电动机控制装置和电动机控制方法制造方法及图纸

在本电动机控制装置中，二相/三相变换器将d轴电压指令和q轴电压指令变换为UVW相的电压指令。PWM电路根据电压指令生成进行了PWM的驱动脉冲信号，变换器基于驱动脉冲信号生成驱动线圈的驱动电压。位置检测器检测旋转位置，转速计算器计算转速，电流检测器检测向线圈流通的驱动电流。三相/二相变换器将检测驱动电流值变换为d轴电流值和q轴电流值。而且，d轴电压指令生成部求出规定值的d轴电流指令与d轴电流值之差，基于对该差的PI运算，来生成d轴电压指令。另外，q轴电压指令生成部求出速度指令与转速计算部计算出的转速之差，基于对该差的PI运算，来生成q轴电压指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置和电动机控制方法
本专利技术涉及一种对电动机进行控制使其旋转的电动机控制装置和电动机控制方法，特别是涉及一种在低转矩、低速时也能够进行高精度的旋转控制的电动机控制装置和电动机控制方法。
技术介绍
作为对使用了永磁体的电动机的电流进行控制的一个方法，已知一种将电动机的电流分离为对转矩做出贡献的q轴电流分量和与其正交的d轴电流分量来进行控制的矢量控制。在这样的矢量控制中，以往提出了一种即使在低转矩/低速时电流检测精度等低的情况下也能够进行精密的电动机控制的电动机控制装置(例如，参照专利文献1)。图4是包括也适合于这样的低转矩、低速的旋转控制的以往的电动机控制装置90的框图。图4所示的以往的电动机控制装置90将以上述的dq轴坐标系下的电流矢量控制为基础的矢量控制部92用作旋转控制部，来对电动机40进行控制使其旋转。在图4中，电动机控制装置90通过电流检测器12来检测电动机40的驱动电流。检测出的电流检测值Iu、Iv及Iw通过进行坐标变换的三相/二相变换器13被变换为dq坐标系中的电流、即d轴电流Id和q轴电流Iq后，被供给到矢量控制部92。另外，位置检测器14基于来自位置检测传感器49的信号来计算表示电动机40的转子位置的旋转位置Pd，转速计算器15基于旋转位置Pd，计算电动机40的转速Sdet并供给到矢量控制部92。并且，从外部向矢量控制部92供给了用于对电动机速度进行指示的速度指令Sref。矢量控制部92基于被供给的这些信号，通过如下那样的处理来计算向电动机驱动部30的指令电压。即，首先，矢量控制部92计算速度指令Sref与转速Sdet之差dS。接着，由PI运算器22针对该差dS通过PI(比例、积分)运算来计算转矩指令，再根据该转矩指令求出q轴电流指令Iq*。然后，求出该q轴电流指令Iq*与q轴电流Iq之差dIq，PI运算器25通过进行针对该差dIq的PI运算，来决定作为q轴的控制指令的q轴电压指令Vq*并输出。另一方面，关于d轴电流指令Id*，设为值为“0”，求出与d轴电流Id之差dId，PI运算器26通过进行针对该差dId的PI运算，来决定作为d轴的控制指令的d轴电压指令Vd*并输出。从矢量控制部92输出的q轴电压指令Vq*和d轴电压指令Vd*通过二相/三相变换器27被变换为三相的电压指令Dru、Drv及Drw后，被供给到电动机驱动部30的PWM(脉宽调制)电路31。然后，基于由PWM电路31生成的UVW相各自的PWM信号对变换器(inverter)32进行控制，生成驱动电压Vou、Vov及Vow并向电动机40输出。图4所示的以往的电动机控制装置90除了上述那样的以电流矢量控制为基础的一般的结构以外，为了能够进行精密的电动机控制，如图4所示那样还具备偏移角度调整部95和加法运算器96。电动机控制装置90在通过三相/二相变换器13对电流检测值Iu、Iv及Iw进行坐标变换时，使用这些偏移角度调整部95和加法运算器96来加上相对于电流的坐标变换相位的偏移角度Pof。在以往的电动机控制装置90中，通过添加以上那样的结构，来抑制产生的转矩，结果使用于产生相同的转矩的电流增加，提高了对于控制指令而言的S/N(信号噪声)比。