电动机控制装置与磁极位置估计方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动机控制装置与磁极位置估计方法，其即使在摩擦大的情况下或负荷重的情况下也可以进行磁极位置估计，另外，不受电动机齿槽转矩和干扰的影响。具体而讲，在具备磁极位置估计部（９）的电动机控制装置中，磁极位置估计部具备：生成１０°单位的粗略的第１估计磁极位置的低精度磁极位置估计部（２２）；在生成第１估计磁极位置后，生成１°单位的精密的第２估计磁极位置的高精度磁极位置估计部（２３）；选择第１估计磁极位置或第２估计磁极位置的估计磁极位置选择部（２４）；及生成磁极位置估计用速度指令的速度指令自动生成部（２１）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用不具有磁极检测功能的编码器来估计磁极位置的磁极位置估计方法与使用该方法的电动机控制装置。
技术介绍
现有的磁极位置估计方法是对进行η划分后的相位外加电流，判断此时的移动方 向(+、0、-)，对将移动方向从+变化到0及从0变化到-的电角范围进行2划分后的相位 再次外加电流。数次重复判断此时的移动方向，将移动方向成为0的电角范围的中间点定 为发生电磁力为零的相位，以此为基准决定电流相位(例如，专利文献1)。专利文献1 日本国特开2006-296027号公报现有的专利文献1的磁极位置估计方法在摩擦大的情况下或负荷重的情况下等， 有时即使外加电流电动机也丝毫不动，存在无法进行磁极位置估计的问题。另外，由于是在 寻找发生电磁力为零的相位，因此在电动机齿槽转矩或干扰大时则会受其影响，存在磁极 位置估计精度恶化的问题。
技术实现思路
本专利技术是基于上述问题而进行的，目的在于提供一种电动机控制装置与磁极位置 估计方法，其即使在摩擦大的情况下或负荷重的情况下也可以进行磁极位置估计，另外，不 受电动机齿槽转矩和干扰的影响。为了解决上述问题，本专利技术如下构成。技术方案1所述的专利技术为一种电动机控制装置，其具备以接通电源的位置为基 准将使用不具有磁极检测功能的编码器检测出的同步电动机的旋转角变换为电角的电角 运算部；使用所述电角估计磁极位置并生成估计磁极位置的磁极位置估计部；将所述旋转 角变换为旋转速度的速度运算部；根据所述旋转速度与速度指令生成d、q轴电流指令的速 度控制部；检测所述同步电动机的3相电流的电流检测部；将所述3相电流变换为d、q轴 电流的3相/2相变换部；根据所述d、q轴电流与所述d、q轴电流指令生成d、q轴电压指 令的电流控制部；将所述d、q轴电压指令变换为U、V、W相电压指令的2相/3相变换部；及 对所述U、V、W相电压指令进行脉冲宽度调制而放大电力来驱动所述同步电动机的PWM电力 变换部，其特征为，所述磁极位置估计部具备生成10°单位的粗略的第1估计磁极位置的 低精度磁极位置估计部；在生成第1估计磁极位置后，生成1°单位的精密的第2估计磁极 位置的高精度磁极位置估计部；选择第1估计磁极位置或第2估计磁极位置的估计磁极位 置选择部；及生成磁极位置估计用速度指令的速度指令自动生成部，具备选择所述磁极位 置估计用速度指令或通常速度指令的速度指令选择部。技术方案2所述的专利技术为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述 低精度磁极位置估计部将电动机电角360°用4以上的整数η进行η划分，将各自的电角范 围的中心设定为磁极位置0°，通过自动生成的速度指令来进行动作，根据与所述速度指令反方向旋转(以后称为逆行)的电角范围的分布生成第1估计磁极位置。技术方案3所述的专利技术为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述 低精度磁极位置估计部将逆行的电角范围分布的中心位置作为第1估计磁极位置。技术方案4所述的专利技术为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述 速度指令自动生成部在判断为逆行时，立即使速度指令成为零，所述低精度磁极位置估计 部在现在的磁极位置加算180°。 技术方案5所述的专利技术为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所述 低精度磁极位置估计部在逆行次数为事先设定的规定范围以外时，使速度控制增益提高规 定量来进行磁极位置估计。技术方案6所述的专利技术为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其 特征为，所述 高精度磁极位置估计部将在第1估计磁极位置加算45°的磁极位置处通过磁极位置估计 用速度指令来进行动作时的q轴电流指令最大值的第Iq轴电流最大值与从第1估计磁极 位置减算45°的q轴电流指令最大值的第2q轴电流最大值进行比较，在第Iq轴电流最大 值>第2q轴电流最大值时，从第1估计磁极位置减算规定角度，在第Iq轴电流最大值<第 2q轴电流最大值时，加算规定角度而作为第2估计磁极位置，在此之后代替第1估计磁极位 置而从第2估计磁极位置加减算规定角度并重复到第Iq轴电流最大值与第2q轴电流最大 值的差成为规定值以下为止，从而生成第2估计磁极位置。