[發明專利]交流旋轉機的控制裝置

有效

• 申請號: 201180036427.1
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN103026612A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 加藤將;山崎尚德;畠中啟太;北中英俊;山下良范
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18;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: 李渤

技術領域

本發明涉及一種以無位置傳感器的方式通過逆變器（inverter）來控制使用了永久磁石的同步機的交流旋轉機的控制裝置。

背景技術

以往的交流旋轉機的控制裝置中，在高精度地控制交流旋轉機的輸出轉矩的情況下，為了根據交流旋轉機的轉子位置來使電流流入而需要安裝轉子位置傳感器。然而，由于轉子位置傳感器體積較大，而配置上受到制約、用于將傳感器輸出傳輸到控制裝置的控制傳輸線的接線的麻煩，導致斷線等的故障要因增加。與之相對，如下的所謂的無傳感器矢量控制已經開始用于實用：通過檢測在交流旋轉機的轉子的旋轉過程中產生的感應電壓，能夠間接地推定轉子位置，并據此進行高速高精度的轉矩控制。

在無傳感器矢量控制中，一般根據施加給交流旋轉機的逆變器電壓指令、和流經交流旋轉機的電流檢測值來推定感應電壓。然而，在逆變器工作開始前，無法知道交流旋轉機的轉子位置，特別是交流旋轉機高速地旋轉而反向電壓振幅高的情況下，在逆變器再起動時，由于電流控制不穩定導致產生不期望的轉矩、在最壞的情況下有時由于過電流保護工作而變得無法再起動。

為了解決這樣的課題，在從逆變器再起動到固定時間的期間，不實施無傳感器控制而只實施電流反饋控制，根據這期間的電壓矢量或者電流矢量的旋轉速度來推測交流旋轉機的旋轉速度的概略值，之后將該推測值作為初始值來開始無傳感器控制。由此，即使在使用了永久磁石的交流旋轉機高速地旋轉的狀態下，也平滑地進行逆變器的再起動。（例如，參照專利文獻1）。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-065410號公報（第4-7頁、圖1、圖2）

發明內容

發明所要解決的技術問題

如以往的交流旋轉機的控制裝置那樣，在只實施電流反饋控制、并根據這期間的電壓矢量或者電流矢量的旋轉速度來推測交流旋轉機的旋轉速度的概略值的方法中，當交流旋轉機高速旋轉時，有時交流旋轉機的感應電壓到了逆變器的可輸出電壓以上。在這種情況下，在專利文獻1所示的方法中，存在電流反饋控制不穩定的問題。

本發明是為了解決如上所述的課題而作出的，在于獲取一種能夠可靠且穩定地進行交流旋轉機、特別是使用了永久磁石的同步電動機的無位置傳感器矢量控制的再起動的交流旋轉機的控制裝置。

解決技術問題的技術方案

本發明的交流旋轉機的控制裝置具備：控制單元，根據電流指令產生電壓指令，并根據電壓指令產生開關指令；電力變換器，根據開關指令產生交流電壓，并將交流電壓向交流旋轉機進行施加；電壓檢測器，檢測電力變換器的輸入直流電壓；以及電流檢測器，檢測流經交流旋轉機的交流電流，其中，控制單元具有：穩態速度運算器以及運行開始速度運算器，穩態速度運算器在交流旋轉機的穩態控制過程中根據交流電流以及電壓指令來運算交流旋轉機的旋轉角頻率，運行開始速度運算器在交流旋轉機的運行開始后的規定的期間內的起動控制過程中根據交流電流以及電壓指令來運算交流旋轉機的旋轉角頻率，在起動控制過程中，校正電流指令使得電壓指令的交流電壓振幅為電力變換器的最大輸出電壓以下的固定值。

發明效果

本發明具有：穩態速度運算器，在交流旋轉機的穩態控制過程中根據交流電流以及電壓指令來運算交流旋轉機的旋轉角頻率；以及運行開始速度運算器，在交流旋轉機的運行開始后的規定的期間內的起動控制過程中根據交流電流以及電壓指令來運算交流旋轉機的旋轉角頻率，在起動控制過程中，校正電流指令使得電壓指令的交流電壓振幅為電力變換器的最大輸出電壓以下的固定值，因此在交流旋轉機的無負荷感應電壓為電力變換器的輸入直流電壓以上的過調制區域中能夠實施減弱控制，防止過調制導致的控制的不穩定化，能夠對交流旋轉機可靠且穩定地進行起動控制。

附圖說明

圖1是本發明的實施方式1中的交流旋轉機的控制裝置的框圖。

圖2是本發明的實施方式1中的穩態控制時的交流旋轉機的控制裝置的框圖。

圖3是本發明的實施方式1中的電壓固定控制器的框圖。

圖4是本發明的實施方式1中的起動控制時的交流旋轉機的控制裝置的框圖。

圖5是本發明的實施方式1中的調制率和d軸電流的時序圖。

圖6是本發明的實施方式1中的運行開始速度運算器的框圖。

圖7是本發明的實施方式2中的交流旋轉機的控制裝置的框圖。

圖8是本發明的實施方式2中的開始相位設定器的框圖。

附圖標記說明