[發明專利]控制系統

有效

• 申請號: 201380011615.8
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN104145417B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 谷口峻;安井和也;結城和明;中沢洋介
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H02P21/32
• 分類號: H02P21/32;G01R33/028;H02K1/27
• 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: 陳華成

技術領域

本發明的實施方式涉及控制系統。

背景技術

在永磁鐵同步電動機的無旋轉傳感器的控制裝置中，在從停止狀態起動時的初始磁極位置推測中，使用凸極性來進行(例如，參照專利文獻1)，所以需要進行磁極方向的推測。

提出了作為磁極方向的推測，利用磁飽和的推測法(例如，參照專利文獻2、專利文獻3)。

【專利文獻1】日本專利第3719910號公報

【專利文獻2】日本專利第3401155號公報

【專利文獻3】日本特開2008-079489號公報

發明內容

在上述以往的推測法中，利用磁鐵磁通方向的電感相對N極方向的電流增加而單調減少這一點來推測磁極方向。

因此，上述現有技術無法應用于磁鐵磁通方向的電感并非相對N極方向的電流增加單調減少，而是具有極大點的情況。

本發明是鑒于上述而完成的，其目的在于實現一種控制系統，該控制系統即使在磁鐵磁通方向的電感相對N極方向的電流增加具有極大點的電動機中，也能夠進行磁極方向推測。

實施方式提供一種控制系統，控制在轉子的內部具有磁鐵的同步電動機，在該控制系統中，具備：逆變器，輸出用于驅動同步電動機的交流；柵極指令生成部，生成用于驅動逆變器的柵極指令；電流檢測部，檢測從逆變器輸出的交流的電流值；磁極位置推測部，根據電流檢測部檢測到的電流值推測磁極位置；控制部，在進行磁極極性的判定時，對所述柵極指令生成部進行指示，以生成用于表示電流檢測部檢測的電流值的d軸分量是規定的值的極性判定用柵極指令；以及磁極極性判定部，如果生成了極性判定用柵極指令，則根據由磁極位置推測部推測出的磁極位置，求出表示基于正的d軸電流的電感的第一信息和表示基于負的d軸電流的電感的第二信息，比較所求出的第一信息和第二信息，將表示大的值的一方判定為N極。

然后，該控制系統將在正方向以及負方向上以相同的規定電流值流過了電流的情況下表示磁極方向的電感的值變大的一側判定為N極側。

附圖說明

圖1是第一實施方式的永磁鐵同步電動機的旋轉控制裝置的概要結構框圖。

圖2是永磁鐵同步電動機的概要結構縱剖面圖。

圖3是說明了永磁鐵同步電動機中的一般已知的d軸電感特性的圖。

圖4是第一實施方式的永磁鐵同步電動機中的d軸電感特性的說明圖。

圖5是特性說明圖。

圖6是具有與圖4同樣的特性的其他轉子的一個例子的說明圖。

圖7是磁通密度(B)與磁場的強度(H)的關系的說明圖。

圖8是第一實施方式的動作原理說明圖。

圖9是圖8的狀態下的d軸電流與d軸電感的關系說明圖。

圖10是擴大了磁路形成用鐵芯部的寬度的情況下的轉子側的d軸電流與d軸電感的關系說明圖。

圖11是定子側的d軸電流與d軸電感的關系說明圖。

圖12是當在縱孔部內插入了永磁鐵的情況下的、轉子側的d軸電流與d軸電感的關系說明圖。

圖13是當在縱孔部內插入了永磁鐵的情況下的、定子側的d軸電流與d軸電感的關系說明圖。

圖14是第一實施方式中的d軸電感增加量和d軸電感減少量的說明圖。

圖15是第一實施方式中的d軸電感的槽(slot)高次諧波所致的變化量的說明圖。

圖16是第一實施方式的磁極極性判定動作的說明圖。

圖17A是磁極極性判定動作的其他例中的d軸電壓變化的說明圖。

圖17B是磁極極性判定動作的其他例中的d軸電流變化的說明圖。

圖18是第二實施方式的磁極極性判定動作的說明圖。

圖19是第三實施方式的磁極極性判定部的概要結構框圖。

圖20是γ軸電流指令與γ軸電流的關系的說明圖。

具體實施方式

接下來，參照附圖，詳細說明實施方式。

[1]第一實施方式

圖1是第一實施方式的永磁鐵同步電動機的控制裝置的概要結構框圖。

電動機驅動裝置100大體上具備電流指令生成部10、電流控制部11、高頻電壓重疊部12、第一坐標變換部13、三角波PWM調制部14、逆變器15、電流檢測部16、第二坐標變換部17、磁極位置推測部18、以及磁極極性判定部19。