[發明專利]電動機控制裝置及電動機控制方法

有效

• 申請號: 201710191263.9
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107248828B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 立花知也;家澤雅宏;松浦大樹;和田典之
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H02P21/05
• 分類號: H02P21/05;H02P21/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 干欣穎

本發明的電動機控制裝置抑制因混疊引起的低頻返送噪音的產生，確保轉矩精度，并且確保對于角度誤差、電源電壓脈動等環境變動的控制穩定性。構成為包括：電流檢測器(10)，該電流檢測器(10)在基于從逆變器(2)提供給電動機(1)的3相交流電流的檢測結果來生成反饋電流值時，生成基于第1采樣定時的第1電流檢測值、及基于比第1采樣定時要短的第2采樣定時的第2電流檢測值；坐標轉換器(11)，該坐標轉換器(11)將第1電流檢測值及第2電流檢測值分別坐標轉換成qd軸；及檢測電流處理器(13)，該檢測電路處理器(13)根據坐標轉換結果來生成反饋電流值。

技術領域

本發明涉及利用逆變器來控制永磁體同步電動機、感應電動機、磁阻電動機等交流電動機的電動機控制裝置及電動機控制方法

背景技術

作為控制交流電動機的方法，已知有如下現有技術：將交流電動機中流過的電流值的檢測結果轉換成旋轉坐標系上的2軸分量并進行控制運算，控制從逆變器施加到電動機的電壓(例如參照專利文獻1)。

具體而言，該現有技術按照以下的步驟來進行控制。

·將由設置于逆變器的3相交流側的電流傳感器檢測出的電流值轉換成與電動機轉子位置同步的旋轉坐標系上的2軸分量即d軸分量電流(磁通分量電流)和q軸分量電流(轉矩分量電流)。

·控制從逆變器施加到電動機的電壓，使得轉換后的d軸分量電流、q軸分量電流與根據轉矩指令計算出的d軸電流指令、q軸電流指令一致。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2011-83068號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

然而，現有技術存在如下問題。

在進行這種控制時，使用微型計算機(以下稱為微機)等，基于檢測周期對3相電流進行采樣，利用微機進行離散類的運算處理。微機在電流控制的1個周期中檢測1次電流，根據與電流指令值的偏差來進行反饋控制。此處，為了正確檢測電流，需要將采樣周期設為相對于檢測信號的周期的1/2以下。

在利用微機進行的離散類的運算處理中，若采樣周期比1/2要長，則有可能產生在實際信號中不存在的低頻的返送噪音。以下，將該現象稱為混疊。此外，若為了提高電流檢測的精度而縮短控制周期，則微機的處理負荷增大。因而，電流控制周期設為微機進行運算的處理能力不會超過上限的值，根據電動機的運轉狀況來設定。

電動機中流過的3相電流中包含有基本波頻率分量，及基本波頻率的5次、7次、11次、13次分量等高頻分量。例如，在電動機的轉速較高的狀態下，3相電流中流過的電流脈動的周期接近檢測電流的處理周期。

在這種狀態下，存在因電流檢測的混疊導致轉矩精度(即，相當于實際轉矩與轉矩指令的偏差)劣化的問題。

為了解決因電流檢測誤差導致轉矩精度劣化的問題，需要高精度地提取電流的基本波分量。作為這種方法，有在電流控制的1個周期內進行數次電流檢測的電流過采樣方式、或者在電流控制的1個周期內以與上一周期中進行檢測的定時不同的方式檢測電流的隨機采樣方式。

如上所述，電流控制中，利用通過坐標轉換來計算檢測電流值或電壓指令值的方法。在坐標轉換器中，根據檢測出的3相電流值(Iu、Iv、Iw)和基準相位，來生成2軸分量電流(Id、Iq)。同樣地，根據電壓指令值(Vd、Vq)和基準相位，來生成3相電壓指令(Vu、Vv、Vw)。在大多數情況下，2軸分量電流及3相電壓指令以基于電流控制周期的運算周期來進行處理。