电动机的控制方法及电动机系统技术方案

本发明专利技术的一方式的电动机的控制方法，通过基于表示应供给电动机的电压的大小的电压定额指令值、和表示该电压的相位的电压相位指令值进行的电压相位控制来控制电动机。在该电动机的控制方法中，获取按照指令值运算模型进行运算时所需要的所需时间，该指令值运算模型用于使用与电动机的转速相关的转速参数来运算通过电压相位控制施加给电动机的电压的最终指令值。并且，检测转速参数，并基于所需时间变更所检测出的转速参数。之后，按照指令值运算模型，使用变更后的转速参数来运算最终指令值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的控制方法及电动机系统


[0001]本专利技术涉及一种电动机的控制方法及电动机系统。

技术介绍

[0002]近年来的电动机通过脉冲宽度调制来控制其动作。另外，有时在将脉冲宽度调制的调制因数设定为大于1的值的过调制状态下，控制电动机。过调制状态通过增大调制因数，成为从逆变器施加给电动机的电压的波形实质上成为矩形波的矩形波状态。
[0003]在过调制状态下，从逆变器向电动机供给的电力的电压定额成为饱和的状态，因此实质上从逆变器施加给电动机的电压的相位是能够控制的参数。另一方面，在调制因数为1以下的非过调制状态下，能够控制电压定额和电压相位两者。因此，与在非过调制状态下控制电动机的情况相比，在过调制状态下控制电动机时，电动机的控制性降低。其结果是，例如在电动机的转速骤变时，有时会在电动机中流过过电流。
[0004]这样，已知有防止电动机的转速骤变时产生的过电流的技术。例如，在JP2006－320039A中公开了如下内容：在过调制状态下控制电动机时，检测电动机的转速，并根据检测出的电动机的转速，修正从逆变器施加给电动机的电压。
[0005]JP2006－320039A所记载的电动机的控制方法，通过如上述那样根据电动机的转速来修正施加给电动机的电压，从而在过调制状态下电动机的转速骤变时适当地控制流过电动机的电流量。
[0006]但是，在该控制方法中，没有考虑在检测转速，之后根据检测出的电动机的转速对电动机施加电压之前的期间产生的响应延迟。因此，在该控制方法中，在过调制状态下电动机的转速骤变时，依然存在电动机中产生过电流的情况。另外，为了可靠地防止过电流，如果对施加给电动机的电压进行过度的补偿，则在电动机的转速骤变的情况以外的通常状况下，施加给电动机的电压不足。因此，在JP2006－320039A所记载的电动机的控制方法中，有时无法适当地控制电动机。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种电动机的控制方法以及电动机系统，通过考虑在对电动机施加电压之前的期间产生的响应延迟，即使在过调制状态下也能够适当地控制电动机。
[0008]本专利技术的一方式的电动机的控制方法是通过基于表示应供给电动机的电压的大小的电压定额(voltage norm)指令值和表示该电压的相位的电压相位指令值进行的电压相位控制控制电动机的电动机的控制方法。在该电动机的控制方法中，获取按照用于使用与电动机的转速相关的转速参数来运算通过电压相位控制施加给电动机的电压的最终指令值的指令值运算模型进行运算时所需要的所需时间。并且，检测转速参数，并基于所需时间变更所检测出的转速参数。之后，通过使用变更后的转速参数执行指令值运算，而运算最终指令值。
附图说明
[0009]图1是表示第一实施方式的电动机系统的结构的块图。
[0010]图2是表示电流矢量控制部中用于生成电流矢量控制中的d轴电压指令值的部分结构的块图。
[0011]图3是表示电压相位控制部的结构的块图。
[0012]图4是用于表示电压相位控制中的电压相位范围的设定的曲线图。
[0013]图5是表示相位变更部的结构的块图。
[0014]图6是表示切换判定部的结构的块图。
[0015]图7是表示控制模式判定部的控制模式的判定方法的说明图。
[0016]图8是表示输出控制器的结构的块图。
[0017]图9是本实施方式的电动机控制的流程图。
[0018]图10是电压相位控制的流程图。
[0019]图11是表示(A)电角速度、(B)电角加速度、(C)流过电动机的电流、(D)施加在电动机上的电压的曲线图。
[0020]图12是表示变形例中的相位变更部的结构的块图。
具体实施方式
