同步电动机的失步检测装置及失步检测方法,电机的驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供用能够简化的失步检测处理高精度地进行同步电动机的失步检测的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分（ｄ轴电流）和转矩电流成分（ｑ轴电流）的ｄ－ｑ坐标变换装置；求从ｄ－ｑ坐标变换装置得到的ｄ－ｑ轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；把从电流交流成分检测装置得到的上述ｄ－ｑ轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
同步电动机的失步检测装置及失步检测方法，电机的驱动装置
本专利技术涉及不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的同步电动机的失步检测装置以及同步电动机的失步检测方法。
技术介绍
图9示出一般的现有换流装置的结构。图中，1是直流电源单元，2是换流装置，3是多个开关元件，3a是U相上侧开关元件，3b是V相上侧开关元件，3c是W相上侧开关元件，3d是U相下侧开关元件，3e是V相下侧开关元件，3f是W相下侧开关元件。4是与多个开关元件3并联连接的多个续流二极管，5是由多个开关元件3以及多个续流二极管4构成的换流器主电路，6是直流无电刷电机。7a是检测流入到直流无电刷电机6的电流中的一相电流的电流检测装置，7b是检测与电流检测装置7a不同相的电流的电流检测装置，8是根据由电流检测装置7a、7b检测出的电流值通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的换流器控制装置。9是发生用于根据在换流器控制装置8内求出的输出电压指令值通断控制开关元件3的PWM信号的PWM信号发生装置，10是从用电流检测装置7a、7b检测出的二相部分的电流值求三相电流值的相电流运算装置，11是把由相电流运算装置求出的三相电流值变换为d-q坐标系的电流值的3相2相变换装置，12是根据由3相2相变换装置11求出的d-q坐标系电流值求用于驱动直流无电刷电机的d-q坐标系的输出电压指令值的电压指令值运算装置，13是根据由电压指令值运算装置12求出的d-q坐标系的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置，14是检测直流电源1的直流电压的直流电压检测装置，70是检测相电流的过电流状态的过电流检测装置。使用图9说明上述那样构成的换流装置以及直流无电刷电机中的动作。图中，换流装置2由电流检测装置7a、7b检测流入到直流无电刷电机6的相电流中的二相部分的电流。使用检测出的二相部分的电流，例如U相电流Iu以及V相电流Iv，换流控制装置8为了驱动直流-->无电刷电机6，通过运算求换流器主电路5输出的电压值以及电压相位的输出电压指令值，输出用于通·断控制换流器主电路5内的开关元件3的PWM信号。在换流控制装置8中，通过以下所述的动作输出PWM信号。根据由电流检测装置7a、7b检测出的相电流Iu、Iv，在相电流运算装置10中求三相部分的相电流Iu、Iv、Iw，由3相2相变换装置把三相部分的相电流Iu、Iv、1w变换为d-q坐标系的电流Id、Iq。电压指令值运算装置12从d-q坐标系的电流Id、Iq通过运算求d-q坐标系中的输出电压指令值Vd*、Vq*，输出电压矢量运算装置13从d-q坐标系的输出电压指令值Vd*、Vq*通过运算求输出电压矢量Vx*。PWM信号发生装置9从由直流电压检测装置14得到的直流电压Vdc和输出电压矢量Vx*，求用于通断控制开关元件3的PWM信号并进行输出。根据PWM信号发生装置9输出的PWM信号，换流器主电路5内的开关元件3进行通·断动作。根据开关元件3的通·断动作，从换流器主电路5向直流无电刷电机6供给电力，驱动直流无电刷电机。这里，如以下那样进行上述以往的换流装置中的失步检测。在直流无电刷电机6发生了失步时，由于与同步运转时相比较相电流的峰值电平加大，因此从该现象检测失步。例如，由过电流检测装置70把相电流值与过电流电平进行比较，在相电流超过了过电流电平时作为过电流异常，根据过电流异常进行失步检测。这里，过电流检测装置70由硬件或者软件构成。另外，在特开平11-18499号公报中公开了以往的同步电动机的失步检测装置的其它例子。在特开平11-18499号公报中公开的同步电动机的失步检测装置中，记载了在控制器内，构成在转子上以推断速度ωr旋转那样设定的γ-δ轴，求与转子上的d-q轴的误差θe。通过构成推断把该γ-δ轴中发生的θe作为函数的γ轴感应电压和δ轴感应电压的状态推断器，逐次比较2个推断值检测同步电动机的失步的例子。进而，在特开2001-25282号公报中公开了以往的同步电动机的失步检测装置的其它例子。在特开2001-25282号公报中公开了同步电动机的失步检测装置中，公开了把换流装置输出的电压的周期与在无传感器无电刷电机中流过的电流的周期进行比较检测失步的例子。-->另外，还公开了通过把作为励磁电流成分的d轴电流与失步检测电平进行比较检测失步的例子。以往的同步电动机的失步检测装置如以上那样构成，由于从过电流现象检测失步状态，因此难以高精度地进行失步检测。另外，即使在没有发生失步，持续进行同步运转的情况下，由于负载的增加或者速度过减速等电流增加而成为过电流时，难以从过电流现象分离出失步现象。另外，在过电流检测装置使用的过电流电平是根据在直流无电刷电机的转子中使用的磁铁的去磁屈服点或者在换流装置中使用的元件的临界电流的电平设定的值，因此难以独立地设定在失步检测中使用的检测电平。另外，由于根据换流装置与直流无电刷电机的组合，有时失步时的电流比同步状态的电流小，因此有可能不能够进行基于过电流的检测。如以上那样持续失步状态时，存在着发生电动机转子的振动或者噪声的问题。另外，有时还受电动机振动的影响使装置发生故障。另外，存在着在同步电动机中流过的电流增大，引起在换流装置中使用的半导体元件等的破坏的问题。另外，在特开平11-18499号公报中公开的同步电动机的失步检测装置中，由于为了进行失步检测需要推断电极的感应电压的装置，因此将增加微机等的运算处理负荷。另外，在特开2001-25282号公报中公开的同步电动机的失步检测装置中，由于把换流装置输出的电压周期与在无传感器无电刷电机中流过的电流周期进行比较检测失步，因此在失步时，在没有换流装置输出的电压周期与在同步电动机中流过的电流周期之差的状态下不能够进行失步检测。另外，在通过比较作为励磁电流成分的d轴电流与失步检测电平检测失步的装置中，由于励磁电流根据转数或者负载转矩的条件变化，因此需要按照每个运行条件设定失步检测电平，使得设定复杂。
