永磁电机的矢量控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种永磁电机的弱磁矢量控制装置，在电力转换器的输出电压值饱和的情况下，利用ｑ轴的电压指令值与电流检测值的偏差，计算作为控制基准轴与电机基准轴的偏差的相位误差的指令值，并使用该相位误差的指令值，修正电力转换器的输出电压指令值，由此，可以实现高精度.高响应的转矩控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁电机的弱磁域的矢量控制方式。
技术介绍
作为弱磁域的矢量控制方式的以往技术，存在以下两种方法。特开平8-182398号公报所记载的将d轴电流指令值制表化，使d轴和q轴的电流控制采取比例运算方式的方法。特开2002-95300号公报所记载的那样，从d轴和q轴的电流控制部求出电动机的端子电压，通过对端子电压的指令值和上述端子电压的偏差进行比例·积分运算，计算上述d轴电流指令值的方法。但是，按照特开平8-182398号记载的方法，由于电流控制为比例运算方式，因而会无法产生符合电流指令值的电流，转矩精度发生劣化；而特开2002-95300号记载的方法中，由于d轴电流指令的产生较慢，因此存在转矩响应劣化的倾向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种“永磁电机的弱磁矢量控制装置”，即使是在弱磁控制域中，也可以实现“高精度·高响应的转矩控制”。本专利技术在电力转换器的输出电压值受到限制的情况下，利用q轴的电压指令值与电流检测值的偏差，计算作为控制基准轴与电机基准轴的偏差的相位误差的指令值，并使用该相位误差的指令值，修正电力转换器的输出电压指令值，由此，就可以实现高精度·高响应的转矩控制。根据本专利技术，可以提供一种“永磁电机的弱磁矢量控制装置”，即使在弱磁域中，也可以实现“高精度·高响应的转矩控制”。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施例的永磁电机的弱磁矢量控制装置的构成图。图2是没有相位误差指令运算部9的情况下的控制特性。图3是以往例的弱磁控制区的控制特性。图4是附加相位误差指令运算部9的情况下的控制特性。图5是表示本专利技术的另一实施例的永磁电机的弱磁矢量控制装置的构成图。图6是表示本专利技术的另一实施例的永磁电机的弱磁矢量控制装置的构成图。图7是表示本专利技术的另一实施例的永磁电机的弱磁矢量控制装置的构成图。图8是表示本专利技术的另一实施例的永磁电机的弱磁矢量控制装置的构成图。图9是表示将本专利技术的矢量控制应用于模块的实施方式的构成图的一例。具体实施例方式下面，参照附图，详述本专利技术的实施例。(第1实施例)图1表示作为本专利技术的一个实施例的永磁电机的弱磁矢量控制装置的构成例。1是永磁电机；2是电力转换器，输出与三相交流的电压指令值Vu*、Vv*、Vw*成比例的电压；21是直流电源；3是电流检测器，可以检测出三相交流电流Iu、Iv、Iw；4是使用分解器(resolver)和编码器(encoder)的位置检测器，可以检测出电机位置θ；5是频率运算部，根据位置检测值θc计算频率运算值ω1；6是坐标转换部，根据上述三相交流电流Iu、Iv、Iw的检测值Iuc、Ivc、Iwc和电机的位置检测值θc，输出d轴和q轴的电流检测值Idc、Iqc；7是q轴的电流偏差切换部，根据输出电压限制标记V1*lmt_flg，将q轴的电流指令值与电流检测值的偏差ΔIq或“零”，分别输出给相位误差指令运算部9和q轴电流指令运算部10；8是d轴的电流偏差切换部，根据输出电压限制标记V1*lmt_flg，向d轴电流指令运算部11输出d轴的电流指令值与电流检测值的偏差ΔId或“零”；9是相位误差指令运算部，根据q轴的电流偏差切换部的输出值ΔIq1输出相位误差的指令值Δθc*；10是q轴电流指令运算部，根据q轴的电流偏差切换部7的输出值ΔIq2输出第二q轴电流指令值Iq**