电动机的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电动机的控制装置(10)具备：控制部(11)，该控制部控制对电动机供给电力的驱动电路的动作；以及电流传感器(8)，该电流传感器检测产生于电动机的电流。控制部经由驱动电路将用于推定磁极位置的基本高频电压施加于电动机，从而经由电流传感器检测产生于电动机的基本高频电流，并且基于基本高频电流的检测值来选定与磁极位置的d轴方向对应的第一电角度和第二电角度，经由电流传感器检测第一特定高频电流和第二特定高频电流，该第一特定高频电流是经由驱动电路对第一电角度的位置施加了特定高频电压时产生于电动机的高频电流，该第二特定高频电流是经由驱动电路对第二电角度的位置施加了特定高频电压时产生于电动机的高频电流，通过对第一特定高频电流的检测值与第二特定高频电流的检测值进行比较，从而推定磁极位置的正的d轴方向。

A control device for a motor

The motor control device (10) of the present invention has a control unit (11), which controls the action of a driving circuit for electric power supply to the motor, and a current sensor (8), which detects the electric current produced by the motor. The control unit uses a driving circuit to add the basic high frequency voltage for the position of the magnetic pole to the motor, so that the basic high-frequency current produced by the motor is detected by the current sensor, and the first electric angle and the second electric angle corresponding to the d axis of the magnetic pole position are selected based on the detection value of the basic high frequency current, and the first electric angle and the electric angle of the magnetic pole position are selected. The first specific high frequency current and second specific high frequency current are detected by the current sensor, which is the high frequency current produced by the motor at a specific high frequency voltage by the driving circuit to the position of the first electric angle. The second specific high frequency current is the position of the second electric angle via the drive circuit. The high frequency current generated by a specific high frequency voltage is added to the motor, and the positive d axis direction of the magnetic pole position is deduced by comparing the detection values of the first specific high frequency current to the detection value of the second specific high-frequency current.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的控制装置相关申请的相互参照本申请基于在2015年8月25日申请的日本申请编号2015-165549号，其记载内容援引于此。
本专利技术涉及一种基于转子的磁极位置来控制电动机的驱动的电动机的控制装置。
技术介绍
