同步电动机的控制装置及其调整方法制造方法及图纸

一种不机械地固定同步电动机的转子，不依赖电动机的定子或转子的机构，可在短时间内高精度广泛地进行电气常数地测定或自动调整的同步电动机的控制装置或其调整方法。自逆变器（３）对于同步电动机（５），施加逐渐增加的直流电，使转子位置和磁极轴的位置一致。接着，供给最高旋转频率之上的高频（ω１ｔ）三相不平衡交流电，根据此时电动机（５）中流入的电流值（ＩＤＣ）通过计算测定同步电动机的电感（Ｌｑ、Ｌｄ）等电气常数，自动调整控制器（２）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交流。尤其，涉及一种不使用传感器检测同步电动机的旋转速度或转子位置，而备有测定/调整其电气常数功能的控制装置及其调整方法。
技术介绍
在特许文献1中已经公开了一种不必使用电动机转速传感器及转子位置传感器，使用逆变器等控制装置自动地检测交流电动机的电气常数的技术。该技术，在d-q坐标上，施加直流电压或交流电压，测定交流电动机的电气常数。另外，在特许文献2中公开了一种对同步电动机在任意相位流过直流成分，固定转子位置，在其上叠加交流成分而测定电气常数的技术。而且，在特许文献3中公开了一种仅在微短期间内施加脉冲状的电压，根据电流响应过渡测定电气常数的技术。专利文献1特开昭60-183953号公报；专利文献2特开2000-50700号公报；专利文献3特开2001-69783号公报。在特许文献1中，其对象是感应电动机，尤其，不能适用于具有凸极性的同步电动机。另外，在特许文献2中，需要通过在磁体的磁通方向流过直流来固定转子，但是，在对与其正交转矩轴方向施加交流时，得不到直流所产生的效果。转子振动，测定值会产生误差。另外，用于固定位置的直流是额定值左右的大电流，持续供给该大电流会对逆变器的半导体驱动器施加压力，装置寿命显著降低。另外，在特许文献3中，因为施加脉冲状的微小电压，与实际运转时的条件不同，测定值有时包含有误差。近年来的同步电动机，其转子结构为考虑了表面磁体的形状或嵌入磁体形状或磁阻转矩后的特殊形状等多种多样，另外，在定子结构中，也存在分布缠绕或集中缠绕或齿槽数、极数等各种各样结构的电动机。因此，脉冲状的电压施加时的电磁现象很可能与通常驱动时的正弦波电压施加时的现象不同，在测定值的精度上存在问题。另外，近年来，在空调、冰箱这样的家电产品中使用了同步电动机，在这些家电中也需要电气常数的自动测定/调整。在这种情况下，当然不能使用旋转速度传感器或位置传感器，而且很多情况下电动机相电流传感器也不使用。
技术实现思路
本专利技术目的在于，提供一种不依赖电动机的定子或转子的结构，可在短时间高精度地进行电气常数地测定或自动调整的同步电动机的控制装置或其调整方法。本专利技术的另一目的在于，提供一种不机械地固定转子，可在短时间高精度地进行电气常数地测定或自动调整的同步电动机的控制装置或其调整方法。本专利技术的再另一目的在于，提供一种不增加逆变器的负担，电气常数可自动调整的同步电动机的控制装置或其调整方法。在本专利技术技术方案一中，其特征在于，一边从逆变器对同步电动机供给该同步电动机的最大驱动频率的25％以上的频率的三相不平衡交流，一边进行同步电动机的电气常数的测定或控制系统的调整。在该优选的实施方式中，设所述三相不平衡交流的频率为该同步电动机的最大驱动频率以上。在本专利技术技术方案二中，备有一边从逆变器对同步电动机供给该同步电动机的最大驱动频率的25％以上的频率的三相不平衡交流，一边在进行同步电动机的电气常数的测定或控制系统的调整，设定所述三相不平衡交流的频率的机构。在其优选的实施方式中，备有从外部设定输入所述三相不平衡交流的频率的操作机构，或备有一边改变逆变器的输出频率一边使其收敛于适当的频率的控制机构。在本专利技术实施方式三中，其特征在于，在所述三相不平衡交流的供给之前，从逆变器向同步电动机供给直流电，使转子位置与磁极轴一致。专利技术效果根据本专利技术优选的实施方式，不必使用检测交流同步电动机的转子位置的位置传感器，以简单的控制构成，可以实现电动机的电气常数可自动调整的电动机控制装置或调整方法。本专利技术的其他目的和特征，根据以下的所阐述的实施方式将会更加明确。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的同步电动机的控制装置的控制框图。图2是本专利技术的实施方式1的同步电动机控制装置的自动测定处理流程图。图3是本专利技术的实施方式1的同步电动机控制装置中的电动机电流波形图。图4是表示本专利技术的实施方式1的交流电动机控制装置中的转矩电流到转子相位的传递函数的框图。