电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够在连续推定电角度的情况中，对电角度的推定的误差进行修正的电动机控制装置。在本电动机控制装置100中，电角度推定部12构成为在通过基于向d轴施加电压而使q轴的漏电流变为零的第1方法、和基于电压方程式的第3方法中的至少一种来推定电动机200的电角度的情况下，在通过基于相电流的差分以及线电流的差分中的至少一方的第2方法推定的电角度中，将通过第1方法和第3方法中的至少一种推定出的电角度替换为通过第2方法推定出的电角度。

Motor control device

【技术实现步骤摘要】
电动机控制装置
本专利技术涉及一种电动机控制装置，尤其是涉及一种具备对电动机的电角度进行推定的电角度推定部的电动机控制装置。
技术介绍
以往，已知一种具备对电动机的电角度进行推定的电角度推定部的电动机控制装置(例如，参照专利文献1以及2)。在上述专利文献1中，向电动机施加交变电压，并检测由于施加交变电压(交流电压)而流动的电动机电流。并且，检测到的电动机电流被分离为相对于施加的交变电压平行的成分、和正交的成分。在此，如果向电动机施加交变电压，则在交变电压的矢量(vector)与转子磁极轴平行或正交的时间之外，在相对于交变电压的矢量正交的方向上，也有会电流流动。通过检测该电流，能够检测交变电压的矢量与磁通轴之间的相位差角。而且，通过调整施加的交变电压的矢量的相位而使相位差角为0，能够间接地推定磁极位置(电角度)。在上述专利文献2中，基于自适应观测器(adaptiveobserver)模型和扩展反电动势观测器(extendedelectromotiveforceobserver)模型来推定电动机的电角度。应予说明，在自适应观测器模型中，基于交流电动机的输入((逆变器(inverter)的电压指令)，通过运算来推定交流电动机的状态(磁通量)和输出(电流)，并基于推定出的电流与通过电流传感器检测到的电流的偏差，来进行电角度的推定。此外，在扩展反电动势观测器模型中，从电阻以及电感这些可事先测定的电动机参数、和电流以及电压这些可通过传感器等检测的物理量，得到具有转子的位置信息的被称为扩展反电动势的状态量，从而进行电角度的推定。此外，认为在上述专利文献1以及上述专利文献2所公开的电角度的推定中，电角度是被连续(以较小的角度间隔)推定的。专利文献专利文献1：日本专利第3312472号公报专利文献2：日本特开2017-70122号公报
技术实现思路
在此，认为在上述专利文献1以及上述专利文献2公开的电角度的推定中，电角度是被连续地(以较小的角度间隔)推定的，另一方面，发现了在电角度的推定中可能会出现误差这一课题。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，本专利技术的一个目的在于提供一种在连续推定电角度的情况下，能够对电角度的推定的误差进行修正的电动机控制装置。为了达到上述目的，本专利技术的一个技术方案中的电动机控制装置通过基于转矩指令而设定的d轴电流指令以及q轴电流指令，对设有永久磁铁的电动机的驱动进行控制，上述电动机控制装置具备电角度推定部，上述电角度推定部基于第1方法、第2方法、和第3方法中的至少一种方法来推定电动机的电角度，上述第1方法为根据电动机的角速度、pwm信号的调制率(modulationfactor)、以及是否为磁通量的变化为非线性的非线性区域，并基于向d轴施加电压而使q轴的漏电流(leakagecurrent)变为零，来推定电动机的电角度，上述第2方法基于因感应电压而产生的相电流的差分以及线电流的差分中的至少一方变为零，来推定电动机的电角度，上述感应电压通过电动机的旋转而产生，上述第3方法基于电压方程式，来推定电动机的电角度，电角度推定部构成为在通过第1方法和第3方法中的至少一种来推定电动机的电角度的情况下，在通过第2方法推定的电角度中，将通过第1方法和第3方法中的至少一种推定出的电角度替换为通过第2方法推定出的电角度。在基于本专利技术的一个技术方案的电动机控制装置中，如上所述，电角度推定部构成为在通过第1方法和第3方法中的至少一种来推定电动机的电角度的情况下，在通过第2方法推定的电角度中，将通过第1方法和第3方法中的至少一种推定出的电角度替换为通过第2方法推定出的电角度。在此，在第2方法中，通过对相电流的差分以及线电流的差分中的至少一方变为零(零交叉时间(zerocrosstiming))进行检测，能够相对正确地推定电角度。由此，在通过第1方法和第3方法中的至少一方来连续推定电角度的情况下，即使在推定出的电角度中产生误差，也能够在零交叉时间，利用通过第2方法推定出的电角度来修正误差。其结果为，能够在连续推定电角度的情况下，对电角度的推定的误差进行修正。在基于上述一个技术方案的电动机控制装置中，优选为，电角度推定部构成为在电动机的角速度较小的情况下，通过第1方法和第2方法来推定电角度，在电动机的角速度较大的情况下，通过第2方法和第3方法来推定电角度。如果这样构成，由于使用在电动机的角速度较小的情况下电角度的推定精度较高的第1方法，并使用在电动机的角速度较大的情况下电角度的推定精度较高的第3方法，因此，在电动机的角速度较小以及较大的两种情况中，均能够高精度地进行电角度的推定。其结果为，在电动机的角速度较小的情况以及较大的情况的两种情况中，均能够一边高精度地进行电角度的推定，一边对电角度的推定的误差进行修正。在基于上述一个技术方案的电动机控制装置中，优选为，电角度推定部构成为在pwm信号的调制率为1以上的过调制的情况下，以及在磁通量的变化为非线性的非线性区域中，根据第2方法推定电角度。在此，在第1方法以及第3方法中，在pwm信号为过调制的情况下以及在非线性区域中，无法高精度地进行电角度的推定。因此，如果以上述方式构成，则通过利用第2方法检测零交叉时间，即使在pwm信号为过调制的情况下以及在非线性区域中，也能够相对正确地推定电角度。在这种情况下，优选为，电角度推定部构成为在磁通量的变化为非线性的非线性区域中的第2方法中，对多个指定的电角度进行推定，并且，通过内插(interpolation)运算，对指定的电角度之间的电角度进行推定。如果这样构成，则在第2方法中，仅能够在零交叉时间(30度、60度、90度等)进行电角度的推定，因此，通过进行内插运算，能够对零交叉时间以外的时间的电角度进行推定。在基于上述一个技术方案的电动机控制装置中，优选为，电角度推定部构成为：在第2方法中，在相电流的差分无法变为零时，以及在线电流的差分无法变为零时，基于下述的数学式4以及数学式5，对相电流的差分变为零的电角度、以及线电流的差分变为零的电角度进行推定。[数学式4]θ0c^＝θ0t^-Δi*×ω^/ΔΔ1*[数学式5]θ10c^＝θ01t^-Δi*×ω^/ΔΔ1*在此，θ0t^以及θ01t^分别为目标值(指定的电角度)，Δi*为电流的差，ΔΔ1i*为Δi*的变化率。此外，*为d轴或q轴。如果这样构成，根据第2方法，在无法进行零交叉时间的检测时，能够基于数学式4以及数学式5，来推定电角度。在基于上述一个技术方案的电动机控制装置中，优选为，电角度推定部构成为在第2方法中，基于电动机的设备常数，进行对通过第2方法推定出的电角度的滞后补偿。如果这样构成，由于第2方法基于电流(相电流、线电流)来推定电角度，因此，存在相位相对于电压滞后的情况。此时，通过以上述方式构成，电角度(相位)的滞后被补偿，因而，能够提高电角度的推定精度。在基于上述一个技术方案的电动机控制装置中，优选为，第2方法除了包含基于相电流的差分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机控制装置，其中，/n所述电动机控制装置通过基于转矩指令而设定的d轴电流指令以及q轴电流指令，对设有永久磁铁的电动机的驱动进行控制，/n所述电动机控制装置具备电角度推定部，所述电角度推定部基于第1方法、第2方法、和第3方法中的至少一种方法来推定所述电动机的电角度，/n所述第1方法根据所述电动机的角速度、pwm信号的调制率、以及是否为磁通量的变化为非线性的非线性区域，并基于向d轴施加电压而使q轴的漏电流变为零，来推定所述电动机的电角度，/n所述第2方法基于因感应电压而产生的相电流的差分以及线电流的差分中的至少一方变为零，来推定所述电动机的电角度，所述感应电压通过所述电动机的旋转而产生，/n所述第3方法基于电压方程式，来推定电角度，/n所述电角度推定部构成为在通过所述第1方法和所述第3方法中的至少一种来推定所述电动机的电角度的情况下，在通过所述第2方法推定的电角度中，将通过所述第1方法和所述第3方法中的至少一种推定出的电角度替换为通过所述第2方法推定出的电角度。/n

【技术特征摘要】
20181204 JP 2018-227184;20190416 JP 2019-0775841.一种电动机控制装置，其中，
所述电动机控制装置通过基于转矩指令而设定的d轴电流指令以及q轴电流指令，对设有永久磁铁的电动机的驱动进行控制，
所述电动机控制装置具备电角度推定部，所述电角度推定部基于第1方法、第2方法、和第3方法中的至少一种方法来推定所述电动机的电角度，
所述第1方法根据所述电动机的角速度、pwm信号的调制率、以及是否为磁通量的变化为非线性的非线性区域，并基于向d轴施加电压而使q轴的漏电流变为零，来推定所述电动机的电角度，
所述第2方法基于因感应电压而产生的相电流的差分以及线电流的差分中的至少一方变为零，来推定所述电动机的电角度，所述感应电压通过所述电动机的旋转而产生，
所述第3方法基于电压方程式，来推定电角度，
所述电角度推定部构成为在通过所述第1方法和所述第3方法中的至少一种来推定所述电动机的电角度的情况下，在通过所述第2方法推定的电角度中，将通过所述第1方法和所述第3方法中的至少一种推定出的电角度替换为通过所述第2方法推定出的电角度。


2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在所述电动机的角速度较小的情况下，通过所述第1方法和所述第2方法来推定电角度，在所述电动机的角速度较大的情况下，通过所述第2方法和所述第3方法来推定电角度。


3.如权利要求1或2所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在所述pwm信号的调制率为1以上的过调制的情况下，以及在磁通量的变化为非线性的所述非线性区域中，根据所述第2方法推定电角度。


4.如权利要求3所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在磁通量的变化为非线性的所述非线性区域中的所述第2方法中，对多个指定的电角度进行推定，并且，通过内插运算，对所述指定的电角度之间的电角度进行推定。


5.如权利要求1～4中任一项所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在所述第2方法中，在所述相电流的差分无法变为零时，以及在所述线电流的差无法变为零时，基于下述的数学式1以及数学式2，对所述相电流的差分变为零的电角度、以及所述线电流的差分变为零的电角度进行推定，
[数学式1]
θ0c^＝θ0t^-Δi*×ω^/ΔΔ1*
[数学式2]
θ10c^＝θ0it^-Δi*×ω^/ΔΔi*
在此，θ0t^以及θ01t^分别为目标值，Δi*为电流的差分，ΔΔ1i*为Δi*的变化率，此外，*为d轴或q轴。


6.如权利要求1～5中任一项所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在所述第2方法中，基于所述电动机的设备常数，进行对通过所述第2方法推定出的电角度的滞后补偿。


7.如权利要求1～6中任一项所述的电动机控制装置，其中，
所述第2方法除了包含基于所述相电流的差分的方法以及基于所述线电流的差分的方法之外，还包含基于静止坐标系的电流值的方法、以及基于两相发生短路时的电流的差分的方法。


8.如权利要求7所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在基于所述静止坐标系的电流值的方法中，基于三个相中电流值的绝对值或电流的变化量的绝对值较大的两个相的电流值，来推定所述电动机的电角度。


9.如权利要求7或8所述的电动机控制装置，其中，
所述电角度推定部构成为在基于所述静止坐标系的电流值的方法中，基于d轴电流值以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：十津宪司，前田美里，小野坂直城，林桂玲，山下元气，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP