[發明專利]旋轉電機的控制裝置

有效

• 申請號: 200980158266.6
• 申請日: 2009-03-25
• 公開（公告）號: CN102362425A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 伊藤正人;金原義彥;貝谷敏之
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P27/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李今子

技術領域

本發明涉及一種對感應電機、同步電機等旋轉電機不使用旋轉位置傳感器而得到轉子位置信息來進行旋轉控制的旋轉電機的控制裝置。

背景技術

為了高精度地控制旋轉電機的旋轉動作，需要旋轉電機的轉子位置信息和流過旋轉電機的電流信息。這里，關于轉子位置信息，以往是通過將旋轉位置傳感器另行安裝在旋轉電機來得到轉子位置信息。但是，從成本削減、節省空間、可靠性的提高這樣的觀點考慮，另行設置旋轉位置傳感器的缺點大，因此要求旋轉位置傳感器的無傳感器化。

作為用于旋轉電機中的位置傳感器的無傳感器化的控制方法，主要有如下方法：根據旋轉電機的感應電壓來推定旋轉電機的轉子位置的方法、和利用旋轉電機的凸極性(電感的位置依賴性)來推定旋轉電機的轉子位置的方法。

在前者的方法中使用的感應電壓的大小具有與旋轉電機的速度成比例這樣的特征，因此在零速、低速域中感應電壓變小，S/N比惡化，難以高精度地推定旋轉電機的轉子位置。

另一方面，后者的利用了凸極性的方法如下：將與旋轉電機的驅動頻率不同的高頻的位置推定電壓指令施加到旋轉電機，與此相應地檢測流過旋轉電機的高頻的旋轉電機電流，利用該旋轉電機電流的大小根據上述的凸極性而依賴于轉子位置進行變化來進行位置推定。

這樣，在利用凸極性的情況下，必須將用于推定旋轉電機的轉子位置的位置推定用電壓指令注入到旋轉電機，但是具有不依賴于旋轉電機的旋轉速度就能推定轉子位置的優點，因此特別是在零速、低速域中使用利用了凸極性的無位置傳感器控制法。

但是，這種利用了凸極性的無位置傳感器控制法需要對旋轉電機施加高頻的位置推定用電壓指令，因此伴隨它而產生噪聲，給人帶來不適感。

因此，作為用于降低這種伴隨對旋轉電機施加位置推定用電壓而產生的噪聲導致的不適感的對策，以往提出了如下方法：通過減小對旋轉電機施加的位置推定用電壓的振幅來降低從旋轉電機產生的噪聲的大小本身的方法、改善噪聲的音質的方法等。

前者的通過減小對旋轉電機施加的位置推定用電壓指令的振幅來減小從旋轉電機產生的噪聲的大小本身的方法中，位置推定用電壓指令的振幅變小，因此難以高精度地推定旋轉電機的轉子位置。

另一方面，作為后者的改善噪聲的音質的方法如下：例如下述的專利文獻1所記載的以往技術那樣，由于具有當在人聽得到的聲音內特定頻率分量突出時人對該聲音感覺到不適這樣的特征，因此通過故意地隨機改變對旋轉電機施加的位置推定用電壓指令的頻率來使得特定頻率分量的聲音不突出，由此降低人感覺到的不適感。

專利文獻：日本特開2004-343833號公報

發明內容

然而，如專利文獻1所記載那樣，當隨機地改變位置推定用電壓指令的頻率分量以使得特定頻率分量的聲音不突出時，伴隨它在推定旋轉電機的轉子位置所需的電流的頻率也成為隨機。因此，難以從旋轉電機電流檢測轉子位置的推定所需的電流，其結果，位置推定精度惡化，根據情況有可能無法進行位置推定。

本發明是為了解決上述的課題而作出的，其目的在于提供一種旋轉電機的控制裝置，能夠高精度地推定轉子位置，并且能夠有效地降低由于伴隨將位置推定用電壓指令施加到旋轉電機的噪聲產生而產生的不適感。

本發明所涉及的旋轉電機的控制裝置，進行旋轉電機的驅動控制，具備：電流檢測單元，檢測流過上述旋轉電機的旋轉電機電流；位置推定單元，根據由上述電流檢測單元檢測出的上述旋轉電機電流推定轉子位置；控制單元，根據由上述電流檢測單元檢測出的旋轉電機電流和由上述位置推定單元推定出的轉子位置的信息輸出電壓指令；以及電壓施加單元，根據來自上述控制單元的電壓指令，對上述旋轉電機施加驅動控制用的電壓，其中，上述控制單元具有：驅動電壓指令運算部，運算用于驅動上述旋轉電機的驅動電壓指令；位置推定用電壓產生器，輸出用于推定上述旋轉電機的轉子位置的位置推定用電壓指令；噪聲降低用電壓產生器，輸出對上述旋轉電機的驅動控制以及位置推定沒有貢獻的噪聲降低用電壓指令；以及加法器，對上述驅動電壓指令、上述位置推定用電壓指令、以及上述噪聲降低用電壓指令進行相加而作為電壓指令輸出到上述電壓施加單元。

根據本發明，在對旋轉電機的驅動控制用的驅動電壓指令相加轉子位置推定用的位置推定用電壓指令來向電壓施加單元進行輸出時，還相加從噪聲降低用電壓產生器輸出的噪聲降低用電壓指令，因此將從旋轉電機會產生多個頻率分量的噪聲，能夠抑制伴隨將位置推定用電壓指令施加到旋轉電機而產生的噪聲突出的現象，其結果，能夠降低由于噪聲而人感覺到的不適感。