同步电动机的控制装置制造方法及图纸

同步电动机的控制装置。提供能够确定转子的初始相位而以无传感器的方式可靠地起动的同步电动机的控制装置。具有：反馈电流检测部(U相电流传感器(3u)、W相电流传感器(3w)、V相电流运算部(19)、反馈电流选择部(24))，其检测由相选择信号(s)选择出的在PM电机(1)中流过的任意一相的电流作为反馈电流(Ifb)；相电压指令运算部(相电流偏差运算部(25)、相电流PI运算部(26))，其根据相电流指令值(I

Control device of synchronous motor

A control device for a synchronous motor. A control device for a synchronous motor that can be reliably started in a sensorless manner, which can determine the initial phase of the rotor and can be reliably started in a sensorless manner. Has a feedback current detection part (U phase current sensor (3U), W (3w), phase current sensor V current calculation section (19), the feedback current selection section (24)), detecting a phase selection signal (s) selected in PM motor (1) in any current flow a phase current as feedback (Ifb); phase voltage command arithmetic unit (phase current deviation calculation section (25), the current PI computing section (26)), according to the current command value (I

【技术实现步骤摘要】
同步电动机的控制装置
本专利技术涉及同步电动机的控制装置。
技术介绍
永磁型同步电动机(以下，称作PM电机)通过流过相对于转子的磁极位置具有90度相位差的电流而产生转矩，进行旋转控制。因此，PM电机的控制需要检测转子磁极位置。但是，检测转子磁极位置的传感器在设置环境以及成本方面是存在缺点的，因此，近年来，提出了转子磁极位置的无传感器控制方法。在PM电机高速旋转的情况下，建立了估计运算所需的反电动势较大且转子位置的估计运算比较容易、基于实用精度的无传感器控制方法。另一方面，包含起动时在内的低速下的无传感器控制的反电动势较小，因此，估计精度的误差变大。特别是，在起动时，有时会由于转子位置的误差，启动转矩不足或失步，因而，使得PM电机无法起动。因此，在PM电机的无传感器起动方法中，提出了利用由于施加谐波带来的电感变化的方法(例如专利文献1)。此外，已知有同步牵入方式，该方式中，通过给出适当的d轴或q轴的电流指令值，在起动时，保持速度0的状态流过直流电流，从而将转子牵入到特定的位置(例如专利文献2)。专利文献1：日本特开2016-039774号公报专利文献2：日本特开2008-245411号公报然而，在专利文献1中，由于利用d轴电感与q轴电感的差(凸极性)，因此，存在如果不是凸极型PM电机(IPM电机)则难以应用的问题。此外，在专利文献2中，非凸极型PM电机(SPM电机)也能够启动，但需要进行dq坐标上的电流控制，因此，存在这样的问题：在检测电流的旋转坐标转换中，容易受到相位估计误差的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的上述课题，提供一种同步电动机的控制装置，能够高精度地确定转子的初始相位而不受电机参数以及相位估计误差的影响，从而以无传感器的方式可靠地起动。本专利技术的同步电动机的控制装置利用三相电压指令值控制逆变器电路，该逆变器电路驱动同步电动机，其特征在于，所述控制装置具备：反馈电流检测部，其检测由相选择信号选择出的在所述同步电动机中流过的任意一相的电流作为反馈电流；相电压指令运算部，其根据相电流指令值和所述反馈电流运算相电压指令值；三相电压指令值运算部，其运算将由所述相选择信号选择出的相设为所述相电压指令值的所述三相电压指令值；以及初始相位选择部，其根据所述相选择信号输出设定的初始相位。也可以是，在本专利技术的同步电动机的控制装置中，在通过所述反馈电流检测部、所述相电压指令运算部、所述三相电压指令值运算部以及所述初始相位选择部的起动时相电流控制将转子位置固定在所述初始相位之后，执行转子磁极位置的无传感器控制。也可以是，在本专利技术的同步电动机的控制装置中，所述三相电压指令值运算部运算如下的所述三相电压指令值：该三相电压指令值将未被所述相选择信号选择的相设为所述相电压指令值乘以-1/2而得到的值。也可以是，在本专利技术的同步电动机的控制装置中，在以在U相绕组中流过电流时产生的磁通的方向为基准的情况下，当由所述相选择信号选择了U相时，所述初始相位选择部将90度作为所述初始相位输出，当由所述相选择信号选择了V相时，所述初始相位选择部将210度作为所述初始相位输出，当由所述相选择信号选择了W相时，所述初始相位选择部将330度作为所述初始相位输出。根据本专利技术，起到这样的效果：通过控制三相中的一相的电流，能够将PM电机的转子位置固定在规定位置。其结果是，能够从已知的转子位置启动，因此，即使不设置转子位置检测器，也能够可靠且顺畅地起动PM电机。附图说明图1是示出本专利技术的同步电动机的控制装置的实施方式的电路结构的电路结构图。图2是示出图1所示的三相电压指令值选择部的结构的电路结构图。图3是示出图2所示的转换表的图。图4是示出在起动时相电流控制中控制U相电流时的转子牵入位置的图。图5是示出在起动时相电流控制中控制V相电流时的转子牵入位置的图。图6是示出在起动时相电流控制中控制W相电流时的转子牵入位置的图。标号说明1：PM电机；2：逆变器电路；3u：U相电流传感器；3w：W相电流传感器；5：三相交流电源；6：二极管桥式电路；7：平滑电容器；10：控制部；11：d轴电流偏差运算部；12：d轴电流PI运算部；13：速度偏差运算部；14：速度PI运算部；15：q轴电流偏差运算部；16：q轴电流PI运算部；17：dq轴/两相坐标转换部；18：三相电压指令值选择部；19：V相电流运算部；20：三相/两相坐标转换部；21：两相/dq轴坐标转换部；22：转子位置估计部；23：PWM栅极信号生成器；24：反馈电流选择部；25：相电流偏差运算部；26：相电流PI运算部；27：初始相位选择部；181：转换表；182：三相电压指令值运算部；183：两相/三相坐标转换部；184：选择开关。具体实施方式接下来，参照附图对本专利技术的实施方式具体地进行说明。本实施方式是将永磁同步电动机(以下，称作PM电机1)作为同步电动机进行驱动控制的控制装置，参照图1，具有逆变器电路2、U相电流传感器3u、W相电流传感器3w和控制部10。电源是三相交流+二极管整流的直流电源，对逆变器电路2提供直流电压Vdc，通过逆变器电路2输出可变电压、可变频率的三相交流，施加至PM电机1，其中，所述直流电压Vdc是通过由二极管桥式电路6对三相交流电源5进行整流、由平滑电容器7去除纹波而得到的。逆变器电路2由桥式连接的开关元件Q1～Q6构成。作为开关元件Q1～Q6，也可以使用NPN双极晶体管或FET(FieldEffectTransistor)，此外，也可以使用IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)或晶闸管来代替晶体管。U相电流传感器3u是检测在PM电机1的U相绕组中流过的电流的电流值的电机电流检测单元，W相电流传感器3w是检测在PM电机1的W相绕组中流过的电流的电流值的电机电流检测单元。另外，作为U相电流传感器3u和W相电流传感器3w，可以使用由线圈和霍尔元件构成的电流传感器、分流电阻。控制部10是如下电压指令值供给单元：以速度指令值ωm＊为目标，基于矢量控制，生成U相、V相、W相的三相电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊，将生成的三相电压指令值Vu＊、Vv＊、Vw＊提供给逆变器电路2。另外，以下所示的控制部10的各个功能是通过由CPU(CentralProcessingUnit)、ROM(ReadOnlyMemory)、RAM(RandomAccessMemory)等构成的计算机以及保存在ROM、RAM等中的程序实现的。控制部10具有d轴电流偏差运算部11、d轴电流PI运算部12、速度偏差运算部13、速度PI运算部14、q轴电流偏差运算部15、q轴电流PI运算部16、dq轴/两相坐标转换部17、三相电压指令值选择部18、V相电流运算部19、三相/两相坐标转换部20、两相/dq轴坐标转换部21、转子位置估计部22、PWM栅极信号生成器23、反馈电流选择部24、相电流偏差运算部25、相电流PI运算部26以及初始相位选择部27。控制部10执行起动时相电流控制，由此，使PM电机1的转子位置固定在规定位置，从已知的转子位置开始起动，其中，起动时相电流控制是如下这样的控制：在PM电机1起动时，使三相电压指令值选择部18、PWM栅极信号生成器23、反馈电流选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电动机的控制装置，该控制装置利用三相电压指令值控制逆变器电路，该逆变器电路驱动同步电动机，其特征在于，所述控制装置具备：反馈电流检测部，其检测由相选择信号选择出的在所述同步电动机中流过的任意一相的电流作为反馈电流；相电压指令运算部，其根据相电流指令值和所述反馈电流运算相电压指令值；三相电压指令值运算部，其运算将由所述相选择信号选择出的相设为所述相电压指令值的所述三相电压指令值；以及初始相位选择部，其根据所述相选择信号输出设定的初始相位。

【技术特征摘要】
2016.06.06 JP 2016-1125391.一种同步电动机的控制装置，该控制装置利用三相电压指令值控制逆变器电路，该逆变器电路驱动同步电动机，其特征在于，所述控制装置具备：反馈电流检测部，其检测由相选择信号选择出的在所述同步电动机中流过的任意一相的电流作为反馈电流；相电压指令运算部，其根据相电流指令值和所述反馈电流运算相电压指令值；三相电压指令值运算部，其运算将由所述相选择信号选择出的相设为所述相电压指令值的所述三相电压指令值；以及初始相位选择部，其根据所述相选择信号输出设定的初始相位。2.根据权利要求1所述的同步电动机的控制装置，其特征在于，在通过所述反馈电流检测部、所述相电压指令运算部、所述三相电压指令值...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛洋一郎，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP