永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车制造方法及图纸

本发明专利技术的永磁体同步电机驱动装置具有驱动永磁体同步电机(103)的电力转换器(102)和控制电力转换器(102)的控制器(101)。控制器(101)具有对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部(110)和从由转矩修正部(110)修正后的转矩指令值生成用于驱动控制永磁体同步电机(103)的电流指令值的电流指令运算部(111)。转矩修正部(110)基于永磁体同步电机(103)的与磁体磁通相关联的值和由电流指令运算部(111)生成的电流指令值对转矩指令值进行修正。正。正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车


[0001]本专利技术涉及永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车。

技术介绍

[0002]在具有永磁体的同步电动机的驱动装置中，已知例如永磁体的磁通量因永磁体的温度变化而变化，即使控制为与转矩指令相应的相同电流工作点，输出转矩也会变动。因此，对永磁体同步电动机进行转矩控制使其成为要求的输出的情况下，需要测量或推算永磁体的温度，与其值相应地控制永磁体同步电动机。
[0003]另外，以往，在永磁体同步电动机的控制中，使用与永磁体同步电动机的旋转速度和对电力转换器供给的电源电压的大小相应地、控制抑制永磁体同步电动机的端子电压用的弱磁电流的方法。例如永磁体的磁通量因永磁体的温度变化而变化的情况下，与旋转速度相应的永磁体同步电动机的感应电压的大小变化，所以需要在旋转速度和电源电压的大小之外也根据永磁体的温度控制弱磁电流。
[0004]从而，在永磁体的磁通量因永磁体的温度变化等而变化的情况下，会发生永磁体同步电动机的输出转矩的变化和运转效率的恶化，所以需要与转矩、旋转速度、电源电压、磁体温度等的变动相应地适当地控制永磁体同步电动机。
[0005]一般而言，关于基于永磁体同步电动机温度变化的输出转矩的补偿方法，已知与转矩、旋转速度、电源电压、磁体温度的变动对应地对电流指令进行补偿的方法，例如已在专利文献1和专利文献2中公开。
[0006]专利文献1中，公开了基于电池电压来计算能够对电动机施加的电压值、求出基于电动机温度对计算出的电压值进行修正后的修正电压值、基于该修正电压值和要求转矩计算弱磁电流值、由此对电动机的温度上升引起的电动机的特性的变动进行补偿、防止输出转矩特性的劣化的技术。
[0007]专利文献2中，公开了使用与电池电压相应的多个dq轴电流指令映射、与电池电压的变化和电动机温度的变化相应地改变电动机电流、由此提高电池电压变化时的效率和抑制电动机温度变化时的转矩变动的技术。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2000
‑
184766号公报
[0011]专利文献2：日本特开2006
‑
304441号公报

技术实现思路

[0012]但是，专利文献1中公开的技术，基于电动机温度而按永磁体同步电动机的电压方程计算电动机的电压特性的变动量，从根据逆变器输入电压计算出的最大电动机施加电压
中减去该电压变动量，由此进行电压修正，基于该电压修正值计算d、q轴电流指令。因此，在基于电动机温度变更了转矩指令的情况下，在对由此引起的输出电压的变动进行修正的运算步骤中需要与输出电压的饱和程度相应地控制弱磁电流，所以相对于转矩指令最优的d、q轴电流指令值的计算变得复杂，存在难以将转矩控制响应设定为较高的风险。另外，运算式中使用的电感值中没有考虑电动机电流依赖性，所以不能最优地控制d、q轴电流指令的分配，发生运转效率的恶化。
[0013]另外，专利文献2中公开的技术，在与转矩指令、电动机转速、电池电压、电动机温度的变化相应的d、q轴电流指令的计算中使用多个多维表，所以实施复杂的表参照运算，控制装置的运算负荷增大。另外，存在预先计算这些表数据用的试验和分析、调整时间的增加、和保存表数据用的存储器容量的增加的课题。
[0014]本专利技术的目的在于鉴于上述课题，提供一种永磁体同步电机的驱动装置、永磁体同步电机的转矩补偿方法和电动车，其能够抑制与转矩指令、旋转速度、电源电压、磁体温度等的变化对应的永磁体同步电动机的输出转矩误差，并且计算高效率运转用的适当的电流指令，以简单的结构实现高精度且高响应的转矩控制。
[0015]用于解决课题的技术方案
[0016]为了解决该课题，本专利技术中，在一例中，是一种永磁体同步电机的驱动装置，具有驱动永磁体同步电机的电力转换器和控制所述电力转换器的控制器，其特征在于：所述控制器包括：对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部；和电流指令运算部，其从由所述转矩修正部修正后的转矩指令值生成用于驱动控制所述永磁体同步电机的电流指令值，所述转矩修正部基于所述永磁体同步电机的与磁体磁通相关联的值和由所述电流指令运算部生成的电流指令值来对所述转矩指令值进行修正。
[0017]专利技术效果
[0018]根据本专利技术，使基于永磁体同步电动机的磁体温度的变化的输出转矩的调整单元、与基于磁体温度的变化的输出电压的调整单元功能分离，基于与永磁体同步电机的磁体磁通关联的值和电流指令值来对转矩指令值进行修正，由此能够提高磁体温度变动时的转矩精度、运转效率和转矩控制响应。
附图说明
[0019]图1是表示实施例1的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
[0020]图2是表示实施例1的永磁体同步电机的控制中使用的坐标系和记号的定义的图。
[0021]图3是表示实施例1的电流指令运算部111的结构例的框图。
[0022]图4是表示实施例1的转矩修正部110的结构例的框图。
[0023]图5是表示实施例1的转矩修正系数运算部301的结构例的框图。
[0024]图6是举例示出基准温度Tmag0下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。
[0025]图7是举例示出比基准温度Tmag0高的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。
[0026]图8是举例示出比基准温度Tmag0低的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出转矩的关系的图。
[0027]图9是举例示出基准温度Tmag0下的输出转矩和比基准温度Tmag0高的磁体温度条件下的永磁体同步电机的d、q轴电流与输出输出转矩比的关系的图。
[0028]图10是表示实施例1的变形例的转矩修正系数运算部301b的结构例的框图。
[0029]图11是表示实施例1的变形例的磁阻转矩比率修正系数运算部402b的结构例的框图。
[0030]图12是表示实施例1的变形例的转矩修正部110c的结构例的框图。
[0031]图13是表示实施例2的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
[0032]图14是表示实施例2的电流指令运算部111d的结构例的框图。
[0033]图15是表示实施例3的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
[0034]图16是表示实施例3的电流指令运算部111e的结构例的框图。
[0035]图17是表示实施例4的电流指令运算部111f的结构例的框图。
[0036]图18是表示实施例5的永磁体同步电机驱动系统的结构例的框图。
[0037]图19是表示实施例5的转矩修正部110g的结构例的框图。
[0038]图20是表示实施例5的转矩修正系数运算部301g的结构例的框图。
[0039]图21是表示实施例5的d轴电流特性补偿系数运算部9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种永磁体同步电机的驱动装置，具有驱动永磁体同步电机的电力转换器和控制所述电力转换器的控制器，其特征在于：所述控制器包括：对输入来的转矩指令值进行修正的转矩修正部；和电流指令运算部，其从由所述转矩修正部修正后的转矩指令值生成用于驱动控制所述永磁体同步电机的电流指令值，所述转矩修正部基于所述永磁体同步电机的与磁体磁通相关联的值和由所述电流指令运算部生成的电流指令值来对所述转矩指令值进行修正。2.如权利要求1所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述与磁体磁通相关联的值是所述永磁体同步电机的磁体温度。3.如权利要求1所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述与磁体磁通相关联的值是所述永磁体同步电机的感应电压。4.如权利要求1～3中任一项所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述电流指令运算部包括：磁通量限制值运算部，其从所述电力转换器的直流电压检测值和所述永磁体同步电机的旋转速度来运算磁通量限制值；和dq轴电流指令运算部，其从由所述磁通量限制值运算部运算得到的磁通量限制值和由所述转矩修正部修正后的转矩指令值，来生成d轴电流指令值和q轴电流指令值作为所述电流指令值。5.如权利要求4所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述电流指令运算部，参照对磁通量限制值、转矩指令值、d轴电流指令值和q轴电流指令值建立了对应关系的表，生成与由所述磁通量限制值运算部运算得到的磁通量限制值和由所述转矩修正部修正后的转矩指令值对应的d轴电流指令值和q轴电流指令值。6.如权利要求4或5所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述磁通量限制值运算部基于所述永磁体同步电机的磁体温度来对所述磁通量限制值进行修正。7.如权利要求4或5所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述磁通量限制值运算部基于所述电力转换器的输出电压限制值或所述控制器的弱磁控制的目标电压值来对所述磁通量限制值进行修正。8.如权利要求4～7中任一项所述的永磁体同步电机的驱动装置，其特征在于：所述dq轴电流指令运算部，从所述电力转换器的直流电压检测值和所述永磁体同...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂井俊文，伊藤诚，岩路善尚，国广直希，篠宫健志，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：