[发明专利]交流旋转机的控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以无位置传感器的方式通过逆变器（inverter）来控制使用了永久磁石的同步机的交流旋转机的控制装置。

背景技术

以往的交流旋转机的控制装置中，在高精度地控制交流旋转机的输出转矩的情况下，为了根据交流旋转机的转子位置来使电流流入而需要安装转子位置传感器。然而，由于转子位置传感器体积较大，而配置上受到制约、用于将传感器输出传输到控制装置的控制传输线的接线的麻烦，导致断线等的故障要因增加。与之相对，如下的所谓的无传感器矢量控制已经开始用于实用：通过检测在交流旋转机的转子的旋转过程中产生的感应电压，能够间接地推定转子位置，并据此进行高速高精度的转矩控制。

在无传感器矢量控制中，一般根据施加给交流旋转机的逆变器电压指令、和流经交流旋转机的电流检测值来推定感应电压。然而，在逆变器工作开始前，无法知道交流旋转机的转子位置，特别是交流旋转机高速地旋转而反向电压振幅高的情况下，在逆变器再起动时，由于电流控制不稳定导致产生不期望的转矩、在最坏的情况下有时由于过电流保护工作而变得无法再起动。

为了解决这样的课题，在从逆变器再起动到固定时间的期间，不实施无传感器控制而只实施电流反馈控制，根据这期间的电压矢量或者电流矢量的旋转速度来推测交流旋转机的旋转速度的概略值，之后将该推测值作为初始值来开始无传感器控制。由此，即使在使用了永久磁石的交流旋转机高速地旋转的状态下，也平滑地进行逆变器的再起动。（例如，参照专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-065410号公报（第4-7页、图1、图2）

发明内容

发明所要解决的技术问题

如以往的交流旋转机的控制装置那样，在只实施电流反馈控制、并根据这期间的电压矢量或者电流矢量的旋转速度来推测交流旋转机的旋转速度的概略值的方法中，当交流旋转机高速旋转时，有时交流旋转机的感应电压到了逆变器的可输出电压以上。在这种情况下，在专利文献1所示的方法中，存在电流反馈控制不稳定的问题。

本发明是为了解决如上所述的课题而作出的，在于获取一种能够可靠且稳定地进行交流旋转机、特别是使用了永久磁石的同步电动机的无位置传感器矢量控制的再起动的交流旋转机的控制装置。

解决技术问题的技术方案

本发明的交流旋转机的控制装置具备：控制单元，根据电流指令产生电压指令，并根据电压指令产生开关指令；电力变换器，根据开关指令产生交流电压，并将交流电压向交流旋转机进行施加；电压检测器，检测电力变换器的输入直流电压；以及电流检测器，检测流经交流旋转机的交流电流，其中，控制单元具有：稳态速度运算器以及运行开始速度运算器，稳态速度运算器在交流旋转机的稳态控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机的旋转角频率，运行开始速度运算器在交流旋转机的运行开始后的规定的期间内的起动控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机的旋转角频率，在起动控制过程中，校正电流指令使得电压指令的交流电压振幅为电力变换器的最大输出电压以下的固定值。

发明效果

本发明具有：稳态速度运算器，在交流旋转机的稳态控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机的旋转角频率；以及运行开始速度运算器，在交流旋转机的运行开始后的规定的期间内的起动控制过程中根据交流电流以及电压指令来运算交流旋转机的旋转角频率，在起动控制过程中，校正电流指令使得电压指令的交流电压振幅为电力变换器的最大输出电压以下的固定值，因此在交流旋转机的无负荷感应电压为电力变换器的输入直流电压以上的过调制区域中能够实施减弱控制，防止过调制导致的控制的不稳定化，能够对交流旋转机可靠且稳定地进行起动控制。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的交流旋转机的控制装置的框图。

图2是本发明的实施方式1中的稳态控制时的交流旋转机的控制装置的框图。

图3是本发明的实施方式1中的电压固定控制器的框图。

图4是本发明的实施方式1中的起动控制时的交流旋转机的控制装置的框图。

图5是本发明的实施方式1中的调制率和d轴电流的时序图。

图6是本发明的实施方式1中的运行开始速度运算器的框图。

图7是本发明的实施方式2中的交流旋转机的控制装置的框图。

图8是本发明的实施方式2中的开始相位设定器的框图。

附图标记说明