技术实现思路
本专利技术是为解决以上问题而产生的，目的在于提供能够以简单的失步检测处理高精度地进行同步电动机的失步检测的同步电动机的失步检测装置以及同步电动机的失步检测方法。-->另外，目的还在于提供搭载了上述那样的同步电动机的失步检测装置的密闭型压缩机的驱动装置以及风扇电机的驱动装置。本专利技术的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；把从电流交流成分检测装置得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。另外，本专利技术的同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备检测在同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备： 检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置； 把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分（ｄ轴电流）和转矩电流成分（ｑ轴电流）的ｄ－ｑ坐标变换装置； 求从上述ｄ－ｑ坐标变换装置得到的ｄ－ｑ轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置； 把从上述电流交流成分检测装置得到的上述ｄ－ｑ轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。

【技术特征摘要】
JP 2001-9-3 265310/011.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从上述d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；把从上述电流交流成分检测装置得到的上述d-q轴电流交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。2.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从上述d-q坐标变换装置得到的d-q轴电流的交流成分的电流交流成分检测装置；求从上述电流交流成分检测装置得到的d-q轴电流交流成分的有效值或者绝对值的平均值，把d-q轴电流交流成分平均化的交流成分平均装置；把从上述交流成分平均装置得到的d-q轴电流交流成分的平均值的至少一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。3.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；把从上述电流检测装置得到的电流信号坐标变换为励磁电流成分(d轴电流)和转矩电流成分(q轴电流)的d-q坐标变换装置；求从上述d-q坐标变换装置得到的d-q坐标电流与d-q坐标电流指令值的误差的电流误差运算装置；检测从上述电流误差运算装置得到的d-q轴电流误差的交流成分的电流误差交流成分检测装置；把从上述电流误差交流成分检测装置得到的d-q轴电流误差交流成分的至少某一方与任意设定的失步电平信号相比较检测失步的失步检测装置。4.根据权利要求1或2所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：在从上述d-q坐标系电流检测交流成分时，仅检测特定的频率成分。5.根据权利要求4所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：把上述特定的频率成分取为上述换流装置输出的电压频率的2倍频率。6.根据权利要求3所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：在检测上述d-q轴电流误差的交流成分时，仅检测特定的频率成分。7.根据权利要求2所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：与上述q轴电流交流成分的平均值相比较的失步检测电平取为同步电动机的额定电流的200％左右。8.根据权利要求1～3的任一项所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：在低速时难以进行失步检测的情况下，在刚刚起动后就加速到恒定动作转数进行失步的检测。9.根据权利要求1～3的任一项所述的同步电动机的失步检测装置，特征在于：在加减速同步电动机时，在能够引起失步检测的误检测的情况下，在加减速过程以外进行失步检测处理。10.一种同步电动机的失步检测装置，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电动机的换流装置中，特征在于具备：检测在上述同步电动机中流过的电流的电流检测装置；根据从上述电流检测装置得到的电流信号求加入到上述同步电动机中的输出电压指令值的输出电压指令值运算装置；根据从上述输出电压指令运算装置得到的输出电压指令值求输出电压矢量的输出电压矢量运算装置；把从上述输出电压矢量运算装置得到的输出电压矢量的大小与失步检测电平相比较的输出电压异常检测装置；根据从上述输出电压异常检测装置得到的比较结果检测失步的失步检测装置。11.一种同步电动机的失步检测方法，在不使用用于检测转子位置的位置传感器驱动同步电...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢部正明，坂廼邉和宪，
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]