也就是说，通过加上偏移角度Pof，产生的转矩小于转矩指令。因此，为了产生与不加上偏移角度Pof的情况相同的转矩，转矩指令变大，随之流动较多的电流，其结果，电流的检测精度增加。以上说明的以往的电动机控制装置90通过设为这样的结构，即使在低转矩/低速时等电流检测精度等低的情况下，也能够进行精密的电动机控制。另外，近年来，以汽车的燃料效率提高等为目的进行怠速停止控制的车辆正在增加。在这样的车辆中，除了由在车辆行驶时进行动作的发动机驱动的一般的油泵以外，还利用了在怠速停止时进行动作的电动式油泵。即，在通过怠速停止来使车辆停止的过程中，启动通过电动机来驱动的该电动式油泵，来提供停止时的液压，从而在停止过程中也确保了液体压力。另外，车辆在液压泵系统中使用的工作油根据温度而粘性大幅变化。因此，关于电动式油泵，为了获得与油温的变化相应的液压，需要进行电动机控制。例如，在低温时，工作油的粘度变高，由此负荷也变高，因此与常温时相比需要更大的转矩。相反地，在高温时，工作油的粘度变低，大致成为无负荷的状态，因此一点点的转矩就能够确保规定的液压。并且，怠速停止中所需要的工作油的流量与行驶时相比可以是微量的。因此，在怠速停止中，电动机的转速为低速是优选的。基于这样的条件，如果是高温时的怠速停止，电动式油泵的电动机被要求进行使接近无负荷的低粘度的工作油以超低速流动的动作。其结果，适当地驱动电动机的电流量也为微量。即，作为车辆用的电动式油泵的电动机、电动机控制装置，在低速无负荷状态下也能够高精度地进行旋转控制的电动机控制是重要的，要求在上述那样的低转矩/低速时等精度也高的电动机控制。因此，针对这样的电动式油泵的要求，以往提出了一种即使油温发生变化也与其相应地控制电动机以能够适当地获得转速、转矩的电动机控制装置(例如，参照专利文献2)。这样的以往的电动机控制装置例如具有输出针对电动机的q轴电流指令的控制指令产生单元。而且，该电动机控制装置基于油温信息，对电动机转矩进行控制或者对电动机转速进行限制，来获得电动油泵所需要的电动机的转速和转矩。另外，以往，作为对矢量控制中的电压饱和进行抑制的方法，已知对感应电压的增加进行抑制的弱磁控制(例如，参照专利文献3)。例如通过如下的处理来实施该弱磁控制。即，在该控制中，首先，根据指令电压Vq*、Vd*计算指令电压振幅值|V*|，通过减法运算器从最大电压Vlimit减去指令电压振幅值|V*|来计算电压误差dV*。接着，在该控制中，通过弱磁控制用的比例积分控制器计算磁通指令电流Idf*，通过将该磁通指令电流Idf*与d轴指令电流Idx*相加，来进行弱磁控制。专利文献1：日本特开2008-43058号公报专利文献2：日本特开2009-185915号公报专利文献3：日本特开平11-27996号公报
技术实现思路
本专利技术的电动机控制装置利用由与永磁体的磁极位置方向对应的d轴和与该d轴正交的q轴构成的dq轴坐标系，对电动机进行控制使其旋转，该电动机包括：定子，其具有设为U相、V相以及W相这三相的UVW相的线圈；以及转子，其以与定子相向的方式配置成旋转自如并保持永磁体。本电动机控制装置具备二相/三相变换器、PWM电路、变换器、位置检测器、转速计算器、电流检测器、三相/二相变换器、d轴电压指令生成部以及q轴电压指令生成部。在此，二相/三相变换器被输入d轴电压指令和q轴电压指令来作为对线圈施加的dq轴坐标上的电压指令值，并变换为UVW相的驱动电压指令。PWM电路根据被供给的UVW相的驱动电压指令，按每相生成进行了脉宽调制的UVW相的驱动脉冲信号。变换器基于被供给的UVW相的驱动脉冲信号，生成用于按每相驱动线圈的UVW相的驱动电压。位置检测器检测转子的旋转位置。转速计算器计算转子的转速。电流检测器检测向UVW相的线圈流通的驱动电流。三相/二相变换器将电流检测器检测出的UVW相的驱动电流的电流值变换为dq轴坐标上的d轴电流值和q轴电流值。d轴电压指令生成部生成d轴电压指令。