已知一种不使用对转子的磁极位置进行检测的位置传感器来控制电动机的驱动的所谓无位置传感器的控制装置。以往，有如下高频电压推定方式：通过将比电动机的驱动电压的频率高的高频电压施加于电动机，从而对转子的磁极位置进行推定。首先，对该高频电压推定方式进行说明。在凸极式同步电动机中，电枢线圈的电感在旋转正交座标(dq轴座标)系上的d轴方向成为最小。因此，将一定振幅下的以规定频率旋转的高频电压施加于电枢线圈时，此时的固定正交座标(αβ轴座标)系上的高频电流的轨迹如图11所示。图11是表示αβ轴座标系中的高频电压Vh的轨迹和高频电流Ih的轨迹的图形。如图11所示，高频电流Ih的轨迹呈椭圆形状。以下，将该椭圆也称为电流椭圆轨迹。在图11中，转子的磁极位置被决定为d轴相对于α轴所成的角度θ。在该情况下，将高频电压1周期的电流椭圆轨迹中的高频电流Ih的振幅的最大值Imax的α轴成分及β轴成分分别设为“Imaxα”及“Imaxβ”时，“tanθ＝Imaxβ/Imaxα”的关系成立。通过使用该关系，能够基于“Imaxα”及“Imaxβ”的检测值来运算转子的磁极位置θ。然而，在电流椭圆轨迹具有如图11所示那样的对称形状的情况下，在高频电压Vh的1周期中，电流椭圆轨迹1周期中的长径轴向存在两个最大振幅值Imax1、Imax2。“Imax1”是长径轴向的正侧的最大值，换言之是朝向长径轴向N极的最大振幅值。“Imax2”是长径轴向的负侧的最大值，换言之是朝向长径轴向S极的最大振幅值。即，从电流椭圆轨迹1周期中提取两个高频电流Ih的最大值。方便的是，在PM型同步电动机(磁铁转子式同步电动机)中，在磁路相对于高频电流具有磁饱和倾向的情况下，基于高频电流的磁通的方向与转子的磁铁磁通的方向一致的情况与它们的方向为反方向的情况相比，电枢线圈的电感减少。电流椭圆轨迹的长径与电枢线圈的电感减少的量对应地变长。即，如图12所示，电流椭圆轨迹成为朝向长径轴向N极延伸的不规则的形状。因此，若从电流椭圆轨迹1周期中的高频电流Ih的各数据中选择其最大振幅值，则朝向长径轴向S极的最大振幅值Imax2自然地被排除，能够提取朝向长径轴向N极的最大振幅值Imax1。因此，能够基于提取的朝向长径轴向N极的最大振幅值Imax1，根据上述的运算式推定转子的磁极位置θ。然而，在使用这样的推定方法时，朝向长径轴向N极的最大振幅值Imax1与朝向长径轴向S极的最大振幅值Imax2的差较小时，有可能将“Imax2”误判定为朝向长径轴向N极的最大振幅值。在该情况下，基于“Imax2”运算转子的磁极位置θ的话，有可能将转子的磁极位置误判定为在电角度中偏离180°的位置。因此，在专利文献1所述的控制装置中，对一方的最大振幅值Imax1与另一方的最大振幅值Imax2的差值ΔI(＝Imax1－Imax2)进行运算，并且调整高频电压的振幅以使该差值ΔI成为适当范围。由此，能够维持一方的最大振幅值Imax1与另一方的最大振幅值Imax2的差为较大的状态。因此，在从电流椭圆轨迹1周期中的高频电流Ih的各数据中选择其最大振幅值时，能够更可靠地提取朝向长径轴向N极的最大振幅值Imax1。因此，能够使转子的磁极位置θ的推定精度提高。然而，在专利文献1所述的控制装置中为了提高转子的磁极位置的推定精度，需要遍及电角度的全部区域增大高频电压的振幅，由此高频电流的振幅也变大。若高频电流的振幅变大，例如有电动机的驱动电路(逆变器电路)的发热量、电动机自身的发热量增加的担忧。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-124835号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够提高磁极位置的推定精度且抑制发热的电动机的控制装置。本专利技术的一方式的控制装置基于转子的磁极位置对电动机的驱动进行控制，该控制装置具备：控制部，该控制部控制对电动机供给电力的驱动电路的动作；以及电流传感器，该电流传感器对产生于电动机的电流进行检测。控制部经由驱动电路将用于推定磁极位置的基本高频电压施加于电动机，从而经由电流传感器对产生于电动机的基本高频电流进行检测，并且基于基本高频电流的检测值来选定与磁极位置的d轴方向对应的第一电角度和第二电角度。另外，控制装置经由电流传感器对第一特定高频电流和第二特定高频电流进行检测，该第一特定高频电流是经由驱动电路对第一电角度的位置施加了特定高频电压时产生于电动机的高频电流，该第二特定高频电流是经由驱动电路对第二电角度的位置施加了特定高频电压时产生于电动机的高品电流。并且，控制装置对第一特定高频电流的检测值与第二特定高频电流的检测值进行比较，从而推定磁极位置的正的d轴方向。根据该结构，仅通过增大施加于第一电角度的位置的特定高频电压和施加于第二电角度的位置的特定高频电压，就能够提高磁极位置的正的d轴方向的推定精度。因此，与为了提高推定精度而需要遍及电角度的整个区域使高频电压变大的以往的电动机的控制装置相比，能够抑制驱动电路、电动机的发热。另一方面，若基于基本高频电流的检测值来选定与磁极位置的d轴方向对应的第一电角度和第二电角度，则第一电角度及第二电角度的任一方是磁极位置的正的d轴方向的可能性较高。因此，如上述结构所述，在获取对第一电角度的位置施加了特定高频电压时产生于电动机的第一特定高频电流和对第二电角度的位置施加了特定高频电压时产生于电动机的第二特定高频电流的基础上，若通过它们的比较来推定磁极位置的正的d轴方向，则能够提高磁极位置的推定精度。附图说明一边参照下述附图，一边根据以下的详细说明，使本专利技术的上述或其他目的、结构、优点更清楚。在附图中，图1是表示一实施方式的电动机的控制装置的结构的框图。图2是表示由控制装置执行的处理的顺序的流程图。图3是表示由控制装置执行的初始位置推定处理的顺序的流程图。图4是表示基本高频电压Vhb的波形的一例的图形。