[发明专利]交流电机的控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明设计一种交流电机的控制装置及控制方法，更详细来说，涉及一种考虑了对定子的电枢绕组进行通电的电流的偏移量的控制装置及控制方法。

背景技术

近年来，应用逆变器作为交流电机的驱动装置的技术得到普及，与以往的技术相比，控制性能显著提升。在很多情况下，利用应用了逆变器的驱动装置的控制，来检测出流向定子的电枢绕组的各相的电流及转子的旋转相位，并且基于来自外部的转矩指令值，通过控制矩形波电压的相位，或者采用脉冲宽度调制（PWM）方式控制电压有效值，来调整输出转矩。还有检测出与叠加在电流上的直流成分等的偏移量，进行减小该与叠加在电流上的直流成分等的偏移量的控制的技术。在专利文献1中公开了检测出这种电流偏移量的技术的例子。

专利文献1的电机的控制装置具有：输出驱动电流的逆变器部，检测驱动电流值的电流值检测单元，辨别偏移量值单元，信号处理部。辨别偏移量值单元用来在没有向电机导通驱动电流的状态下，基于电流值检测信号检测出直流级别的偏移量值。另外，信号处理部基于电流值检测信号来生成除去偏移量值的控制信号，并且进行控制。由此，由于不需要用于调整偏移量值的特殊的调整电路，所以能够实现控制装置的小型化、简略化，并且能够高精度地控制电机的旋转。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开平8-149882号公报

此外，在专利文献1的控制装置中，由于在没有向电机导通驱动电流的非驱动状态下检测出电流偏移量，所以能够检测出电流值检测单元的零点误差并进行补正。然而，电流偏移量不限于由检测误差而引起的假设的量，还可能是在驱动时与直流成分等重叠（叠加）而实际产生的量。另外，还有电流偏移量根据电机的动作状况而发生变化的情况。例如，若在三相之间的电源电线的特性不均衡（产生偏差），则仅在电流流过时产生电流偏移量。另外，若存在转子的旋转相位的检测误差，则电流偏移量会根据检测误差的大小或正负而发生变化。专利文献1的控制装置不能检测出在电机的动作状态下产生的实际的电流偏移量，并且也不能够检测出电流偏移量的变化。

另外，在基于转矩指令值来控制矩形波电压的相位的控制装置中，每经过电角度的180°进行一次切换矩形波的正负的控制，但是不具有控制改变正负电压的振幅的功能。因此，假设有电流偏移量产生，也不能够除去该电流偏移量。

发明内容

本发明是鉴于上述背景技术的问题点而提出的，本发明要解决的问题在于，提供一种在进行电压的相位控制的交流电机的动作状态下检测出电流偏移量，并且通过控制电压波形来抑制或除去电流偏移量的控制装置及控制方法。

解决上述问题的第一技术方案的交流电机的控制装置，以交流电机作为控制对象来进行控制，所述交流电机具有：电流检测单元，其检测在对定子的电枢绕组上施加电压时流过的各相的电流；相位检测单元，其检测转子的旋转相位。该交流电机的控制装置在考虑所述各相的电流的偏移量的前提下，控制所述电压的波形，该交流电机的控制装置的特征在于，具有：电压相位设定单元，其基于来自外部的转矩指令值，在所述转子的旋转相位的上设定用于施加所述电压的电压相位；偏移量检测单元，其根据由所述电流检测单元检测出的所述各相的电流，来分别检测所述偏移量；开关控制单元，其针对每个根据由所述相位检测单元检测出的所述转子的旋转相位而得到的电角度的半个周期，获得将所述电压的波形切换成脉冲宽度调制波形或者矩形波形的控制时间点；波形切换单元，当检测出的所述偏移量为正值时，将所述电压的波形切换成正的所述脉冲宽度调制波形和负的所述矩形波形，当所述偏移量为负值时，将所述电压的波形切换成负的所述脉冲宽度调制波形和正的所述矩形波形，当所述偏移量为0时，将所述电压的波形切换成正的所述矩形波形及负的所述矩形波形。

第二技术方案的发明，在第一技术方案所述的交流电机的控制装置中，还具有：电压振幅设定单元，其设定频率及电压振幅能够改变的正弦波波形的所述电压振幅；脉冲宽度调制单元，其通过基于比较结果的导通截止控制来生成所述脉冲宽度调制波形，所述比较结果是指，对采用规定频率并且具有规定电压振幅的三角波状的载波波形与正弦波波形进行大小比较的结果。

第三技术方案的发明，在第二技术方案所述的交流电机的控制装置中，所述偏移量越大，所述电压振幅设定单元将所述正弦波波形的电压振幅设定得越小，所述偏移量越小，所述电压振幅设定单元将所述正弦波波形的电压振幅设定得越大；所述脉冲宽度调制单元，将所述正弦波波形大于所述载波波形的时间段作为脉冲宽度调制的导通时间。