旋转电机的控制装置以及驱动系统制造方法及图纸

旋转电机的控制装置为通过控制对旋转电机的各相绕组施加电压的逆变器来针对每个相绕组控制使各相绕组通电的电流的控制装置，构成为具备控制部，该控制部以使在旋转电机的定子铁芯与转子铁芯之间的气隙部的径向磁通密度和周向磁通密度中彼此次数相同的谐波分量的相位差成为预定的相位差目标值的方式运算施加于各相绕组的电压指令值，依照运算出的电压指令值对逆变器进行控制。压指令值对逆变器进行控制。压指令值对逆变器进行控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转电机的控制装置以及驱动系统


[0001]本专利技术涉及通过控制对旋转电机的各相绕组施加电压的逆变器来针对每个相绕组控制使各相绕组通电的电流的旋转电机的控制装置以及具备该控制装置的驱动系统。

技术介绍

[0002]以往，作为使流通至旋转电机的电流的有效值的每个有效值的输出转矩提高的方法，提出了以下方法(例如参照专利文献1)。即，对指令值附加旋转电机的相绕组中产生的无负载感应电压中含有的谐波，利用磁体转矩的谐波分量。
[0003]另外，作为控制旋转电机的瞬时转矩的方法，提出了以下方法(例如参照专利文献2)。即，在旋转电机的背轭的最外周嵌入两个磁通传感器，将该两个磁通传感器的检测信号的差分作为磁极磁通检测值，通过对磁极磁通检测值与磁极磁通指令值进行比较来控制对绕组的施加电压。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2013
‑
115901号公报
[0007]专利文献2：日本特开2007
‑
189836号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的技术课题
[0009]在此，在专利文献1所记载的以往技术中，虽然能够增大磁体转矩，但无法增大磁阻转矩。因此，无法实现将与定子铁芯和转子铁芯之间的空隙相当的气隙部的磁通密度(以下称为气隙磁通密度)中含有的谐波分量考虑在内的电流
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转矩特性的提高。另外，在专利文献2所记载的以往技术中，完全没有对将气隙磁通密度中含有的谐波分量考虑在内的电流
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转矩特性的提高进行研究。
[0010]本专利技术是为了解决上述技术课题而做出的，目的在于得到谋求在旋转电机中实现将气隙磁通密度中含有的谐波分量考虑在内的电流
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转矩特性的提高的旋转电机的控制装置以及具备该控制装置的驱动系统。
[0011]用于解决技术课题的技术方案
[0012]本专利技术的旋转电机的控制装置为通过控制对旋转电机的各相绕组施加电压的逆变器来针对每个相绕组控制使各相绕组通电的电流的控制装置，控制装置具备控制部，该控制部以使在旋转电机的定子铁芯与转子铁芯之间的气隙部的径向磁通密度和周向磁通密度中彼此次数相同的谐波分量的相位差成为预定的相位差目标值的方式运算施加于各相绕组的电压指令值，依照运算出的电压指令值对逆变器进行控制。
[0013]本专利技术的驱动系统具备上述旋转电机的控制装置、逆变器、旋转电机和设置于旋转电机的定子铁芯并检测周向磁通密度的周向磁通密度检测部。
[0014]专利技术效果
[0015]根据本专利技术，能够得到谋求在旋转电机中实现将气隙磁通密度中含有的谐波分量考虑在内的电流
‑
转矩特性的提高的旋转电机的控制装置以及具备该控制装置的驱动系统。
附图说明
[0016]图1为示出本专利技术的实施方式1的驱动系统的结构的框图。
[0017]图2为示出图1的马达的构造的沿着旋转轴的剖视图。
[0018]图3为示出图1的马达的构造的垂直于旋转轴的剖视图。
[0019]图4为示出图1的逆变器的结构的电路图。
[0020]图5为示出本专利技术的实施方式1的控制装置的结构的框图。
[0021]图6为示出本专利技术的实施方式1的控制装置对逆变器进行控制的一系列处理的流程图。
[0022]图7为示出本专利技术的实施方式1的控制装置的硬件结构的一例的结构图。
[0023]图8为示出本专利技术的实施方式2的控制装置的结构的框图。
[0024]图9为示出本专利技术的实施方式3的控制装置的结构的框图。
[0025]附图标记
[0026]1：马达；2：框架；3：负载侧支架；4：反负载侧支架；5：负载侧轴承；6：反负载侧轴承；7：轴；8：转子；9：定子；10：壳体；11：轴承压紧器(bearing presser)；12：波形垫圈；13：磁轭；14：齿；15：定子铁芯；16：定子槽；17、17a～17f：相绕组；18：绝缘体；19：转子铁芯；20：磁体槽；21：永磁体；22：端板；23：负载侧引线；24：反负载侧引线；25：引出口；26：第1正极侧开关；27：直流电源；28：第1负极侧开关；29：第2负极侧开关；30：第2正极侧开关；31：正极端子；32：负极端子；40：周向磁通密度检测部；100：驱动系统；200：逆变器；201：逆变器子单元；300：控制装置；301：电压检测部；302：电流检测部；303：径向磁通密度运算部；304：周向磁通密度运算部；305：特性参数运算部；306：特性参数指令部；307：比较部；308：控制部；309：磁通密度指令部；310：电流指令部；311：电流比较部；400：负载；500：处理器；600：存储装置。
具体实施方式
[0027]以下使用附图，根据优选的实施方式，说明本专利技术的旋转电机的控制装置以及具备该控制装置的驱动系统。此外，在附图的说明中对相同部分或相当部分附加相同的附图标记并省略重复的说明。
[0028]实施方式1.
[0029]图1为示出本专利技术的实施方式1的驱动系统100的结构的框图。如图1所示，驱动系统100具备马达1、设置于马达1的周向磁通密度检测部40、逆变器200和控制装置300。另外，对驱动系统100连接有直流电源27及负载400。
[0030]马达1为本专利技术被应用的旋转电机的一例，为8极48槽的永磁马达。马达1与外部的负载400连接。逆变器200将直流电力与交流电力相互进行变换。逆变器200的直流侧端子连接于外部的直流电源27，逆变器200的交流侧端子连接于马达1。
[0031]控制装置300检测与马达1的状态相关的信息，基于检测出的信息生成用于对逆变
器200进行控制的控制信号，将生成的控制信号输出至逆变器200，从而控制马达1的状态。
[0032]接下来参照图2及图3对马达1的构造的一例进行说明。图2为示出图1的马达1的构造的沿着旋转轴的剖视图。图3为示出图1的马达1的构造的垂直于旋转轴的剖视图。此外，在图3中例示齿14及定子槽16的各自个数为48、永磁体21的个数为8的情况。
[0033]如图2所示，负载侧支架3及反负载侧支架4以覆盖圆筒形状的框架2的两侧的方式设置。轴7配置于框架2的中心轴线上，且利用负载侧支架3及反负载侧支架4经由负载侧轴承5及反负载侧轴承6以自由旋转的方式被两点支承。
[0034]壳体10被轴7插入，由框架2、负载侧支架3及反负载侧支架4构成。转子8容纳于壳体10内。圆环状的定子9通过压入配合、冷缩配合等而固定于框架2的内壁面，与转子8隔着空隙而配置。
[0035]负载侧轴承5通过轴承压紧器11被固定于负载侧支架3。反负载侧轴承6经由波形垫圈12以在轴线方向上具有自由度的方式被固定于反负载侧支架4。通过将负载侧支架3及反负载侧支架4固定于框架2而形成壳体10。
[0036]如图3所示，定子9具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转电机的控制装置，通过控制对旋转电机的各相绕组施加电压的逆变器来针对每个相绕组控制使所述各相绕组通电的电流，其中，所述控制装置具备控制部，该控制部以使在所述旋转电机的定子铁芯与转子铁芯之间的气隙部的径向磁通密度和周向磁通密度中彼此次数相同的谐波分量的相位差成为预定的相位差目标值的方式运算施加于所述各相绕组的电压指令值，依照运算出的所述电压指令值对所述逆变器进行控制。2.根据权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其中，所述控制装置还具备：径向磁通密度运算部，运算径向d轴磁通密度的各次谐波分量和径向q轴磁通密度的各次谐波分量，作为所述径向磁通密度的各次谐波分量；周向磁通密度运算部，运算周向d轴磁通密度的各次谐波分量和周向q轴磁通密度的各次谐波分量，作为所述周向磁通密度的各次谐波分量；特性参数运算部，针对每个所述次数，作为特性参数，运算并输出由在所述径向d轴磁通密度和所述径向q轴磁通密度中彼此次数相同的谐波分量构成的矢量与由在所述周向d轴磁通密度和所述周向q轴磁通密度中彼此次数相同的谐波分量构成的矢量的内积；特性参数指令部，输出特性参数指令值，该特性参数指令值是以使在所述径向磁通密度和所述周向磁通密度中彼此次数相同的谐波分量的相位差成为所述相位差目标值的方式被预先设定的；以及比较部，针对每个所述次数，运算从所述特性参数指令部输入的所述特性参数指令值与从所述特性参数运算部输入的所述特性参数的差分，输出运算出的每个所述次数的差分，其中，所述控制部以使从所述比较部输入的每个所述次数的差分分别成为预定的特性参数差分目标值的方式运算所述电压指令值，依照运算出的所述电压指令值对所述逆变器进行控制。3.根据权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其中，预先设定磁通密度指令图，该磁通密度指令图为将所述旋转电机的转速及转矩与磁通密度指令值关联起来以使在所述径向磁通密度和所述周向磁通密度中彼此次数相同的谐波分量的相位差成为所述相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：深山义浩，赤津观，酒井祐树，土方大树，
申请(专利权)人：学校法人芝浦工业大学，
类型：发明
国别省市：