；11是d轴电流指令运算部，根据d轴的电流偏差切换部8的输出值ΔId1输出第二d轴电流指令值Id**；12是输出电压限制检测部，根据电压指令值Vdc*、Vqc**计算电力转换器的输出电压V1*，当电压值V1*小于由电力转换器2的直流电压值所决定的电压限制值V1*max时，将输出电压限制制标记V1*lmt_flg设为“0”，当电压值V1*达到V1*max时，将输出电压限制标记V1*lmt_flg设为“1”；13是电压矢量运算部，根据电机1的电常数和第二电流指示值Id**、Iq**以及频率运算值ω1，还有相位误差指令值Δθc*，运算电压指令值Vdc**、Vqc**；14是坐标转换部，根据电压指令值Vdc**、Vqc**和位置检测值θc，输出三相交流的电压指令值Vu*、Vv*、Vw*。首先，对作为本专利技术特征的使用相位误差指令运算部9的矢量控制方式的电压控制和相位控制的基本动作进行说明。在电压控制中，图1的输出电压限制检测部12中，通过式(1)，使用d轴和q轴的电压指令值Vdc*、Vqc**计算输出电压值V1*。V1*=Vdc**2+Vqc**2]]>…(式1)然后，使用V1*和电压限制值V1*max，根据式(2)，生成输出电压限制标记V1*lmt_flg。V1*max>V1*:V1*lmt_flg=0V1*max≤V1*:V1*lmt_flg=1]]>…(式2)最初，q轴的电流偏差切换部7中，在输出电压限制标记V1*lmt_flg为“0”时，根据式(3)，选择被输入到相位误差指令运算部9的信号ΔIq1、和被输入到q轴电流指令运算部的信号ΔIq2。ΔIq1=0ΔIq2=ΔIq]]>…(式3)另一方面，在输出电压限制标记V1*lmt_flg为“1”时，根据式(4)，选择信号ΔIq1、ΔIq2。ΔIq1=ΔIqΔIq2=0]]>…(式4)接着，d轴的电流偏差切换部8中，在输出电压限制标记V1*lmt_flg为“0”时，被输入到d轴电流指令运算部11的信号ΔId1，为d轴的电流偏差ΔId(＝Id*-Idc)，在V1*lmt_flg为“1”时，ΔId1为“0”。电压矢量运算部13中，使用第二d轴及q轴的电流指令值Id**、Iq**和电机常数、频率运算值ω1，根据式(5)计算中间的电压指令值Vdc*、Vqc*。Vdc*Cqc*=R*-ω1·Lq*+ω1·Ld*R*·Id**Iq**+0ω1·Ke*]]>…(式5)这里，R*电阻的设定值Ke*感应电压常数的设定值Ld*d轴电感的设定值Lq*q轴电感的设定值然后，使用上述式(5)和相位误差指令值Δθc*，根据式(6)计算新的电压指令值Vdc**、Vqc**，控制电力转换器的输出电压值。Vdc**Vqc**=Vdc*Vqc*·cosΔθc*-sinΔθc*sinΔθc*cosΔθc*]]>…(式6) 另一方面，在相位控制中，分解器和编码器等位置检测器4中，检测出电机位置θ，得到位置检测值θc。频率运算部5使用该位置检测值θc，根据式(7)求出频率运算值ω1。ω1=ddt·θc]]>…(式7)以上是电压控制和相位控制的基本动作。下面，说明作为本专利技术特征的相位误本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电机的矢量控制装置，按照ｄ轴及ｑ轴的电流指令值、ｄ轴及ｑ轴的电流检测值、频率运算值和电机常数的设定值，控制驱动永磁电机的电力转换器的输出电压指令值，其中，在所述电力转换器的输出电压值受到限制的情况下，利用ｑ轴的电流指令值与ｑ 轴的电流检测值的偏差，生成作为控制基准轴与电机磁通轴的偏差的相位误差的指令值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：户张和明，大井健太郎，岩路善尚，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，日立汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]