q轴电压指令生成部生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制装置，利用由与永磁体的磁极位置方向对应的d轴和与该d轴正交的q轴构成的dq轴坐标系，对电动机进行控制使其旋转，该电动机包括：定子，其具有设为U相、V相以及W相这三相的UVW相的线圈；以及转子，其以与所述定子相向的方式配置成旋转自如并保持所述永磁体，该电动机控制装置的特征在于，具备：二相/三相变换器，其被输入作为对所述线圈施加的所述dq轴坐标上的电压指令值的d轴电压指令和q轴电压指令，并将所述d轴电压指令和q轴电压指令变换为UVW相的驱动电压指令；PWM电路，其根据被供给的UVW相的所述驱动电压指令，按每相生成进行了脉宽调制的UVW相的驱动脉冲信号；变换器，其基于被供给的UVW相的所述驱动脉冲信号，生成用于按每相驱动所述线圈的UVW相的驱动电压；位置检测器，其检测所述转子的旋转位置；转速计算器，其计算所述转子的转速；电流检测器，其检测向UVW相的所述线圈流通的驱动电流；三相/二相变换器，其将所述电流检测器检测出的UVW相的所述驱动电流的电流值变换为所述dq轴坐标上的d轴电流值和q轴电流值；d轴电压指令生成部，其生成所述d轴电压指令；以及q轴电压指令生成部，其生成所述q轴电压指令，其中，所述d轴电压指令生成部求出作为规定值的d轴电流指令与所述d轴电流值之差，基于对该差的比例积分运算，来生成所述d轴电压指令，所述q轴电压指令生成部求出被供给的速度指令与所述转速计算器计算出的所述转速之差，基于对该差的比例积分运算，来生成所述q轴电压指令。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 JP 2016-0338871.一种电动机控制装置，利用由与永磁体的磁极位置方向对应的d轴和与该d轴正交的q轴构成的dq轴坐标系，对电动机进行控制使其旋转，该电动机包括：定子，其具有设为U相、V相以及W相这三相的UVW相的线圈；以及转子，其以与所述定子相向的方式配置成旋转自如并保持所述永磁体，该电动机控制装置的特征在于，具备：二相/三相变换器，其被输入作为对所述线圈施加的所述dq轴坐标上的电压指令值的d轴电压指令和q轴电压指令，并将所述d轴电压指令和q轴电压指令变换为UVW相的驱动电压指令；PWM电路，其根据被供给的UVW相的所述驱动电压指令，按每相生成进行了脉宽调制的UVW相的驱动脉冲信号；变换器，其基于被供给的UVW相的所述驱动脉冲信号，生成用于按每相驱动所述线圈的UVW相的驱动电压；位置检测器，其检测所述转子的旋转位置；转速计算器，其计算所述转子的转速；电流检测器，其检测向UVW相的所述线圈流通的驱动电流；三相/二相变换器，其将所述电流检测器检测出的UVW相的所述驱动电流的电流值变换为所述dq轴坐标上的d轴电流值和q轴电流值；d轴电压指令生成部，其生成所述d轴电压指令；以及q轴电压指令生成部，其生成所述q轴电压指令，其中，所述d轴电压指令生成部求出作为规定值的d轴电流指令与所述d轴电流值之差，基于对该差的比例积分运算，来生成所述d轴电压指令，所述q轴电压指令生成部求出被供给的速度指令与所述转速计算器计算出的所述转速之差，基于对该差的比例积分运算，来生成所述q轴电压指令。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述d轴电流指令的所述规定值为0。3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，还具备d轴电流指令生成部，该d轴电流指令生成部生成所述d轴电流指令的所述规定值，所述d轴电流指令生成部具有：q轴电压饱和判定部，其判定是否发生了电压饱和；d轴相位角指令生成部，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤大资，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP