同步电动机的施加电压电角度设定方法和电动机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种考虑电流的响应延迟能设定施加电压的指示值的同步电动机的控制技术。涉及提供的施加电压电角度设定方法，检测同步电动机M的施加电压和电流，基于这些检测值算出电流峰值Ip的同时算出当前的施加电压相位α，在目标值设定部（20）中基于电流峰值Ip算出目标电流相位βtarg之后算出相当于该目标电流相位的目标施加电压相位αtarg，在电压电角度指示值设定部（10）中，基于将当前的施加电压相位α和目标施加电压相位αtarg之差通过同步电动机的响应时间常数L／R校正后的变化角度Δθv、基于施加电压以及电流算出的旋转速度ω，上次的施加电压电角度指示值θvtarg，算出新的施加电压电角度指示值θvtarg。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步电动机的施加电压电角度设定方法和电动机控制装置
下面公开了涉及同步电动机的位置检测运转的技术。
技术介绍
在作为同步电动机（永久磁铁同步电动机）的驱动方式而正在增加的应用例的正弦波驱动方式（180度通电方式）中，以无传感器方式检测转子位置（转子的旋转位置），并且执行向定子线圈进行适当的通电的控制。作为具备以该无传感器方式检测转子位置的功能的电动机控制装置，提出了专利文献1中公开的电动机控制装置。专利文献1的电动机控制装置，通过检测同步电动机的相电流的相电流检测单元、基于检测出的相电流计算电流相位的电流相位计算单元、以及在计算出的电流相位上加上规定的相位差来作为电压相位的电压相位设定单元，决定施加电压的电压相位。然后，基于该电压相位和根据运转指令决定的指令电压，设定向同步电动机的施加电压。根据专利文献1的电动机控制装置，向同步电动机施加的施加电压的相位指示值，通过在检测出的电流相位上加上规定的相位差而设定。该应加上的相位差，基于检测出的电流峰值以及感应电压的角速度、和作为目标的电流相位（从q轴的超前角）来算出，或者，通过从电流峰值和感应电压的角速度访问数据表来求得。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2004-187407号公报。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题一般情况下，当在同步电动机中使施加电压的电压相位变化时，根据下面的式1的电动机特性式，电流相位也变化。式1是基于转子坐标系的电动机矢量图的式，Ed为感应电压E的d轴分量，Eq为感应电压E的q轴分量，Vd为施加电压V的d轴分量，Vq为施加电压V的q轴分量，R为定子线圈的电阻，Id为电流I的d轴分量，Iq为电流I的q轴分量，ω为旋转速度，Ld为d轴电感，Lq为q轴电感，ψa为转子磁铁的磁通量，p为微分算子（d／dt）。[式1]。在式1中，同步电动机的旋转稳定的位置检测运转的响应特性，由式中的A部分的计算式表示。另一方面，在由输出轴的负载变动等使同步电动机的旋转处于过渡状态的位置检测运转的响应特性中，在A部分中加进来式中的B部分的计算式。即，发生根据L／R时间常数（L：电感，R：线圈电阻）的响应延迟。当忽略该响应延迟而继续位置检测运转时，实际的转子的旋转变得追不上施加电压的相位指示值，导致指示值的振荡、失步。在专利文献1中公开的电动机控制装置中，由于在应生成施加电压的相位指示值的检测电流相位中所加的相位差中，不加进上述的响应延迟，所以特别是在变成过渡状态时的运转的稳定性中有改善的余地。鉴于这一点，需要考虑基于电动机特性的响应延迟能设定施加电压的指示值。用于解决技术问题的技术方案针对上述课题提出的是，同步电动机的施加电压电角度设定方法，其第一方式为，检测施加于定子线圈的施加电压和按照该施加电压流过所述定子线圈的电流，基于所述检测出的施加电压和电流，算出当前的施加电压相位（或施加电压电角度）的同时算出电流峰值，并基于该电流峰值，算出目标电流相位之后，算出相当于该目标电流相位的目标施加电压相位（或者目标施加电压电角度），基于将所述当前的施加电压相位（或施加电压电角度）和所述目标施加电压相位（或目标施加电压电角度）之差通过该同步电动机的响应时间常数校正后的变化角度、基于所述检测出的施加电压和电流算出的旋转速度、上次的施加电压电角度指示值，算出新的施加电压电角度指示值。提出应实施该施加电压电角度设定方法的电动机控制装置，包括如下的单元而构成，即，包括:电流检测单元，检测流过同步电动机的定子线圈的电流；施加电压检测单元，检测施加于所述定子线圈的施加电压；电流峰值/电角度检测单元，基于由所述电流检测单元检测的电流，检测电流峰值和电流电角度；感应电压峰值/电角度检测单元，基于由所述电流检测单元检测的电流和由所述施加电压检测单元检测的施加电压，检测感应电压峰值和感应电压电角度；转子位置检测单元，使用作为变量包括所述电流电角度或所述感应电压电角度，同时作为变量包括基于所述电流峰值、所述感应电压峰值、以及所述感应电压电角度与所述电流电角度之差中的至少2个求取的电流相位或感应电压相位的转子位置计算式，检测所述同步电动机的转子位置；旋转速度检测单元，基于由所述转子位置检测单元检测的转子位置，检测旋转速度；目标值设定单元，基于由所述相电流峰值/电角度检测单元检测的电流峰值算出目标电流相位，基于该目标电流相位算出目标施加电压相位（或目标施加电压电角度）；以及电压电角度指示值设定单元，基于将根据由所述施加电压检测单元检测的施加电压算出的当前的施加电压相位（或施加电压电角度）与所述目标施加电压相位（或目标施加电压电角度）之差通过所述同步电动机的响应时间常数校正后的变化角度、由所述旋转速度检测单元检测的旋转速度、以及上次的施加电压电角度指示值，算出新的施加电压电角度指示值。另外，针对上述问题提出的涉及第二方式的同步电动机的施加电压电角度设定方法，检测施加于定子线圈的施加电压和按照该施加电压流过所述定子线圈的电流，基于所述检测出的施加电压和电流，算出相当于当前的转子的磁链与符合目标电流相位的目标磁链的差分的磁链变化量，基于根据所述检测出的施加电压以及电流算出的旋转速度和所述磁链变化量，算出变化角度，基于所述算出的旋转速度、所述变化角度、以及上次的施加电压电角度指示值，算出新的施加电压电角度指示值。提出的应实施该施加电压电角度设定方法的电动机控制装置，包括如下的单元而构成，即，包括:电流检测单元，检测流过同步电动机的定子线圈的电流；施加电压检测单元，检测施加于所述定子线圈的施加电压；电流峰值/电角度检测单元，基于由所述电流检测单元检测的电流，检测电流峰值和电流电角度；感应电压峰值/电角度检测单元，基于由所述电流检测单元检测的电流和由所述施加电压检测单元检测的施加电压，检测感应电压峰值和感应电压电角度；转子位置检测单元，使用作为变量包括所述电流电角度或所述感应电压电角度，同时作为变量包括基于所述电流峰值、所述感应电压峰值、以及所述感应电压电角度与所述电流电角度之差中的至少2个求取的电流相位或感应电压相位的转子位置计算式，检测所述同步电动机的转子位置；旋转速度检测单元，基于由所述转子位置检测单元检测的转子位置，检测旋转速度；目标值设定单元，基于所述电流峰值，算出目标d轴电流；以及电压电角度指示值设定单元，算出基于所述电流峰值和所述电流相位得到的当前的d轴电流与所述目标d轴电流的d轴电流差，同时算出对应于该d轴电流差的转子的磁链变化量，基于根据该磁链变化量和所述旋转速度算出的变化角度、所述旋转速度、以及上次的施加电压电角度指示值，计算新的施加电压电角度指示值。专利技术效果根据上述第一方式，由于通过同步电动机的响应时间常数校正相对之前的指示值的新的施加电压电角度指示值的变化角度，所以维持与同步电动机的响应特性对应的适当的响应速度来更新施加电压电角度指示值。另外，根据上述第二方式，基于磁通量的变化量更新施加电压电角度指示值。由于目标磁链是以目标电流相位运转时的磁通量，电压＝转数×磁通量的关系一般都成立，所以如果进行加速旋转速度仅相当于磁通量的变化量的施加电压相位的控制，其结果电流相位到达目标相位。此时的电流的响应特性，因为同步电动机本身作为响应延迟的滤波器而起作用，所以无需关心响应延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.10 JP 2011-1048781.一种同步电动机的施加电压电角度设定方法，检测施加于同步电动机的定子线圈的施加电压和按照该施加电压流过所述定子线圈的电流，基于所述检测出的施加电压和电流，算出当前的施加电压相位或当前的施加电压电角度的同时算出电流峰值，并基于该电流峰值，算出目标电流相位之后，算出相当于该目标电流相位的目标施加电压相位或者目标施加电压电角度，基于将所述当前的施加电压相位和所述目标施加电压相位之差或者所述当前的施加电压电角度和所述目标施加电压电角度之差乘以该同步电动机的响应时间常数L/R而得到的变化角度、基于所述检测出的施加电压和电流算出的旋转速度、上次的施加电压电角度指示值，算出新的施加电压电角度指示值，其中L是定子线圈的电感，R是定子线圈的电阻。2.根据权利要求1所述的施加电压电角度设定方法，其中，将所述变化角度以基于惯性的响应延迟系数进一步校正。3.一种电动机控制装置，包括如下的单元而构成，即，包括:电流检测单元，检测流过同步电动机的定子线圈的电流；施加电压检测单元，检测施加于所述定子线圈的施加电压；电流峰值/电角度检测单元，基于由所述电流检测单元检测的电流，检测电流峰值和电流电角度；感应电压峰值/电角度检测单元，基于由所述电流检测单元检测的电流和由所述施加电压检测单元检测的施加电压，检测感应电压峰值和感应电压电角度；转子位置检测单元，使用转子位置计算式检测所述同步电动机的转子位置，所述转子位置计算式使用所述电流电角度或所述感应电压电角度作为变量，同时使用基于所述电流峰值、所述感应电压峰值、以及所述感应电压电角度与所述电流电角度之差中的至少2个求取的电流相位或感应电压相位作为变量；旋转速度检测单元，基于由所述转子位置检测单元检测的转子位置，检测旋转速度；目标值设定单元，基于由所述电流峰值/电角度检测单元检测的电流峰值算出目标电流相位，基于该目标电流相位算出目标施加电压相位或目标施加电压电角度；以及电压电角度指示值设定单元，基于将根据由所述施加电压检测单元检测的施加电压算出的当前的施加电压相位与所述目标施加电压相位之差或者根据所述施加电压算出的当前的施加电压电角度与所述目标施加电压电角度之差乘以所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：广野大辅，
申请(专利权)人：三电有限公司，
类型：
国别省市：