同步机的控制装置和同步机的控制方法制造方法及图纸

提供即使同步机为空转状态也能不使用位置传感器就可起动的同步机的控制装置和同步机的控制方法。在从起动时刻到第一时刻的期间电压指令运算单元（６）至少输出一次使同步机的至少一相短路的电压指令，电流检测单元（３）把检测的同步机（１）的电流的振幅最大值存储到电流振幅存储单元（４），遮断信号发生单元（５）在从第一时刻到第二时刻的期间使遮断信号导通，在从第二时刻到第三时刻的期间在电流振幅存储单元（４）中保存的电流的振幅最大值比给定值小时，以电压指令运算单元（６）输出使从电流检测单元（３）取得的同步机（１）的电流成为零的要施加在同步机（１）上的电压指令以起动同步机（１）的方式控制电力转换单元（２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及即使同步机是空转状态也能不使用位置传感器就可 起动的。
技术介绍
在同步机的控制装置中，为了降低成本，使用不检测同步机的旋 转位置而驱动同步机的无位置传感器控制的机会增加。 一般的同步机 的无位置传感器控制是根据同步机的电压和电流，推测旋转位置。同 步机的电压是能使用电压检测器检测，而同步机常常与电力转换单元 (逆变器)直接连接，可以认为同步机的电压等于电力转换单元的输 出电压。因此，电力转换单元的输出电压值能视为是指令值时，就把 向电力转换单元的输出电压指令值置换为同步机的电压，进行同步机 的旋转位置的推测。因此，不需要用于检测端子电压的电压检测器， 必要的检测量只是同步机的电枢电流。然而，在电力转换单元停止时，即电力转换单元的半导体开关元 件全部为断开时，不存在对于同步机的电压指令，所以完全无法取得 关于旋转位置的信息。因此，在电力转换单元停止、同步机空转时， 无法知道旋转位置，所以经由电力转换单元的同步机再起动变为不可 能。因此，为了进行在电力转换单元停止、同步机空转的状态下的无 位置传感器控制下的起动，例如瞬间停止再起动或从由于外部风而风 机空转的状态开始的起动，而例如必须等到风停止、同步机的旋转停 止，极其不便。为了解决该问题，专利文献l中记栽的以往的同步机的控制装置 检测同步机的电压，生成与该电压相同相位的电压，向同步机施加， 从而没有位置传感器的情况下进行同步机的起动。此外，专利文献2中记载的以往的同步机的控制装置在同步机空 转时，使电力转换单元的半导体开关元件中的至少一个导通，使旋转 机的线圏短路，测定这时由于同步机的空转而产生的线圏电流，根据 该线圏电流，推测同步机的旋转位置，再起动同步机。，在从(第二时刻t2)到(第三时刻 t3)的期间，相位运算器34内部的开关46输出的co也与50 一致。PWM调制器36对所述三相电压指令vu、 vv*、 vw力分别进行 PWM调制，作为用于电力转换单元2的各相选择Hi或Low的逻辑 信号而输出。开关38选择PWM调制器36的输出，向电力转换单元 2输出。所述"最大电流振幅"的大小比给定值还小时，所述遮断信号是断 开，所以电力转换单元2根据所述PWM调制器36的输出，对同步 机1施加与所述三相电压指令vu*、 vv*、 vw六一致的电压。这里，d轴电流指令1(1*和9轴电流指令19*是0，电流控制器33控制为d轴 电流id与d轴电流指令i^ (=0) —致，所以同步机1的d轴电流id 是0，此外，电流控制器33控制为q轴电流iq与q轴电流指令iqA (=0)—致，所以同步机l的q轴电流iq也变为0，所以同步机l不 产生扭矩，据此，空转的旋转速度也不变化。(第三时刻t3)以后的期间相位运算器34内部的积分器45 如果是时刻t为第三时刻t3以前，就保持所述ol作为积分值，如果 时刻t为第三时刻t3以后，就输出对增益运算器44的输出进行积分 后的结果作为角频率w2。所述运算器44使减法器43的输出成为1/T0 倍后的结果向所述积分器45输出。开关46如果从定时器31取得的 时刻t为第三时刻t3以后，就输出从积分器45取得的角频率co2。在 图4的例子中，目标的角频率(0*为10向co* (=10[rad/s)变化。通过这样的动作，同步机1能从空转状态(=50[rad/s)起动为 以给定的旋转速度(0* (=10[rad/s)旋转的状态。如上所述，根据本实施例l的结构，即使同步机是空转状态，所 述电压指令运算单元6也根据从所述电流检测单元3取得的电流，输 出使所述同步机l的电流成为0的电压指令，驱动所述电力转换单元， 所以不会变为过电流，具有能可靠地起动同步机的效果。