图5是本专利技术的实施方式2的同步电动机控制装置的部分控制框图。图6是本专利技术的实施方式2的同步电动机控制装置的自动测定处理流程图。图7是表示本专利技术的实施方式2的同步电动机控制装置中的测定的交流的频率、电动机的电流波形及电感测定结果的时间变化图表。图8是本专利技术的实施方式3的同步电动机控制装置的部分控制框图。图9是本专利技术的实施方式3的同步电动机控制装置中的电动机电流波形图。图10是本专利技术的实施方式4的同步电动机控制装置的Ld测定器的功能框图。图11是本专利技术的实施方式5的同步电动机控制装置Ld测定器的功能框图。图12是本专利技术的实施方式6的同步电动机控制装置的Ld测定器的功能框图。图13A、13B表示本专利技术的实施方式7的同步电动机控制装置中的通常驱动时和常数测定时的施加电压指令的比较图。图14表示本专利技术的实施方式7的同步电动机控制装置中的课题的电流电压的波形图。图15是本专利技术的实施方式7的同步电动机控制装置的部分功能框图。图16是本专利技术的实施方式7的同步电动机控制装置中的电流、电压波形图。图17是应用本专利技术的实施方式8的同步电动机控制装置的外观构成图。图18是将本专利技术应用在空调中的实施方式9的控制装置的外观构成图。具体实施例方式接下来，参照图1～图18，说明本专利技术的同步电动机的控制装置的实施方式。另外，在以下的实施方式中，作为电动机使用永磁型同步电动机(以下简称为PM电动机)进行说明，但是涉及其他的同步电动机，例如，绕组型同步电动机、磁阻型同步电动机等也同样可以实现。实施方式1图1是本专利技术实施方式1的同步电动机的控制装置的框图。本实施方式1的控制装置首先备有转速指令发生器1，其产生电动机的转速指令ωr*；逆变控制器2。该逆变控制器2，运算逆变器3应该输出的交流电压，变换为脉宽调制(PWM)信号，输出给逆变器3。接着，作为主电路，备有直流电源4，其对所述逆变器3供电；和作为控制对象的永磁同步型同步电动机5(以下简称为PM电动机)。直流电源4由交流电源41、构成整流电路的二极管桥路42和平滑滤波电容器43构成，在平滑滤波电容器43的两端产生直流电压V0。从该直流电源4到逆变器3的直流通路中备有检测直流电流IDC的电流检测器6。在控制器2内，电流再现器7被输入检测电流IDC，通过运算再现流入PM电动机5中的三相交流电流Iu、Iv、Iw。被再现出的三相交流电流Iuc、Ivc、Iwc由坐标变换器8，通过在控制器内部假定的PM电动机的相位角θdc，坐标变换为d、q各轴上的成分Idc、Iqc。电压指令运算器9，基于速度指令ωr*、电流检测值Idc、Iqc运算用于通常驱动PM电动机5的电压指令Vdc*、Vqc*。dq逆变换器10，将电压指令Vdc*、Vqc*变换为三相交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*。PWM脉冲发生器11，基于三相交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*，产生用于驱动控制逆变器3开关的脉宽调制(PWM)信号。电压指令切换器12在通常驱动模式和PM电动机的电气常数自动测定/调整模式之间进行电压直流的切换。同样，相位指令切换器13切换相位指令。测定用频率设定器14设定在电气常数测定/调整模式下的测定用交流的频率ω1t。电动机常数自动调整器15，输入频率ω1t，产生电气常数测定所需的施加电压指令Vdc*、Vqc*，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同步电动机的控制装置，其备有：直流电源；逆变器，其由所述直流电源供电、输出交流电；ＰＷＭ控制部，其对所述逆变器进行脉宽调制控制；同步电动机，其被供给所述逆变器所输出的交流电；电流检测机构，其检测流 入所述同步电动机中的电流；和驱动控制装置，其基于对所述同步电动机的速度指令，作用在所述ＰＷＭ控制部，变速驱动所述同步电动机，其特征在于，所述驱动控制装置备有常数测定控制机构，该常数测定控制机构对所述逆变器输出所述同步 电动机的最大驱动频率的２５％以上的频率且三相不平衡的交流，基于该三相不平衡交流的输出时的所述电流检测机构的输出，计算所述同步电动机的常数。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩路善尚，李东升，能登原保夫，远藤常博，铃木尚礼，吉田嘉雄，安藤达夫，
申请(专利权)人：日立空调家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]