图5是表示基本高频电流的大小|Ihb|的推移的一例的图形。图6是表示基本高频电流的大小|Ihb|的推移的一例的图形。图7(a)是表示第一周期的基本高频电流的大小|Ihb|的推移的图形，图7(b)是表示第二周期的基本高频电流的大小|Ihb|的推移的图形，图7(c)是表示基本高频电流的大小|Ihb|的平均值的推移的图形。图8是表示固定正交座标系上的高频电流的向量轨迹的图形。图9(a)是表示特定高频电压Vhs的波形的一例的图形，图9(b)是表示特定高频电流Ihs的推移的一例的图形。图10是表示由其他实施方式的电动机的控制装置执行的初始位置推定处理的顺序的流程图。图11是表示固定正交座标系上的高频电压及高频电流的向量轨迹的图形。图12是表示饱和状态下的固定正交座标系上的高频电压及高频电流的向量轨迹的图形。具体实施方式以下，对电动机的控制装置的一实施方式进行说明。首先，对由电动机及控制装置构成的车辆的控制系统进行说明。图1所示的控制系统1搭载于车辆。控制系统1具备：搭载于车辆的高电压电池BT、继电器电路2、逆变器电路4、电动机5及压缩机6。高电压电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机的控制装置，基于转子的磁极位置对电动机(5)的驱动进行控制，该电动机的控制装置(10)的特征在于，具备：控制部(11)，该控制部控制对所述电动机供给电力的驱动电路的动作；以及电流传感器(8)，该电流传感器对产生于所述电动机的电流进行检测，所述控制部经由所述驱动电路将用于推定所述磁极位置的基本高频电压施加于所述电动机，从而经由所述电流传感器对产生于所述电动机的基本高频电流进行检测，并且基于所述基本高频电流的检测值来选定与所述磁极位置的d轴方向对应的第一电角度和第二电角度，所述控制部经由所述电流传感器对第一特定高频电流和第二特定高频电流进行检测，该第一特定高频电流是经由所述驱动电路对所述第一电角度的位置施加了特定高频电压时产生于所述电动机的的高频电流，该第二特定高频电流是经由所述驱动电路对所述第二电角度的位置施加了所述特定高频电压时产生于所述电动机的高频电流，所述控制部对所述第一特定高频电流的检测值与所述第二特定高频电流的检测值进行比较，从而推定所述磁极位置的正的d轴方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.25 JP 2015-1655491.一种电动机的控制装置，基于转子的磁极位置对电动机(5)的驱动进行控制，该电动机的控制装置(10)的特征在于，具备：控制部(11)，该控制部控制对所述电动机供给电力的驱动电路的动作；以及电流传感器(8)，该电流传感器对产生于所述电动机的电流进行检测，所述控制部经由所述驱动电路将用于推定所述磁极位置的基本高频电压施加于所述电动机，从而经由所述电流传感器对产生于所述电动机的基本高频电流进行检测，并且基于所述基本高频电流的检测值来选定与所述磁极位置的d轴方向对应的第一电角度和第二电角度，所述控制部经由所述电流传感器对第一特定高频电流和第二特定高频电流进行检测，该第一特定高频电流是经由所述驱动电路对所述第一电角度的位置施加了特定高频电压时产生于所述电动机的的高频电流，该第二特定高频电流是经由所述驱动电路对所述第二电角度的位置施加了所述特定高频电压时产生于所述电动机的高频电流，所述控制部对所述第一特定高频电流的检测值与所述第二特定高频电流的检测值进行比较，从而推定所述磁极位置的正的d轴方向。2.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其特征在于，所述控制部经由所述驱动电路将所述基本高频电压施加于所述电动机，从而对于每个规定的电角度，经由所述电流传感器对产生于所述电动机的所述基本高频电流进行检测，所述控制部基于每个所述电角度的基本高频电流的检测值，对于每个所述规定的电角度，运算所述基本高频电流的大小，将所述基本高频电流的大小成为极大值的电角度用作所述第一电角度，并且将从所述第一电角度偏离180°的电角度用作所述第二电角度。3.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其特征在于，所述控制部经由所述驱动电路将所述基本高频电压施加于所述电动机，从而在多个周期中，对于每个规定的电角度，经由所述电流传感器对产生于所述电动机的所述基本高频电流进行检测，所述控制部基于多个周期中检测出的每个所述电角度的基本高频电流的检测值，对于每个所述规定的电角度，运算所述基本高频电流的大小的平均值，将所述基本高频电流的大小的平均值成为极大值的电角度用作所述第一电角度，并且将从所述第一电角度偏离180°的电角度用作所述第二电角度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的电动机的控制装置，其特征在于，所述控制部基于所述基本高频电流的检测值，进一步推定与所述磁极位置的d轴方向对应的第三电角度及第四电角度，所述控制部经由所述电流传感器对第三特定高频电流和第四特定高频电流进行检测，该第三特定高频电流是经由所述驱动电路对所述第三电角度的位置施加了所...

【专利技术属性】
技术研发人员：酒井刚志，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP