永磁电动机的无位置传感器控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于即使在电阻值Ｒ与在控制系统（矢量运算，轴误差推定）中设定的Ｒ↑［＊］之间产生设定误差（Ｒ－Ｒ↑［＊］）的情况下，也能在低速旋转区域中，实现无失调地稳定的运行，其中电阻值Ｒ通过将电动机的线圈电阻值、与逆变器（电力变换器）和电动机之间的布线电阻值相加而得到。本发明专利技术的永磁电动机的无位置传感器控制装置，在轴误差的推定运算中，不采用电阻的设定值，而将ｄ轴的电压指令值与下述三个信号的乘法运算值相加，将该运算值除以速度指令值ω↓［ｒ］↑［＊］与感应电压常数Ｋｅ↑［＊］的乘法运算值或者由速度指令值ω↓［ｒ］↑［＊］与感应电压常数Ｋｅ↑［＊］的乘法运算值对该运算值进行反正切运算，上述三个信号为ｑ轴的电流检测值或者电流指令值、电感值以及速度推定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在永磁电动机的无位置传感器矢量控制系统中，抑制由于 设置电动机的大气气氛温度或电动机的负载状态等、还有电动机与电力变 换器(逆变器)间的布线的延长/縮短等所引起的"电阻成分的变化"而产 生的"低速旋转区域中的失调现象"，实现在电阻成分中低灵敏度的矢量 控制的控制技术。
技术介绍
作为无位置传感器矢量控制方式的技术，公知如日本特开2001 — 251889号公报记载的那样，通过计算"控制轴基准的相位推定值0()*"与"永 磁电动机的相位值e"之间的误差值(以下称作轴误差Ae)来进行推定的 方式。该方式为采用作为矢量控制的输出即电压指令值(Vdc*， Vqc*)与电 流检测值(Idc， Iqc)以及速度指令值(colC)，按照(式1)进行轴误差 的推定运算的方法。式1Vdc*—R*' Idc+w，c'Lq*' IqcVqc本一Ff' Iqc—w，c' Lq*' Idc(1)其中，Vdc、 d轴的电压指令值、Vqc*: q轴的电压指令值 Idc : d轴的电流检测值、Iqc : q轴的电流检测值 R:电动机的匝电阻值、与电动机和电力变换器的布线电 阻值的相加值 Ld : d轴电感值、Lq : q轴电感值 Ke :感应电压常数 *:设定值 进而，控制速度推定值colC以使该轴误差的推定值A9c为"零"，通过积分处理来作成相位推定值ec*。专利文献1日本特开2001 — 251889号公报在矢量控制运算与轴误差推定运算中，需要设定将电动机的线圈电阻 值、与电力变换器(逆变器)和电动机的布线电阻值相加后的电阻值R。在该设定值矿中生成设定误差(R—R*)时，在低速旋转区域中，加 入冲击(impact)负载干扰等时，在实际的相位误差值A9与推定相位误 差值A0c中产生偏差，其结果存在不能控制最佳的相位，而陷入失调状态 (不能运行)的情况。
技术实现思路
本专利技术的一个特征在于，在轴误差的推定运算中，不采用电阻的设定 值R*，而将d轴的电压指令值Vdc^与下述三个信号的乘法运算值相加后， 将该运算值除以速度指令值Q)/与感应电压常数KZ的乘法运算值，上述三 个信号为q轴的电流检测值Iqc或者电流指令值Iq+、电感值Lq^以及速度推定值COiC等。能够提供一种即使有电动机常数的设定误差，也能实现无失调地稳定 的运行的永磁电动机的无位置传感器控制装置。附图说明图1为表示本专利技术的一实施例的永磁电动机的无位置传感器控制装置 的结构图。图2为采用现有的轴误差推定运算时的在实际的电阻值R与控制系统 的设定值IT中存在设定偏差时的运行特性(R/R*=l)。图3为在实际的电阻值R与控制系的设定值IT中存在设定偏差时的运 行特性(R/R*=0.5)。图4为本专利技术的特征即轴误差推定运算的结构图。图5为采用本专利技术的轴误差推定运算时的、在实际的电阻值R与控制 系统的设定值IT中存在设定偏差时的运行特性(R/R*=2)。图6为采用本专利技术的轴误差推定运算时的在实际的电阻值R与控制系 的设定值IT中存在设定偏差时的运行特性(R/R*=0. 5)。图7为表示本专利技术的其他实施例的永磁电动机的无位置传感器控制装 置的结构图。图8为本专利技术的特征即轴误差信息推定运算的结构图。