马达控制器制造技术

本发明专利技术提供一种马达控制器，所述马达控制器对开关磁阻马达(以下称为马达)进行控制，马达控制器包括逆变器、转矩运算部、磁通运算部以及开关控制部。开关控制部至少使用作为转矩指令值的参照转矩以及算出转矩，对逆变器进行控制。开关控制部包括最小磁通维持部。在马达的转速超过预先设定的速度的状态下，最小磁通维持部以使各相的算出相磁通为预先设定的最小值以上的方式对逆变器进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对开关磁阻马达进行控制的马达控制器。
技术介绍
开关磁阻马达(以下称为“SRM”)因制造成本低廉且结构简单结实，因此受到关注。并且，由于稀土类元素的价格攀升，不需要稀土类的永磁铁的SRM受到关注。在SRM中，通过在电感变化的期间对定子绕组提供电流来获得转矩。在SRM中，不管什么控制方式，由于磁通的变化幅度在高速旋转时变小，因此转矩减小。因此，作为抑制转矩减小的方法，例如在日本特开2003-189669号公报中公开了由连续电流模式(以下称为“CCM”)进行的控制。在CCM中，在能量回归期间结束时，并在磁通以及电流回到O之前，对相绕组通电。相绕组因连续流入的电流引起的磁通而持续地交链。为了实现CCM，加大对相绕组进行励磁的电角度。由此，电流以及磁通的大小被提高而不会返回0。也就是说，在电流变为O之前产生下一个励磁。其结果是，即使在高速旋转时，磁通的变化幅度也被稳定地维持，从而能防止转矩减小。然而，在上述的CCM中，为了加大进行励磁的电角度，需要准确地获取转子的旋转位置。如果已获取的转子的旋转位置与实际的旋转位置有偏差，则励磁开始的时机变得不恰当，因而无法流入理想的连续电流，从而马达的效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是不依靠转子的旋转位置的检测精度，而在连续电流模式中对SRM进行恰当的控制。本专利技术的例示性的一实施方式所涉及的马达控制器包括：逆变器、转矩运算部、磁通运算部以及开关控制部。逆变器与三相集中卷绕的开关磁阻马达连接。转矩运算部基于来自逆变器的输出以及开关磁阻马达的转子角度，推定或测定在开关磁阻马达产生的转矩作为算出转矩。磁通运算部基于来自逆变器的输出以及开关磁阻马达的转子角度，推定或测定在开关磁阻马达产生的各相的相磁通作为算出相磁通。开关控制部至少使用作为转矩的指令值的参照转矩以及算出转矩，对逆变器进行控制。开关控制部包括最小磁通维持部。在开关磁阻马达的转速超过预先设定的速度的状态下，最小磁通维持部以使各相的算出相磁通为预先设定的最小值以上的方式对逆变器进行控制。根据本专利技术，能够在连续电流模式中对开关磁阻马达进行恰当的控制。参照附图并通过以下对优选实施方式的详细说明，本专利技术的上述以及其他要素、特征、步骤、特点和优点会变得更加清楚。附图说明图1为示出马达控制器的结构的框图。图2为SRM的示意图。图3为示出逆变器的结构的图。图4为示出开关控制部的结构的框图。图5为用于说明磁通标记生成部的动作的图。图6为将占空比控制的一个例子与磁滞控制进行对比示出的图。图7为示出角度区域的图。图8为示出在开关控制部追加的角度补偿部的图。图9为示出最小磁通维持部的动作的图。图10为示出开关控制部的其他例子的图。图11为示出磁通相位角与K的关系的图。图12为示出与磁通方向对应的各相的线圈位置的图。具体实施方式图1为示出马达控制器1的结构的框图。马达控制器1对SRM(开关磁阻马达)9进行控制。图2为SRM9的示意图。SRM9包括转子91以及定子92。转子91被省略图示的轴承机构支承为能够相对于定子92以旋转轴线为中心旋转。转子91包括朝向定子92突出的多个突出部911。定子92包括朝向转子91突出的多个突出部921。换言之，SRM9包括双凸极结构。在定子92的各突出部921卷绕导线从而形成线圈922。SRM9的线圈922为三相集中卷绕。在转子91既没有设置线圈也没有设置永磁铁。通过在各相位绕组即线圈922的电感变化的期间提供切换电流来产生转矩。如图1所示，马达控制器1包括逆变器11、转矩和磁通运算单元12以及开关控制部13。向转矩和磁通运算单元12输入SRM9的转子91的旋转位置即转子角度θr、以及从逆变器11输出的电流I的值。转矩和磁通运算单元12包括转矩运算部121和磁通运算部122。