此外，在从第二时刻到第三时刻的期间，以电流成为0的方式输 出电压指令，根据该电压指令运算同步机l的相位，所以存在与以往 的从短路电流推测旋转位置的装置相比，在相位运算上能花费更长的时间，充分确保采样次数，从而通过利用除去电流检测引起的噪声的滤波器，能提高对电流检测噪声的耐力的效果。此外，同步机l是空转状态，所述遮断信号发生单元5在从所述电流振幅存储单元4取得的电流振幅最大值比给定值还大时，在所述 第二时刻以后也在给定时间内使遮断信号为导通，所以具有防止电力 转换单元成为过电流或过电压的效果。实施例2在所述的实施例1中，电压指令运算单元6内部的相位运算器34在第二时刻t2到第三时刻t3的期间，根据同步机l的电流成为0的电压指令，输出同步机l的磁通相位和d-q轴的d轴一致的相位θ。该相位运算器在从第二时刻t2到第三时刻t3的期间，根据流过同步机l的电流、电流成为0的电压指令，输出同步机l的磁通相位和d-q轴的d轴一致的相位θ。在本实施例2中，说明该形态。图5是表示包含本专利技术的实施例2的同步机的控制装置的整体结构的框图，与附图说明图1不同的是相位运算器34置换为相位运算器34a。相位运算器34a根据d轴电流id、q轴电流iq、d轴电压指令vd*、q 轴电压指令vqA和从定时器31取得的时刻，输出相位θ。其他结构与 实施例1的图1相同，省略其说明。图6是表示相位运算器34a的内部结构的框图。增益运算器50 在d轴电流id上乘以电枢电阻R，增益运算器51在q轴电流iq上乘以电枢电阻R。减法器52从d轴电压指令vd*减去增益运算器50的输出，把该值向一次延迟运算器40输出。减法器53从q轴电压指令 vqA减去增益运算器51的输出，把该值向除法器41输出。在同步机1的磁通相位和d-q轴的d轴一致时，表达式U)、(5)成立。在所述的实施例1中，在同步机1的电流成为0的状态 下，id=iq=0成立，所以根据把该关系代入表达式(4) 、(5)后的表达式(6) 、(7)，构成相位运算器34。图6所示的相位运算器34a为了即使在过渡性地id=iq=0不成立时也能运算正确的相位θ，不是表达式(6)、(7)，而是根据表达式U)、 (5),进行相位e的运算。即，代替表达式(4) 、 (5) 的电压vd、 vq，用电压指令vd、 V9*提供，代替表达式(4)的积分 器，用一次延迟运算器40进行一次延迟运算，用除法器41进行表达 式(5)的除法，把角频率份的运算结果作为wl而取得。根据以上的结构，相位运算器34a根据同步机1的电流成为θ的电压指令和检测电流，输出相位e，所以具有即使由于电流控制器33的控制延迟等而过渡性地id-iq-O不成立时，在从第二时刻到第三 时刻的期间，使同步机l的磁通相位和d-q轴的d轴一致的效果，结 果，具有能更可靠地起动同步机的控制装置的效果。实施例3在所述的实施例1中，电流振幅存储单元4关于从电流检测单元 3取得的电流振幅，存储在从起动时刻到第一时刻的期间各相电流值 的成为最大的值作为电流振幅最大值。然而，通过把电流振幅存储单元4置换为电流振幅存储单元4b， 存储在从起动时刻到第 一时刻的期间的相电流有效值的最大值作为 电流振幅最大值，并输出。在本实施例3中，说明该形态。图7是表示本专利技术的实施例3的电流振幅存储单元4b的内部结 构的图，通过平方值运算器60分别运算U相电流iu的平方、V相电 流iv的平方、W相电流iw的平方，由加法器61相加，由l/2次方运 算器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步机的控制装置，其特征在于包括：　　　　对同步机施加电压的电力转换单元；　　　　检测所述同步机的电流的电流检测单元；以及　　　　在由该电流检测单元检测出的所述同步机的电流的在给定时间内的振幅最大值比预先设定的基准值小时，以输出使从所述电流检测单元取得的所述同步机的电流成为零的电压指令以起动所述同步机的方式控制所述电力转换单元的电压指令运算单元。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金原义彦，鹿岛美津夫，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]