*, Vv*、Vw* :U、V、W相电压指令；Vu, Vv、Vw :U、V、ff相 感应电压；VU_FK、Vv,、VW_FE :U、V、W 相输出端子电压；Vu-flag、Vv-flag, Vw-flag :U、V、W 相 标志、Ke 感应电压系数；Ke* 感应电压系数的设定值；Ke~ 感应电压系数的辨识值； 旋转速度指令；θ :相位；ω 旋转速度；θ 相位的推定值；ω 旋转速度的推定值；θ FR 想要重新启动电动机的时刻的相位的推定值；coFR 想要重新启动电动机的时刻的 旋转速度的推定值；P 阈值电压对感应电压的比具体实施例方式(第一实施方式)图1是本专利技术第一实施方式的永磁同步电动机的控制装置的结构图。永磁同步电动机1输出把基于永磁体的磁通的转矩成分以及基于电枢线圈的电 感的转矩合成后的电动机转矩。逆变器IC2由逆变器主电路部3、驱动器4构成。驱动器4 按照PWM信号，使逆变器主电路部3的开关元件Sup、Sim、Svp、Svn, Swp, Swn接通/关断， 将直流电压转换为三相交流电压。直流电压生成部5由交流电源5a和变换器5b构成，向 逆变器IC2施加直流电压VDC。电流检测部6输出从逆变器IC2向直流电压生成部5流动 的电流IDC的检测值IDC’。旋转速度指令生成部7生成旋转速度指令ω r*。比较部8将 逆变器IC2的输出端子电压VU_FK、Vv_FK、VW_FK与阈值电压Vtl进行比较，输出表示其大小关系 的标志 Vu-flag、Vv-flag、Vw-flag。微型计算机9根据检测到的电流值IDC’，以将永磁同步电动机1的旋转速度ω 控制为旋转速度指令ω 的方式决定PWM信号。微型计算机9由相位·旋转速度推定部 10、电压指令运算部11以及PWM信号生成部12构成。相位 旋转速度推定部10根据标志 Vu-flag、Vv-flag、Vw-flag，输出空转的永磁同步电动机1的相位推定值θ FR以及旋转速 度推定值《FR。电压指令运算部11根据预先设定的永磁同步电动机1的常数、相位推定值 θ FR、旋转速度推定值《FR或电流值IDC’，输出电压指令νιΛν/、ν^。PWM信号生成部12 根据电压指令ViA V/、Vw*，输出PWM信号。本控制装置在单芯片中收容逆变器IC2、电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种永磁同步电动机的控制装置，其具有直流电源；把所述直流电源提供的直流电转换为交流电的逆变器；以及经由所述逆变器的输出端子被提供交流电的永磁同步电动机，所述永磁同步电动机的控制装置的特征在于，具备在所述永磁同步电动机空转时，根据把在所述逆变器的输出端子产生的电位的最小值作为基准的线间电压和预定的阈值电压的大小关系，推定所述永磁同步电动机的旋转磁极的相位的单元。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：隅田悟士，户张和明，青柳滋久，前田大辅，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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