[0021]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0022]图1是表示第一实施方式中的电动机系统的结构的块图。如图1所示，电动机系统100包含：作为控制对象的电动机9；控制电动机9的电路类；检测电动机9的控制所需的参数的检测器；以及蓄电池15。具体地，电动机系统100具备：电流矢量控制部1、电压相位控制部2、输出控制器3、变换器4、脉冲宽度调制信号生成器5以及逆变器6。进而，电动机系统100还具备蓄电池电压检测器7、电流检测器8、转子检测器10、转速运算器11、变换器12以及控制模式切换判定部13等。
[0023]构成电动机系统100的各部分中、除了电动机9以外的部分是构成为控制电动机9的电动机9的控制装置。蓄电池电压检测器7、电流检测器8以及转子检测器10是检测电动机9的控制所需的参数的检测器。电流矢量控制部1、电压相位控制部2以及控制模式切换判定部13构成控制器(控制部)。控制器例如是由中央运算装置(CPU)、读出专用存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及输入输出接口(I/O接口)等构成的计算机。控制器构成为决定电动机9的控制模式，根据需要变更电动机9的控制模式，以决定等的控制模式控制电动机9的动作。另外，控制器被编程为每隔规定的运算周期执行用于实现它们的处理。另外，上述控制器、输出控制器3、变换器4、脉冲宽度调制信号生成器5、逆变器6、转速运算器11以及变换器12是控制电动机系统100的电路类。
[0024]另外，本实施方式的电动机9是具有多相绕组的IPM(Interior Permanent Magnet：嵌入磁铁型)型同步电动机。在本实施方式中，电动机9的绕组是U相、V相以及W相这三相。即，电动机9是三相同步电动机。另外，电动机9由脉冲宽度调制控制驱动。另外，电动机系统100例如组装在汽车等中。而且，在组装有电动机系统100的汽车中，电动机9能够作为该汽车的驱动力源和/或发电机发挥功能。
[0025]电流矢量控制部1执行电流矢量控制。电流矢量控制是电动机9的控制模式之一。
在电流矢量控制中，控制与对电动机9供给的电流相关的矢量(以下称为电流矢量)。在电流矢量控制中，电流矢量被调整为使电动机9产生的扭矩收敛于其目标值(以下称为扭矩目标值T*)。
[0026]更具体地，电流矢量控制部1接收扭矩目标值T*、电动机9的转速N[rpm]、蓄电池15的直流电压V
dc
的输入。另外，向电流矢量控制部1反馈电动机9的d轴电流i
d
及q轴电流i
q
。然后，电流矢量控制部1基于这些输入，运算d轴电压指令值V
di_fin
*和q轴电压指令值V
qi_fin
*。电流矢量控制的d轴电压指令值V
di_fin
*和q轴电压指令值V
qi_fin
*被输入到输出控制器3。在电流矢量控制中，电动机9基于该d轴电压指令值V
di_fin
*及q轴电压指令值V
qi_fin
*而被控制，由此电动机9产生的扭矩收敛于扭矩目标值T*。
[0027]另外，d轴电压指令值V
di_fin
*是电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机的控制方法，通过基于表示应供给电动机的电压的大小的电压定额指令值和表示所述电压的相位的电压相位指令值进行的电压相位控制，控制所述电动机，其中，获取按照指令值运算模型进行运算时所需要的所需时间，该指令值运算模型用于使用与所述电动机的转速相关的转速参数来运算通过所述电压相位控制施加给所述电动机的电压的最终指令值，检测所述转速参数，基于所述所需时间，变更所检测出的所述转速参数，按照所述指令值运算模型，使用变更后的所述转速参数来运算所述最终指令值。2.如权利要求1所述的电动机的控制方法，其中，检测所述转速；通过基于所述转速计算出电角速度来检测所述转速参数，基于所述所需时间，变更所述电角速度的相位，根据相位变更后的所述电角速度及所述指令值运算模型运算所述最终指令值。3.如权利要求2所述的电动机的控制方法，其中，变更所述电角速度的相位，以使相位变更后的所述电角速度接近经过所述所需时间后的所述电角速度。4.如权利要求2或3所述的电动机的控制方法，其中，基于所述所需时间，使所述电角速度的相位超前。5.如权利要求1～4中任一项所述的电动机的控制方法，其中，使所述转速的绝对值减少时的所述转速参数的变更量比所述转速的绝对值增加时的所述转速参数的变更量大。6.如权利要求1～5中任一项所述的电动机的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛哲朗，藤原健吾，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：