转矩运算部121基于来自逆变器11的输出以及转子角度θr，通过运算来推定或准确求取在SRM9产生的转矩。磁通运算部122基于来自逆变器11的输出以及转子角度θr，通过运算来推定或准确求取在SRM9内产生的各相的磁通。以下，将由转矩和磁通运算单元12求取的转矩称作“算出转矩T”，将各相的磁通ψa、ψb、ψc称作“算出相磁通ψp”。也就是说，转矩运算部121推定或测定算出转矩T。磁通运算部122推定或测定算出相磁通ψp。开关控制部13基于从SRM9以及转矩和磁通运算单元12输入的值、以及作为转矩指令值的参照转矩T*，对逆变器11中的开关进行控制。转矩运算部121基于来自逆变器11的输出以及转子角度θr，推定或测定在SRM9产生的转矩作为算出转矩T。磁通运算部122基于来自逆变器11的输出以及转子角度θr，推定或测定在SRM9内产生的各相的相磁通作为算出相磁通ψp。开关控制部13至少利用转矩指令值即参照转矩T*以及算出转矩T，对制逆变器11进行控制。图3为示出与SRM9连接的逆变器11的结构的图。逆变器与三相集中卷绕的SRM9连接。优选逆变器11为包括六个开关元件的三相非对称半桥逆变器。逆变器11包括分别与三个相的线圈922对应的三对开关元件112以及三对二极管113。也就是说，针对于一个相的线圈922设置一对开关元件112以及一对二极管113。上述的一个相的线圈922准确地说为该相的线圈组。一对开关元件112中的一个开关元件112配置在直流电源114的正极与线圈922的一端之间。另一个开关元件112配置在直流电源114的负极与线圈922的另一端之间。以下，将正极侧的开关元件112称作“上游开关元件”。将负极侧的开关元件112称作“下游开关元件”。一对二极管113中的一个二极管113配置在电源114的正极与位于线圈992以及下游开关元件112之间的部位之间的位置，从而阻碍从正极向负极方向的电流。一对二极管113的中的另一个二极管113配置在电源114的负极与位于线圈922以及上游开关元件112之间的部位之间的位置，从而阻碍从正极向负极方向的电流。图4为示出开关控制部13的与一个相对应的结构的图。开关控制部13包括反馈运算部21、前馈运算部22、强制励磁断开部231、加法器232、最小磁通维持部233以及占空比转换部234。反馈运算部21包括转矩差分器211、PI增益部212以及指令电压生成部213。前馈运算部22包括参照磁通算出部221、扇区编号获取部222、磁通标记生成部223以及指令电压生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达控制器，所述马达控制器对开关磁阻马达进行控制，其中，所述马达控制器包括：逆变器，所述逆变器与三相集中卷绕的开关磁阻马达连接；转矩运算部，所述转矩运算部基于来自所述逆变器的输出以及所述开关磁阻马达的转子角度，推定或测定在所述开关磁阻马达产生的转矩作为算出转矩；磁通运算部，所述磁通运算部基于来自所述逆变器的输出以及所述开关磁阻马达的转子角度，推定或测定在所述开关磁阻马达产生的各相的相磁通作为算出相磁通；以及开关控制部，所述开关控制部至少使用作为转矩指令值的参照转矩以及所述算出转矩，对所述逆变器进行控制，所述开关控制部包括最小磁通维持部，在所述开关磁阻马达的转速超过预先设定的速度的情况下，所述最小磁通维持部以使各相的算出相磁通为预先设定的最小值以上的方式对所述逆变器进行控制。

【技术特征摘要】
2014.12.26 JP 2014-2655781.一种马达控制器，所述马达控制器对开关磁阻马达进行控制，其中，所述马达
控制器包括：
逆变器，所述逆变器与三相集中卷绕的开关磁阻马达连接；
转矩运算部，所述转矩运算部基于来自所述逆变器的输出以及所述开关磁阻马达
的转子角度，推定或测定在所述开关磁阻马达产生的转矩作为算出转矩；
磁通运算部，所述磁通运算部基于来自所述逆变器的输出以及所述开关磁阻马达
的转子角度，推定或测定在所述开关磁阻马达产生的各相的相磁通作为算出相磁通；
以及
开关控制部，所述开关控制部至少使用作为转矩指令值的参照转矩以及所述算出
转...

【专利技术属性】
技术研发人员：高野祐一，
申请(专利权)人：日本电产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP