交流旋转机的控制装置及交流旋转机的控制方法制造方法及图纸

在旋转机(1)的无传感器控制中，如果由制造误差引起的UVW各相的电感的波动变大，则在各相的检测电流之间产生不平衡。由此，转子的磁极位置的推定误差变大，定位精度下降。对控制单元(5)或者磁极位置运算单元(6)设置赋予与各相的旋转机常数相应的增益的校正滤波器(561、562、563、621、622、623)，对在各相的检测电流之间产生的不平衡进行校正。电流之间产生的不平衡进行校正。电流之间产生的不平衡进行校正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交流旋转机的控制装置及交流旋转机的控制方法


[0001]本申请涉及交流旋转机的控制装置及交流旋转机的控制方法。

技术介绍

[0002]作为不使用位置传感器地对交流旋转机的转子位置进行检测的方法，已知除了对交流旋转机的旋转进行控制的电压以外，还施加用于对转子相位进行检测的高频电压而对旋转机的位置进行检测的方法(例如，专利文献1)。在该方法中，使用旋转机的电感相对于转子的一个周期而以2倍周期的正弦波状进行变化的电感的凸极性，进行旋转机的磁极位置的检测。
[0003]在专利文献1中公开了以下内容，即，从由电流传感器检测到的各相的电流，使用高通滤波器等而提取各相的高频电流，输出用于使三相高频电流与高频目标电流一致的三相高频电力指令。然后，根据该三相高频电力指令的空间矢量而对磁极位置进行计算。
[0004]专利文献1：日本专利第3882728号公报

技术实现思路

[0005]在专利文献1中，为了对磁极位置进行计算，通过电流传感器对各相的电流进行检测，但如果产生旋转机的制造波动，则由于制造误差，各相的电感的波动变大，电感无法成为理想的正弦波状的特性。因此，最终的磁极位置的检测精度下降，进而，旋转机的位置控制时的定位精度下降。
[0006]本申请公开了用于解决上述这样的课题的技术，其目的在于得到使位置控制时的磁极位置的检测精度提高的交流电动机的控制装置。
[0007]本申请所公开的交流旋转机的控制装置具有：控制单元，其生成对旋转机进行驱动的基波电压指令，并且生成用于对所述旋转机的转子的磁极位置进行推定的高频电压指令，使用所述基波电压指令以及所述高频电压指令对电压指令进行运算；电压施加单元，其基于所述电压指令对所述旋转机施加电压；电流检测单元，其检测出所述旋转机的各相的电流；磁极位置运算单元，其从所述检测出的旋转机的电流提取各相的高频电流，对所述磁极位置的推定位置进行运算；以及不平衡调整器，其赋予基于所述各相的旋转机常数的增益，对各相间的高频电流的不平衡进行调整，所述磁极位置运算单元使用调整了所述不平衡的高频电流对所述旋转机的转子的磁极的推定位置进行运算。
[0008]专利技术的效果
[0009]根据本申请所公开的交流旋转机的控制装置，通过对所述三相电流检测值赋予对所述不平衡进行校正的增益，从而校正电流不平衡。由此，能够提高位置推定精度，定位精度也提高。
附图说明
[0010]图1是表示实施方式1涉及的旋转机的控制装置的结构的框图。
[0011]图2是表示实施方式1涉及的控制单元的结构的框图。
[0012]图3是表示实施方式1涉及的磁极位置运算单元的结构的框图。
[0013]图4是表示实施方式1涉及的高频成分提取部的结构的框图。
[0014]图5是对实施方式1涉及的转子磁通矢量进行说明的图。
[0015]图6是对实施方式1涉及的磁极位置运算器进行说明的框图。
[0016]图7是表示对实施方式1涉及的实际磁极位置与位置指令之间的差值(位置误差)进行说明的对比例的图。
[0017]图8是说明使用实施方式1涉及的高频电流的不平衡校正而进行了无传感器位置控制的情况下的位置误差的图。
[0018]图9是表示旋转机系统的硬件结构的框图，该旋转机系统包含实施方式1涉及的旋转机的控制装置。
[0019]图10是表示实施方式2涉及的控制单元的结构的框图。
[0020]图11是对实施方式3涉及的滤波器系数取得流程进行说明的框图，是采用了实施方式1的结构的情况下的框图。
[0021]图12是对实施方式3涉及的滤波器系数取得流程进行说明的框图，是采用了实施方式2的结构的情况下的框图。
具体实施方式
[0022]以下，参照附图，对实施方式进行说明。此外，各图中，相同标号表示相同或者相当的部分。
[0023]实施方式1.
[0024]使用附图，对实施方式1涉及的旋转机的控制装置进行说明。图1是表示实施方式1涉及的旋转机的控制装置的结构的图。后面，基于该结构图对各结构部的动作详细进行说明。
[0025]旋转机1是指交流旋转机即同步机，在本实施方式中是使用了永磁铁的同步机。此外，在本实施方式中，作为旋转机，通过以使用了永磁铁的同步机为例的结构而进行说明，但也可以是磁阻电动机等同步机。能够通过与本实施方式相同的结构，使用后述的不平衡调整器62等对高频电流的不平衡进行校正。
[0026]控制装置10具有：电流检测单元2，其与旋转机1连接，对流过旋转机1的旋转机电流(三相的电流矢量)进行检测；电压施加单元3，其由逆变器电路等电力变换器构成，基于从控制单元5输出的电压指令而对旋转机1施加电压；磁极位置运算单元6，其使用由电流检测单元2检测到的检测电流矢量而对磁极位置进行运算；以及坐标变换器4，其将由电流检测单元2检测到的检测电流矢量，使用由磁极位置运算单元6计算出的磁极位置的推定位置而进行坐标变换，输出至控制单元5。
[0027]以下，对控制装置10的各结构部详细进行说明。
[0028]电流检测单元2对旋转机1的三相检测电流矢量(Iu，Iv，Iw)进行检测。
[0029]坐标变换器4将由电流检测单元2检测到的三相检测电流矢量(Iu，Iv，Iw)，使用从后述的磁极位置运算单元6输出的推定位置而坐标变换为dq轴上的电流，将其作为检测电流矢量(Ids，Iqs)而输出。此外，dq轴是将三相(UVW)轴的静止坐标变换为与旋转机的转子
同步地旋转的正交坐标而得到的，是公知的。
[0030]此外，就三相检测电流矢量而言，除了对电流在三相上都进行检测以外，也可以对两相进行检测，利用三相电流之和为零这一情况而进行计算。并且，也可以根据电压施加单元3即逆变器的母线电流、流过构成逆变器的开关元件的电流以及开关元件的状态等，对三相检测电流矢量进行运算而取得三相检测电流矢量。
[0031]图2是表示控制单元5的结构的图。在图2中，控制单元5具有电流控制器51、高频电压指令生成器52、坐标变换器53、加法器54以及加减法器55。
[0032]加减法器55从电流指令矢量(Id*，Iq*)减去检测电流矢量(Ids，Iqs)而对电流偏差进行运算、输出。
[0033]电流控制器51通过PI控制而输出基波电压指令矢量(Vdf，Vqf)，以使得从加减法器55输入的电流偏差为0。该基波电压指令矢量是同步机的旋转动作的驱动指令。
[0034]高频电压指令生成器52生成d轴以及q轴的高频电压指令矢量(Vdh，Vqh)。与基波电压指令矢量的频率相比，该高频电压指令矢量的频率更高。
[0035]加法器54输出将基波电压指令矢量(Vdf，Vqf)和高频电压指令矢量(Vdh，Vqh)相加后的电压指令(Vd*，Vq*)。
[0036]坐标变换器53使用从磁极位置运算单元6输出的推定位置，将加法器54的输出即(Vd*，Vq*)从dq轴变换为静止坐标的电压指令矢量(V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】1.一种交流旋转机的控制装置，其具有：控制单元，其生成对旋转机进行驱动的基波电压指令，并且生成用于对所述旋转机的转子的磁极位置进行推定的高频电压指令，使用所述基波电压指令以及所述高频电压指令对电压指令进行运算；电压施加单元，其基于所述电压指令对所述旋转机施加电压；电流检测单元，其检测出所述旋转机的各相的电流；磁极位置运算单元，其从所述检测出的旋转机的电流提取各相的高频电流，对所述磁极位置的推定位置进行运算；以及不平衡调整器，其对所述各相间的高频电流的不平衡进行调整，所述磁极位置运算单元使用调整了所述不平衡的高频电流对所述旋转机的转子的磁极的推定位置进行运算。2.根据权利要求1所述的交流旋转机的控制装置，其中，所述不平衡调整器通过对所述各相的高频电流赋予基于所述旋转机的各相的旋转机常数的增益而对各相间的高频电流的不平衡进行调整。3.根据权利要求1所述的交流旋转机的控制装置，其中，所述不平衡调整器对所述高频电压指令中的至少2相的高频电压指令赋予基于所述各相的旋转机常数的增益，对各相间的高频电流的不平衡进行调整。4.根据权利要求2或3所述的交流旋转机的控制装置，其特征在于，所述增益是比例常数。5.一种交流旋转机的控制方法，其使用了权利要求1或2所述的交流旋转机的控制装置，该交流旋转机的控制方法具有以下步骤：第一步骤，使所述旋转机的转子转动至第一磁极位置，施加基于所述高频电压指令的高频电压，由此，由所述电流检测单元取得所述第一磁极位置处的高频电流振幅；基于在所述第一步骤中取得的第一磁极位置处的高频电流，对第二以及第三磁极位置的高频电流进行计算，计算出基于所述各相的旋转机常数的增益；赋予所述计算出的基于各相的旋转机常数的增益，对所述旋转机的各相间的高频电流的不平衡进行调整；以及使用进行所述调整后的高频电流对所述旋转机的转子的磁极的推定位置进行运算，基于所述磁极的推定位置对旋转机进行驱动。6.一种交流旋转机的控制方法，其使用了权利要求1或2所述的交流旋转机的控制装置，该交流旋转机的控制方法具有以下步骤：第一步骤，使所述旋转机的转子转动至第一磁极位置，施加基于所述高频电压指令的高频电压，由此，由所述电流检测单元取得所述第一磁极位置处的高频电流振幅；第二步骤，使所述旋转机的转子转动至第二磁极位置，施加基于所述高频电压指令的高频电压，由此，由所述电流检测单元取得所述第二磁极位置处的高频电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：蜂矢阳祐，伊藤正人，丸山阳央，河原邦宏，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：