[发明专利]电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动控制电动机的电动机控制装置及电动机驱动系 统，特别是涉及一种对转子的角度检测进行校正的校正技术。

背景技术

在驱动永磁铁同步电动机的电动机驱动系统中，有时使用用于检测电 动机转子的角度的角度传感器。转子的角度也被称为转子的位置或者磁极 位置。存在于电动机驱动系统内的电动机控制装置，根据检测角度实施矢 量控制。

但是，在对电动机的角度传感器的安装方面存在安装误差，另外，因 时效变化等的影响也使误差的程度发生变化。安装误差将使误差包含于检 测角度。另外，可产生大转矩的电动机的极对数比较大，而在矢量控制中， 电动机的极对数越大则检测误差的影响也越大(这是由于电动机的极对数 越大则电角度中的误差也越大的缘故)。若检测角度有误差，则有可能产 生意想不到的转矩及再生充电，进而产生异性不到的加速及过充电等。另 外还将降低电动机的功率。

为了解决这种问题，已经有多个提案提出了校正检测角度的技术。

例如专利第3724060号公报提出了一种方法，其在从外部驱动电动机 时测量所产生的反电动势，根据该反电动势校正检测角度。但是，该方法 需要增加用于测量反电动势的硬件，造成结构复杂。

另外，就专利第3688673号公报所公开的方法而言，在转子转动的状 态下执行控制使d轴电流指令值及q轴电流指令值双方都保持为零，根据 执行其矢量控制时的d轴电压指令值和q轴电压指令值求出检测角度校正 量(磁极位置校正量)。依照该方法，就不需要增加用于电压测量的硬件。 但是，由于使用电动机参数(L_d、L_q、Φ_a等)并根据电枢电流计算出电压 指令值，而造成电动机参数的误差(与理论值相对的误差)影响到检测角 度校正，其结果是，不能高精度地进行检测角度校正。例如，在矢量控制 中，通常使用用于排除d轴和q轴之间的干扰的非干扰控制，但是被该非 干扰控制用设定的电动机参数的误差将影响到检测角度校正。另外，由于 电动机发热等引起的电动机温度变化有时也使最佳参数值发生变化，因而 造成检测角度校正不稳定。

另外，就专利第3542741号公报所公开的方法而言，其使电力变换器 的输入电压与电流的乘积即输入电力，和根据全损伤、转矩指令及速度计 算出的目标输出变得相等来校正检测角度。但是，该方法中，不仅需要负 载大的乘法处理，而且还需要损失变换。另外，损失转换的误差也将对校 正带来影响。

另外，在负荷转矩恒定时，该值以电枢电流取最小值的形式对d轴电 流指令进行控制，也是一种根据电枢电流取最小值时的d轴指令计算误差 角校正检测角度(磁极的转动位置)的方法(例如，参照日本专利2001 -8486号公报)。但是，在实际运转时，一般不能控制负荷转矩，很少使 负荷转矩达到恒定。因此，不能说该方法有实用性。另外，还有一种方法 是在电动机的转动停止时通过进行直流通电计算角度校正值(例如参照日 本专利2001-8307号公报及日本专利2001-12484号公报)。但是，该方 法不能在电动机转动时进行校正，另外，在角度传感器是由霍尔元件形成 的情况下，霍尔元件在转动停止时不能进行准确的角度检测。

如上所述，在使用角度传感器进行矢量控制的情况下，虽然需要校正 转子的检测角度的技术，但是就现有的校正方法而言，结构或者处理复杂 (或者欠缺实用性)。另外，即使为了提高电动机的功率，也要不受电动 机参数等的影响，要求高精度的检测角度校正。

另外，在角度传感器安装误差非常大的情况下，有可能提高或者电动 机产生意想不到的比较大的转矩，或者产生再生电流引起的过充电的可能 性。因此，检测这种异常的技术至为重要。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用简单的构成或者处理可高精度 地实现转子的检测角度校正的电动机控制装置。另外，本发明的目的还在 于提供一种可准确地检测角度检测的异常的电动机控制装置。