提供一种马达控制装置，以在PWM控制中的载波周期内能够可靠地检测2相的电流的高频成分的方式生成3相的PWM信号脉冲。根据实施方式，将电流检测元件与变换器电路的直流侧连接，产生与电流值对应的信号，PWM信号生成单元以跟踪马达的磁极位置的方式生成3相的PWM信号脉冲。在电流检测单元根据电流检测元件中产生的信号和PWM信号脉冲来检测马达的相电流时，PWM信号生成单元以电流检测单元能够在PWM信号的载波周期内的4个定时分别2次检测2相的电流的方式生成3相的PWM信号脉冲。并且，当电流微分单元对于2相的各自将2次检测的电流值之差输出为电流微分值时，磁极位置推断单元根据该电流微分值来推断马达的磁极位置。
【技术实现步骤摘要】
马达控制装置
本专利技术的实施方式涉及一种马达控制装置，通过配置在变换器电路的直流部中的 电流检测元件来检测相电流。
技术介绍
以往，作为推断马达的磁极位置的方法，例如广泛使用如下方法根据向马达输入 的电压和电流来运算与马达的速度成比例的感应电压，并根据感应电压来进行推断。但是， 根据马达的感应电压来推断速度及位置的方法存在的问题为，虽然在高速区域能够得到足 够的精度，但是在感应电压信息较少的极低速区域不能够进行正确的推断。因此，提出有几种对马达施加与驱动频率无关的用于传感检测的交流信号、并根 据电压电流的关系来推断转子位置的方法。但是，为了施加传感检测用的信号而需要特别 的信号发生器，控制变得复杂。作为与这些方法不同的方法，存在不施加特别的传感检测信 号而使用变换器的输出中所含有的高频或载波(carrier)频率成分的电流来推断磁极位 置的两种方法。前者的方法为，根据PWM变换器输出中所含有的高频电流来运算电感，并根据该 电感来推断位置(例如参照专利文献I)。此外，后者的方法为，通过使PWM变换器的载波信 号在UVW这三相中的各二相之间具有120度的相位差，由此产生驱动频率以外的载波频率 成分电压和电流，并根据载波周期中的电压为恒定这种假定，仅使用载波频率成分电流来 推断位置(例如参照专利文献2)。专利文献1:日本特开2004-129410号公报专利文献2 日本特开2006-230056号公报利用变换器输出中所含有的高频成分或载波频率成分的高频电流来推断磁极位 置的方法具有的优点为，虽然由于高频电压而流动的高频电流对于变换器输出的基波成分 的电压成为干扰，但是由于载波频率相对于马达的转速为足够大，因此不会成为对于转矩 的干扰，并且，在磁极位置推断中不需要对电流反馈值附加低通滤波器等，而作为控制系统 的响应性变得良好。但是，当从实用化的观点考虑时，高频电流的大小依存于马达的参数来决定，因此 其影响根据使用的马达而不同，难以对各种系统通用地应用。
技术实现思路
因此，提供一种马达控制装置，能够以在PWM控制的载波周期内能够可靠地检测2 相的电流的高频成分的方式，生成3相的PWM信号脉冲。根据实施方式，提供一种马达控制装置，通过按照规定的PWM信号图形对3相桥 接的多个开关元件进行导通截止控制，由此经由将直流变换为3相交流的变换器电路来驱 动马达，在该马达控制装置中，将电流检测元件与变换器电路的直流侧连接，而产生与电流 值对应的信号，PWM信号生成单元以跟踪马达的磁极位置的方式生成3相的PWM信号脉冲。而且，当电流检测单元根据电流检测元件中产生的信号和PWM信号图形来检测马达的相电 流时，PWM信号生成单元以电流检测单元能够在PWM信号的载波周期内的4个定时分别对2 相的电流进行2次检测的方式生成3相的PWM信号脉冲。并且，当电流微分单元对于上述 2相的各自、将2次检测的电流值之差输出为电流微分值时，磁极位置推断单元根据该电流 微分值来推断马达的磁极位置。附图说明图1是表示第一实施方式的马达控制装置的结构的功能框图。图2是表示磁极位置推断部的详细结构的功能框图。图3(a)是表示由位置传感器检测的马达的磁极位置的图，图3(b)是表示本实施 方式的施加了 PWM信号脉冲的情况下的2相的电流微分值的图。图4是表示PWM控制的I个周期中的各相负载脉冲、各相电流和由分流电阻检测 的电流的图。图5是使各相负载脉冲的相位变化了的情况下的与图4相当的图。图6是根据变换器电路的各开关元件的导通截止状态而表示由直流电流检测器 检测的各相电流的一览的图。图7是以变换器电路及栅极驱动部为中心而详细地表示图1所示的马达控制装置 的结构的功能框图。图8是表示PWM信号生成部的内部结构的功能框图。图9是表示生成上臂侧3相PWM信号脉冲的状态的时间图。图10是表示第二实施方式的使3相PWM负载统一减少的情况下的与图5相当的 图。