技术方案7所述的专利技术为在技术方案6所述的电动机控制装置中，其特征为，代替 第Iq轴电流最大值与第2q轴电流最大值的差成为规定值以下，将所述高精度磁极位置估 计的结束判断以重复次数进行判断，在重复次数采用设定可能的1以上的整数m而为第m 次时，加减算规定角度的1/2">来生成第2估计磁极位置。技术方案8所述的专利技术为在技术方案1所述的电动机控制装置中，其特征为，所 述高精度磁极位置估计部使采用第1估计磁极位置加算设定可能的α °的磁极位置而通 过磁极位置估计用速度指令来进行动作时的q轴电流指令最大值的第Iq轴电流最大值 为Iqml，使从第1估计磁极位置减算α °时的q轴电流指令最大值的第2q轴电流最大值 为Iqm2，第2估计磁极位置通过第1估计磁极位置加算(360/2 π ) · tarT1 ((Iqm2-Iqml) / ((Iqml+Iqm2) · tan ( α )))度而生成。技术方案9所述的专利技术为在技术方案8所述的电动机控制装置中，其特征为，所述 α ° 是 45°。技术方案10所述的专利技术为一种电动机控制装置的磁极位置估计方法，电动机控 制装置具备以接通电源的位置为基准将使用不具有磁极检测功能的编码器检测出的同步 电动机的旋转角变换为电角的电角运算部；使用所述电角估计磁极位置并生成估计磁极位 置的磁极位置估计部；将所述旋转角变换为旋转速度的速度运算部；根据所述旋转速度与 速度指令生成d、q轴电流指令的速度控制部；检测所述同步电动机的3相电流的电流检测 部；将所述3相电流变换为d、q轴电流的3相/2相变换部；根据所述d、q轴电流与d、q轴 电流指令生成d、q轴电压指令的电流控制部；将所述d、q轴电压指令变换为U、V、W相电压 指令的2相/3相变换部；及对所述U、V、W相电压指令进行脉冲宽度调制而放大电力来驱 动所述同步电动机的PWM电力变换部，其特征为，具备生成10°单位的粗略的第1估计磁 极位置的步骤Sl ；及在生成第1估计磁极位置后，生成1°单位的精密的第2估计磁极位置的步骤S2。技术方案11所述的专利技术为在技术方案10所述的电动机控制装置的磁极位置估计 方法中，其特征为，所述步骤Sl具备将电动机电角360°用4以上的整数η进行η划分的 步骤将各自的电角范围的中心设定为磁极位置0°的步骤通过自动生成的速度指令来 进行动作的步骤及根据逆行的电角范围的分布生成第1估计磁极位置的步骤。技术方案12所述的专利技术为在技术方案10所述的电动机控制装置的磁极位置估计 方法中，其特征为，所述步骤S2具备在第1估计磁极位置加算45°的磁极位置处通过磁 极位置估计用速度指令进行动作，将q轴电流指令最大值作为第Iq轴电流最大值的步骤； 将从第1估计磁极位置减算45°时的q轴电流指令最大值作为第2q轴电流最大值的步骤； 及在第Iq轴电流最大值>第2(1轴电流最大值时，从第1估计磁极位置减算规定角度，在第 Iq轴电流最大值<第2q轴电流最大值时，加算规定角度而作为第2估计磁极位置的步骤， 在此之后代替第1估计磁极位置而从第2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机控制装置，其具备：以接通电源的位置为基准将使用不具有磁极检测功能的编码器检测出的同步电动机的旋转角变换为电角的电角运算部；使用所述电角估计磁极位置并生成估计磁极位置的磁极位置估计部；将所述旋转角变换为旋转速度的速度运算部；根据所述旋转速度与速度指令生成ｄ、ｑ轴电流指令的速度控制部；检测所述同步电动机的３相电流的电流检测部；将所述３相电流变换为ｄ、ｑ轴电流的３相／２相变换部；根据所述ｄ、ｑ轴电流与所述ｄ、ｑ轴电流指令生成ｄ、ｑ轴电压指令的电流控制部；将所述ｄ、ｑ轴电压指令变换为Ｕ、Ｖ、Ｗ相电压指令的２相／３相变换部；及对所述Ｕ、Ｖ、Ｗ相电压指令进行脉冲宽度调制而放大电力来驱动所述同步电动机的ＰＷＭ电力变换部，其特征为，所述磁极位置估计部具备：生成１０°单位的粗略的第１估计磁极位置的低精度磁极位置估计部；在生成第１估计磁极位置后，生成１°单位的精密的第２估计磁极位置的高精度磁极位置估计部；选择第１估计磁极位置或第２估计磁极位置的估计磁极位置选择部；及生成磁极位置估计用速度指令的速度指令自动生成部，具备选择所述磁极位置估计用速度指令或通常速度指令的速度指令选择部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边淳一，樱井繁，
申请(专利权)人：株式会社安川电机，
类型：发明
国别省市：JP[日本]