符号的说明l一永磁电动机；2—电力变换器；3—电流检测器；4， 13 —坐标变换部；5 —轴误差推定部；6 —速度推定部；7 —相位推定部；8 —速度控制部； 9一d轴电流指令设定部；10 — q轴电流控制部；ll一d轴电流控制部；12 一矢量控制部；14一低通滤波器；Id* —第Id轴电流指令值；I(T一第2 的d轴电流指令值；If一第lq轴电流指令值；Iq" —第2的q轴电流指 令值；Vdc* —d轴的电压指令值；Vqc^ — q轴电压指令值；Idc — d轴的电 流检测值；Iqc — q轴的电流检测值；0c—电动机的相位值；0<:* —相位推 定值；A6—轴误差；A9c—轴误差的推定值；AecT—包括轴误差A9的电压 值；cor—电动机速度；co^ —速度推定值。具体实施例方式以下，采用附图对本专利技术的实施例详细地进行说明。 (第l实施例)图1表示本专利技术的一实施例即"永磁电动机的无位置传感器控制装置" 的结构例。永磁电动机l输出合成了永磁体的磁通所引起的转矩成分与电枢线圈 的电感所引起的转矩成分后的电动机转矩。电力变换器2输出与3相交流的电压指令值Vi/， Vv*， VW成比例的电压，使永磁电动机1的输出电压与旋转数可变。直流电源21向电力变换器2供给直流电压。电流检测器3检测永磁电动机1的3相的交流电流Iu， Iv， Iw。坐标变换部4根据上述3相的交流电流Iu， Iv, Iw的检测值Iuc， Ivc, Iwc与相位推定值e^输出d轴以及q轴的电流检测值Idc， Iqc。轴误差推定部5基于电压指令值Vdc、 Vqc*，速度推定值o^c，速度 指令值0)/，电流指令值I(T， Iq，低通滤波器输出值Icftd， Iq^以及电 动机常数(Lq， Ke)，进行相位推定值e^与电动机的相位值6之间的偏差即轴误差的推定运算，输出推定值Aec。速度推定部6根据为"零"的轴误差的指令值Ae^与轴误差的推定值A0c之间的偏差输出速度推定值colC。相位推定部7对速度推定值cdc进行积分，向坐标变换部4， 13输出相位推定值e 。速度控制部8根据速度指令值co/与速度推定值colC之间的偏差，输 出q轴的电流指令值Iq、d轴电流指令设定部9，在低速旋转区域输出为"零"的d轴的电流 指令值IcT。q轴的电流控制部10根据第1的q轴的电流指令值If与电流检测值 Iqc之间的偏差输出第2的q轴电流指令值Iq**。d轴的电流控制部11根据第1的d轴的电流指令值Icf与电流检测值 Idc之间的偏差输出第2的d轴电流指令值IcT。矢量控制部12基于永磁电动机1的电气常数(R， Ld， Lq， Ke)与第 2的电流指令值I(T， Iq"以及速度推定值c^c，输出d轴以及q轴的电压 指令值Vdc、 Vqc*。坐标变换部13根据电压指令值Vdc*， Vqc^与相位推定值e^输出3相 交流的电压指令值Vu、 V,， Vw*。低通滤波器14输入q轴的电流指令值Iq*，输出在轴误差推定部5中 所采用的电流指令值Iq;。首先对电压与相位的基本的控制方法进行叙述。电压控制的基本动作，在d轴以及q轴的电流控制部10及11中，采 用从上位提供的第1电流指令值IcT， lY与电流检测值Idc， Iqc，运算在 矢量控制中采用的中间的第2的电流指令值I(T， Iq**。在矢量控制部12中，采用第2的电流指令值I(T， IcT、速度推定值 colC以及电动机常数的设定值，运算(式2)中所示的电压指令值Vdc、 Vqc、控制逆变器的3相的电压指令值Vu、 Vv*， Vv*。式2<formula>formula see original document page 9</formula>另一方面，关于相位控制的基本动作，在轴误差推定部5中，采用电 压指令值Vdc*、电流指令值If的低通滤波器输出值Iq d、速度推定值AC、 速度指令值co/以及电动机常数的设定值(Lq、 KZ)，相位推定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁电动机的无位置传感器控制装置，具有：矢量控制运算，其对驱动永磁电动机的电力变换器的输出频率与输出电压进行控制；轴误差信息推定运算，其推定包括轴误差的信息的轴误差信息，该轴误差为对永磁电动机的速度推定值进行积分而求出的相位推定值与永磁电动机的相位值之间的偏差；和速度推定演算，其进行控制以使轴误差信息的推定值与轴误差信息的推定值的指令值相一致，其特征在于，　在上述轴误差信息推定运算中，采用矢量控制的电压指令值、ｑ轴的电流检测值或者电流指令值、电动机常数的电感值、速度 推定值或者速度指令值，来推定轴误差信息。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：户张和明，青柳滋久，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：JP[日本]