图11是表示第三实施方式的与图1相当的图图12是表示在磁极位置合成部中合成2组磁极位置及转速的状态的图。图13是表示根据转速变化而使3相的PWM负载统一变化的状态的图。图14是表示第四实施方式的与图8相当的图图15是表示第四实施方式的与图9相当的图。图16是表示脉冲生成部进行的负载变换的逻辑的图。符号的说明图中，3表示变换器电路，4表示分流电阻(电流检测元件)，5表示功率MOSFET (开 关元件)，6表示马达,7表示相电流检测部(电流检测单元)，9表示PWM信号生成部(PWM 信号生成单元)，11表示DUTY增减部，25表示电流微分部(电流微分单元)，27表示磁极位 置推断部(磁极位置推断单元)，41表示第二磁极位置推断部(第二磁极位置推断单元)， 42表不磁极位置合成部(磁极位置合成单兀)，51表不PWM信号生成部(PWM信号生成单 元)，52表示脉冲生成部。具体实施方式(第一实施方式)以下，参照图1至图9对第一实施方式进行说明。图1是表示马达控制装置的结构的功能框图。速度控制部21为,对于从外部赋予的速度指令值o_ref与由后述的磁极位置推断部27推断的马达6的速度《est之间的差分，进行比例积分(PI)或比例积分微分(PID)控制，由此生成电流指令值Id_ref、Iq_ref，并将这些电流指令值输出到电流控制部22。另外，在马达6为无刷DC马达等永磁马达、并进行全励磁运转的情况下，d轴的电流指令值Id_ref被设定为零。电流控制部22为，与速度控制部21同样，对于上述电流指令值与由后述的3相 —dq坐标变换部26赋予的d轴电流Id、q轴电流Iq之间的差分，进行PI或PID控制，由此生成电压指令值Vd、Vq，并将这些电压指令值输出到dq — 3相坐标变换部23。dq — 3相坐标变换部23根据由磁极位置推断部27推断的马达6的磁极位置Θ est，将d轴、q轴电压指令值VcUVq变换为3相电压指令值m并将这些指令值输出到栅极驱动部24。栅极驱动部24根据3相电压指令值Vu、Vv, Vw生成3相的PWM信号，并向构成变换器电路3的各相开关兀件FET5U土、5V土、5W± (参照图7)输出栅极驱动信号。另外，关于栅极驱动部24的内部结构将后述。对于变换器电路3例如被供给将交流电源进行整流平滑而生成的直流电源1，并通过赋予上述栅极驱动信号来驱动马达6。直流电流检测器4 被插入到变换器电路3的直流部、例如负侧母线，将在变换器电路3中流动的直流电流检测信号输出到相电流检测部7。相电流检测部7为，由栅极驱动部24赋予与PWM的载波周期同步的电流检测定时信号，根据该检测定时信号，在I个载波周期内对各相电流进行2次检测，将检测电流值 I (u、v、w)1、I (u、v、w) 2输出到电流微分部(电流微分单元)25,并将检测电流值I (u、v、w) 2 输出到3相一dq坐标变换部26。电流微分部25对每个相取得检测电流值12、11的差分， 并将这些差分值(电流微分值、高频电流值)输出到磁极位置推断部27。磁极位置推断部 27通过对每个相的电流差分值进行运算来推断磁极位置eest及速度coest，并输出到各部。此外，3相一dq坐标变换部26根据上述磁极位置Θ est将检测电流值12变换为d、q 轴电流Id、Iq，并输出到电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种马达控制装置，通过按照规定的PWM信号图形对3相桥接的多个开关元件进行导通截止控制，由此经由将直流变换为3相交流的变换器电路来驱动马达，其特征在于，具备：电流检测元件，与上述变换器电路的直流侧连接，产生与电流值对应的信号；PWM信号生成单元，以跟踪上述马达的磁极位置的方式生成3相的PWM信号脉冲；以及电流检测单元，根据上述电流检测元件中产生的信号和上述PWM信号脉冲，来检测上述马达的相电流，上述PWM信号生成单元，以上述电流检测单元能够在上述PWM信号的载波周期内的4个定时分别对2相的电流进行2次检测的方式生成3相的PWM信号脉冲，该马达控制装置还具备：电流微分单元，对于上述2相的各自，将2次检测的电流值之差输出作为电流微分值；以及磁极位置推断单元，根据上述电流微分值来推断上述马达的磁极位置。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前川佐理，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：
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