公开了即使在电角频率高的情况下，也能够高精度地检测电动机电流基波成分，稳定地对电动机进行驱动控制的电动机控制装置、电动机驱动装置以及使用电动机驱动装置的设备。该电动机控制装置根据速度指令(ω*)和电动机电流的检测值(Iuvw)，制作用于控制电动机(4)的控制信号(PWM)，该电动机控制装置具有：相电流检测单元，其检测电动机的相电流；基波成分提取单元(5)，其提取由相电流检测单元检测出的电动机的相电流的基波成分，将由基波成分单元提取出的基波成分作为电动机电流的检测值，制作控制信号。制信号。制信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机控制装置、电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的设备
[0001]本专利技术涉及控制交流电动机的电动机控制装置、可变速驱动交流电动机的电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的设备。
技术介绍
[0002]在一般产业、家电、汽车等各种领域中，以小型高输出化为目的，电动机的进一步的高速旋转化正在发展。
[0003]为了电动机的高速旋转控制，使用按电角频率变更PWM载波频率和脉冲数的同步PWM控制(例如，参照专利文献1)。
[0004]另外，在电动机电流的检测中，使用直流母线电流检测法(例如，参照专利文献2、3)，该直流母线电流检测法不使用相电流传感器检测三相交流电流。
[0005]另外，在永久磁铁同步电动机的高速旋转控制中，使用省略了电流控制器的简易矢量控制(例如，参照专利文献4)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2005
‑
237194号公报
[0009]专利文献2：日本特开平8
‑
19263号公报
[0010]专利文献3：日本专利6129972号公报
[0011]专利文献4：日本特开2004
‑
48868号公报
技术实现思路
[0012]专利技术要解决的课题
[0013]专利文献1中记载的同步PWM控制以使PWM载波频率与电角旋转频率同步地变化，并使PWM脉冲数成为3的倍数(奇数)以及1脉冲的方式进行控制。换言之，高速旋转时PWM脉冲数减少，最大成为1脉冲。
[0014]当PWM脉冲数减少时，电动机电流的变动宽度增加，后述的直流母线电流检测法中的电流检测变得困难。
[0015]另外，直流母线电流检测法是将根据PWM脉冲的组合大致同时检测出的直流母线电流分发给各相而再现电动机电流的基波成分的方式，但依赖于作为控制器的微型计算机(以下，称为微机)的AD转换器的检测能力，直流母线电流的检测的同时性变化。换言之，在高速旋转时无法确保直流母线电流的同时性，电动机电流的再现误差增加。
[0016]因此，本专利技术提供一种电动机控制装置、电动机驱动装置以及使用该电动机驱动装置的设备，即使在如高速驱动时那样电角频率高的情况下，也能够高精度地检测电动机电流基波成分，并稳定地对电动机进行驱动控制。
[0017]用于解决课题的手段
[0018]为了解决上述课题，本专利技术的电动机控制装置根据速度指令和电动机电流的检测值，制作用于控制电动机的控制信号，该电动机控制装置具有：相电流检测单元，其检测电动机的相电流；基波成分提取单元，其提取由相电流检测单元检测出的电动机的相电流的基波成分，将由基波成分提取单元提取出的基波成分作为电动机电流的检测值，制作控制信号。
[0019]为了解决上述课题，本专利技术的电动机驱动装置具有：逆变器，其对电动机进行驱动控制；控制部，其生成对逆变器进行控制的控制信号，控制部是上述本专利技术的电动机控制装置。
[0020]为了解决上述课题，本专利技术的设备由电动机驱动，电动机由上述本专利技术的电动机驱动装置驱动。
[0021]专利技术效果
[0022]根据本专利技术，即使在电角频率高的情况下，也能够高精度地检测电动机电流基波成分。
附图说明
[0023]图1是表示实施例1的电动机驱动装置的结构的功能框图。
[0024]图2是表示逆变器3输出的线间电压及电动机相电流的各波形的波形图。
[0025]图3是表示在逆变器3的主电路部中流动的电流的电路图。
[0026]图4是表示电动机驱动装置(逆变器3和控制装置部)的动作波形的波形图。
[0027]图5是表示根据直流母线电流的检测值运算电动机电流的电动机电流运算器的一例的功能框图。
[0028]图6是表示电动机的高速旋转时的电动机驱动装置的动作波形的波形图。
[0029]图7表示将电动机设为4极的PMSM，将AD转换器的检测间隔设为10μs的情况下的旋转速度与相位差的关系。
[0030]图8是表示实施例1中的直流母线电动机电流检测器5的结构的功能框图。
[0031]图9是表示应用简易傅里叶变换的基波成分提取器5B的结构的功能框图。
[0032]图10是表示应用正弦波传递函数的基波成分提取器5B的结构的功能框图。
[0033]图11是表示通过直流母线电流检测出的电动机相电流和从电动机相电流提取出的电动机电流的基波成分的波形图。
[0034]图12是表示在实施例1中被旋转驱动的电动机4的电动机电流的波形和直流母线电流的波形的波形图。
[0035]图13是表示杆式吸尘器的概略结构的外观图。
[0036]图14是表示滚筒式洗衣机的概略结构的外观图。
[0037]图15是表示电动车的概略结构的外观图。
[0038]图16是表示混合动力涡轮增压器的概略结构的结构图。
[0039]图17是表示实施例2的电动机驱动装置的结构的功能框图。
[0040]图18是表示实施例3的电动机驱动装置的结构的功能框图。
具体实施方式
[0041]以下，通过下述的实施例1～3，使用附图对本专利技术的实施方式进行说明。
[0042]在各图中，参照编号相同的部件表示相同的结构要件或者具有类似的功能的结构要件。
[0043]实施例1
[0044]使用图1～16对实施例1进行说明。
[0045]图1是表示本专利技术的实施例1的电动机驱动装置的结构的功能框图。
[0046]如图1所示，本实施例1的电动机驱动装置具有对电动机4施加三相交流电压Vu、Vv、Vw的逆变器3。此外，在本实施例1中，作为电动机4，应用永久磁铁同步电动机(以下，记为“PMSM”)。
[0047]逆变器3具有由电力用的半导体开关元件(例如，IGBT、功率MOSFET)构成的三相桥电路那样的逆变器电路。逆变器电路通过接通、断开半导体开关元件，将来自直流电源的输入直流电压转换为三相交流电压，并将该三相交流电压向电动机4输出。
[0048]对构成逆变器电路的半导体开关元件的接通、断开进行控制的控制装置部由以下部分构成：同步PWM转换器2，其制作脉冲宽度调制(以下，记为“PWM”)控制信号；矢量控制器1，其根据速度指令ω*和三相电动机电流Iuvw制作三相电压指令Vuvw，将Vuvw提供给同步PWM转换器2；直流母线电动机电流检测器5，其检测逆变器3中的直流母线电流IDC，并根据IDC的检测值再现Iuvw。
[0049]在矢量控制器1中，应用未使用电流控制器的简易的矢量控制(参照专利文献4)。在简易的矢量控制中，将电动机电流的旋转坐标系中的q轴成分即q轴电流Iq的一阶滞后滤波值设为q轴电流指令Iq*(Iq*＝(1/(1+T
·
s))Iq：T为时间常数)。此外，电动机电流的旋转坐标系中的d轴成分的电流指令即d轴电流指令Id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】1.一种电动机控制装置，其根据速度指令和电动机电流的检测值，制作用于控制电动机的控制信号，其特征在于，所述电动机控制装置具有：相电流检测单元，其检测所述电动机的相电流；基波成分提取单元，其提取由所述相电流检测单元检测出的所述电动机的所述相电流的基波成分，将由所述基波成分提取单元提取出的所述基波成分作为所述电动机电流的所述检测值，制作所述控制信号。2.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述相电流检测单元根据驱动所述电动机的逆变器中的直流母线电流的检测值来检测所述相电流。3.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述相电流检测单元是相电流传感器。4.根据权利要求3所述的电动机控制装置，其特征在于，所述电动机控制装置具有：切换器，其根据所述速度指令，选择由所述相电流传感器检测出的所述相电流和所述基波成分中的一方，将由所述切换器选择出的所述相电流或所述基波成分作为所述电动机电流的所述检测值，制作所述控制信号。5.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述基波成分提取单元通过简易傅里叶转换来提取所述基波成分。6.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述基波成分提取单元通过正弦波传递函数来提取所述基波成分。7.根据权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，所述控制信号是PWM信号，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：能登原保夫，阿格尼丝，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：
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