推算基于电动机的凸极效应的磁极位置的检测灵敏度。在电动机控制装置(100a)中，叠加电压相位调整单元(7)根据由电流提取单元(6)从电流矢量(I)提取的高频电流矢量(Ih)输出高频电压相位指令值(θvh*)。电流控制单元(5)根据该高频电压相位指令值(θvh*)推算磁极位置(θd)，输出基波电压矢量指令(V1*)。叠加电压移相单元(8)调整高频电压相位指令值(θvh*)并输出移相后的高频电压相位指令值(θvh**)。由此，电压叠加单元(9)将交变电压叠加到基波电压矢量指令(V1*)而输出至电压转换单元(3)。灵敏度计算单元(10)根据高频电流矢量(Ih)和移相后的高频电压相位指令值(θvh**)计算磁极位置(θd)的推算的灵敏度(KΔθ)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】推算基于电动机的凸极效应的磁极位置的检测灵敏度。在电动机控制装置(100a)中，叠加电压相位调整单元(7)根据由电流提取单元(6)从电流矢量(I)提取的高频电流矢量(Ih)输出高频电压相位指令值(θvh*)。电流控制单元(5)根据该高频电压相位指令值(θvh*)推算磁极位置(θd)，输出基波电压矢量指令(V1*)。叠加电压移相单元(8)调整高频电压相位指令值(θvh*)并输出移相后的高频电压相位指令值(θvh**)。由此，电压叠加单元(9)将交变电压叠加到基波电压矢量指令(V1*)而输出至电压转换单元(3)。灵敏度计算单元(10)根据高频电流矢量(Ih)和移相后的高频电压相位指令值(θvh**)计算磁极位置(θd)的推算的灵敏度(KΔθ)。【专利说明】电力转换装置、电动机驱动系统、输送机和升降装置
本专利技术涉及电力转换装置以及包括该电力转换装置的电动机驱动系统、输送机和 升降装置。
技术介绍
同步电机和感应电机等交流电动机（以下仅称为"电动机"）的驱动系统中，作为 将直流电力转换成交流电力来驱动电动机的电动机驱动装置往往使用以电压型逆变器为 代表的电力转换装置。为了提高这种电动机驱动用电力转换装置的性能，需要高精度地检 测转子的磁极位置和转速等，以作为电动机的转子的控制信息。近年来的电力转换装置不 是将位置传感器或测速器等安装到电动机来实际地测量转子的旋转状态，而是使用通过根 据电动机产生的反电动势的信息推算转子的旋转状态来进行高精度的控制量推算的控制 方法。 但由于电动机转速在极低速附近时反电动势的绝对值变小，上述根据反电动势信 息推算转子的旋转状态的电动机控制方法难以适用。因此作为低速时的控制量推算方法， 有利用电动机的凸极效应的方法。 专利文献1中记载了特别地利用永磁式同步电动机的凸极效应进行表示转子的 旋转状态的磁极位置的推算的磁极位置检测装置。该磁极位置检测装置在电动机的规定相 位产生交变磁场，检测与该相位正交的成分的高频电流（或电压），基于其推算电动机转子 的磁极位置。该技术利用电动机转子的电感相对于叠加相位而变化的特性（电气上的凸极 效应）来推算电动机转子的磁极位置。即，通过根据高频电压与脉动电流的相关关系测量 电感，基于凸极效应推算磁极位置。 利用该方法能够在不使用用于检测转子的旋转状态的传感器时以良好精度推算 电动机的运转信息。由此能够削减传感器、输出传感器的检测信号的线缆等成本以及它们 的设置工序。进一步地，能够抑制传感器的安装误差和周围环境导致的噪声、传感器故障等 导致的电动机驱动的工作故障。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特许第3312472号
技术实现思路
专利技术要解决的课题 如专利文献1记载的技术，对电压指令加上高频电压来产生高频电流的电动机的 控制方法利用电流工作点附近的局部电感。然而，电动机中在负载增大、电流量增加后往往 产生磁饱和现象，有局部电感的凸极效应非线性地减小的趋势。因此，在高负载区域，利用 凸极效应的磁极位置检测的灵敏度降低，其结果是产生电流脉动和扭振增加的问题。进一 步地，根据情况还存在失调的危险性。 toon] 本专利技术针对上述问题而完成，其主要目的是为了预防高负载区域的失调、安全地 维持电动机的驱动而推算基于电动机的凸极效应的磁极位置检测的灵敏度。 用于解决课题的方案 基于本专利技术的电力转换装置包括：包括：电压转换单元，其将直流电压转换成交 流电压而将其输出到具有凸极效应的交流电动机；电流检测单元，其检测流过交流电动机 的电流；电流提取单元，其从由电流检测单元检测出的电流提取高频电流；叠加电压相位 调整单元，其根据由电流提取单元提取的高频电流，推算交流电动机的转子的磁极位置，并 输出用于调整叠加以与转子的旋转周期不同的周期变化的交变电压的相位的高频电压相 位指令值；电流控制单元，其根据由叠加电压相位调整单元输出的高频电压相位指令值，推 算磁极位置，输出用于控制流过交流电动机的电流的基波电压指令；叠加电压移相单元，其 调整高频电压相位指令值；电压叠加单元，其根据由叠加电压移相单元调整后的高频电压 相位指令值，将交变电压叠加到基波电压指令而将其输出至电压转换单元；和灵敏度计算 单元，其根据由电流提取单元提取的高频电流和由叠加电压移相单元调整后的高频电压相 位指令值，来计算所述磁极位置的推算的灵敏度。 