[發明專利]同步電機的控制裝置和控制方法

有效

• 申請號: 201210364058.5
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103036497A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 中島洋一郎
• 申請（專利權）人: 三墾電氣株式會社
• 主分類號: H02P21/06
• 分類號: H02P21/06;H02P27/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及同步電機的控制裝置和控制方法，特別涉及穩定地進行對弱場磁控制的切換的同步電機的控制裝置和控制方法。

背景技術

在以基本轉速以上的速度來控制永磁同步電機時，進行通過d軸電流將永磁產生的磁通量控制得弱的針對弱場磁控制的切換。針對弱場磁控制的切換的判斷，根據基本轉速與電機轉速的比較來進行，但是在直流電壓變動得大的裝置的情況下，有時在基本轉速以下的速度下逆變器輸出電壓飽和而不能進行控制。

因此本申請人公開了即使直流電壓變動，也能夠穩定地進行弱場磁控制與最大扭矩控制之間的切換的技術（例如，參照專利文獻1）。在專利文獻1中，實時檢測直流電壓，通過與在控制中的轉速所需的直流電壓的運算值進行比較，來判斷是進行弱場磁控制、還是進行最大扭矩控制。

【專利文獻1】日本特開2003-33097號公報

但是，在專利文獻1中，將主電路部的輸入規格是以電池為主的直流電源的特定的電機作為控制對象，存在主電路部的輸入規格為基于3相交流+二極管整流的直流電源時不能與任意的電機對應的問題。即，在專利文獻1中，雖然將比較穩定的電池作為直流電源，但是在基于3相交流+二極管整流的直流電源中，由于直流電壓變動，因此針對弱場磁控制的切換變得不穩定。另外，在專利文獻1中，由于使用特定的電機用的表數據來進行d軸電流運算，因此不能與任意的電機對應。

發明內容

本發明的目的在于，解決現有技術的上述問題而提供如下所述的同步電機的控制裝置和控制方法：即使進行驅動的永磁同步電機為任意的電機，也能夠穩定地進行弱場磁控制與最大扭矩控制之間的切換。

本發明的同步電機的控制裝置，其根據三相電壓指令值，通過逆變器電路將對3相交流進行二極管整流而得到的直流電壓轉換為交流電壓，將所轉換的交流電壓提供給同步電機來進行驅動，該同步電機的控制裝置的特征在于，具有：電流坐標轉換單元，其將流過所述同步電機的三相交流電流轉換為旋轉坐標上的d軸電流和q軸電流；最大線間電壓運算單元，其使用所述直流電壓來運算最大線間電壓；d軸電流運算單元，其使用通過該最大線間電壓運算單元運算的所述最大線間電壓和所述同步電機的電氣角速度來運算弱場磁控制用的d軸電流運算值；弱場磁控制切換單元，其根據通過所述最大線間電壓運算單元運算的所述最大線間電壓和所述同步電機的所述電氣角速度，將通過所述d軸電流運算單元運算的弱場磁控制用的所述d軸電流運算值和最大扭矩控制用的d軸電流設定值中的任意一個作為d軸電流指令值來輸出；q軸電流運算單元，其使用所提供的電機速度指令值和所述同步電機的電機角速度來運算q軸電流指令值；d軸電壓運算單元，其根據從所述弱場磁控制切換單元輸出的所述d軸電流指令值與通過所述電流坐標轉換單元轉換的所述d軸電流之間的偏差來運算d軸電壓運算值；q軸電壓運算單元，其根據通過所述q軸電流運算單元運算的所述q軸電流指令值與通過所述電流坐標轉換單元轉換的所述q軸電流之間的偏差來運算q軸電壓運算值；以及電壓指令值轉換單元，其將通過所述d軸電壓運算單元運算的所述d軸電壓運算值和通過所述q軸電壓運算單元運算的所述q軸電壓運算值轉換為所述三相電壓指令值。

而且，在本發明的同步電機的控制裝置中，也可以為，所述d軸電流運算單元從通過所述最大線間電壓運算單元運算的所述最大線間電壓、所述同步電機的所述電氣角速度、作為所述同步電機的電機參數的反電動勢系數以及d軸電感運算所述d軸電流運算值。

而且，在本發明的同步電機的控制裝置中，也可以為，所述弱場磁控制切換單元根據所述同步電機的所述電氣角速度來運算電機線間電壓，根據所運算的所述電機線間電壓與通過所述最大線間電壓運算單元運算的所述最大線間電壓的比較結果，選擇通過所述d軸電流運算單元運算的弱場磁控制用的所述d軸電流運算值和最大扭矩控制用的d軸電流設定值中的任意一個作為d軸電流指令值來輸出。

而且，在本發明的同步電機的控制裝置中，也可以為，該同步電機的控制裝置具有電壓指令值限制單元，該電壓指令值限制單元對d軸電壓指令值和q軸電壓指令值以合成向量成為規定值以下的方式進行限制而輸出，其中，該d軸電壓指令值和q軸電壓指令值是基于通過所述d軸電壓運算單元和所述q軸電壓運算單元分別運算的所述d軸電壓運算值和所述q軸電壓運算值而得到的，所述電壓指令值轉換單元將從所述電壓指令值限制單元輸出的所述d軸電壓指令值和所述q軸電壓指令值轉換為所述三相電壓指令值。

而且，在本發明的同步電機的控制裝置中，也可以為，所述最大線間電壓運算單元根據所述直流電壓和所述逆變器電路的調制度運算所述最大線間電壓。