基于本专利技术的电动机驱动系统包括上述电力转换装置和交流电动机。 基于本专利技术的输送机包括上述电力转换装置、交流电动机和利用交流电动机产生 的驱动力工作的输送部。 基于本专利技术的升降装置包括上述电力转换装置、交流电动机、升降部和利用交流 电动机产生的驱动力使升降部上下移动的曳引机构。 专利技术效果 通过本专利技术能够推算利用电动机的凸极效应的磁极位置检测的灵敏度。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术的第一实施方式的电动机驱动系统110a的结构图。 图2是基波电流和1?频电流的不意图。 图3是基波电流矢量II与基波电压矢量VI的关系以及高频电流矢量Ih与高频 电压矢量Vh的关系的示意图。 图4是表示相位差Θ ivh与相位差Θ vhd的关系的曲线的模式图。 图5是比较例的电动机驱动系统110b的结构图。 图6是表示比较例中高频电压矢量Vh与高频电流矢量Ih的一个例子的图。 图7是叠加电压移相单元8的示意图。 图8是表示本专利技术中高频电压矢量Vh与高频电流矢量Ih的一个例子的图。 图9是本专利技术的灵敏度计算的原理说明图。 图10是本专利技术的第二实施方式的电动机驱动系统110c的结构图。 图11是本专利技术的第三实施方式的电动机驱动系统110d的结构图。 图12是本专利技术的第四实施方式的电动机驱动系统110e的结构图。 图13是本专利技术的第五实施方式的输送机130的结构图。 图14是本专利技术的第六实施方式的升降装置140的结构图。 图15是基于瞬态现象的灵敏度检测误差的原理说明图。 【具体实施方式】 以下参照附图详细地说明本专利技术的第一至第六各实施方式。其中，在以下的说明 中对各图共通的结构要素分别附以相同记号，并省略对这些重复的结构要素的说明。 (第一实施方式） 图1是本专利技术的第一实施方式的电动机驱动系统110a的结构图。 在图1中，电动机驱动系统110a包括电力转换装置101a和电动机1。电力转换装 置101a包括电动机控制装置100a、电压转换单元3和电流检测单元2。 首先对用于说明电动机驱动系统110a的动作的记号的定义进行说明。首先，利用 图2的示意图说明电动机驱动系统110a中驱动电动机1时从电力转换装置101a流向电动 机1的基波电流和高频电流。 图2(a)表示从电力转换装置101a流向电动机1的三相交流电流的各相波形的一 个例子。如该图所示，u相交流电流Iu、v相交流电流Iv和w相交流电流Iw中，相位相差 120°的正弦波上分别叠加了高频电流。如下所述，该高频电流是为了推算电动机1的转子 的磁极位置而在电动机控制装置l〇〇a中叠加的叠加电压所产生的。 图2 (b)是通过通本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电力转换装置，其特征在于，包括：电压转换单元，其将直流电压转换成交流电压而将其输出到具有凸极效应的交流电动机；电流检测单元，其检测流过所述交流电动机的电流；电流提取单元，其从由所述电流检测单元检测出的电流提取高频电流；叠加电压相位调整单元，其根据由所述电流提取单元提取的高频电流，推算所述交流电动机的转子的磁极位置，并输出用于调整叠加以与所述转子的旋转周期不同的周期变化的交变电压的相位的高频电压相位指令值；电流控制单元，其根据由所述叠加电压相位调整单元输出的高频电压相位指令值，推算所述磁极位置，输出用于控制流过所述交流电动机的电流的基波电压指令；叠加电压移相单元，其调整所述高频电压相位指令值；电压叠加单元，其根据由所述叠加电压移相单元调整后的高频电压相位指令值，将所述交变电压叠加到所述基波电压指令而将其输出至所述电压转换单元；和灵敏度计算单元，其根据由所述电流提取单元提取的高频电流和由所述叠加电压移相单元调整后的高频电压相位指令值，来计算所述磁极位置的推算的灵敏度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：荒川阳一郎，小沼雄作，户张和明，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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