[发明专利]电动机控制装置及电动机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动机控制装置及电动机控制系统。

背景技术

在高速、高精度地对电动机进行控制的情况下，由于需要与转子的磁极位置配合地产生旋转磁通，因此需要安装位置检测用的传感器。在安装位置传感器的情况下，会附带高成本、对振动或热的脆弱性、电动机尺寸大型化或配线增加、配线长度受限等多种问题。

针对该问题，作为在不使用位置传感器的条件下检测磁极位置的方法，已广泛知道使用由永久磁铁的磁通产生的旋转时的感应电压推定转子的磁极位置的方法。

另外，提出有一种在不产生感应电压的停止时及低速时，对具有凸极性的电动机施加位置推定用的高频电压指令，根据检测出的电流推定转子的磁极位置的方法（以下将该方法称为高频叠加方式）。

在专利文献1中记载有，在具有电气凸极性的电动机的驱动系统中，对电动机的各相电流进行检测后，与d_c－q_c轴相位角一起进行坐标变换，对与施加在电动机上的交变电压矢量相对的电流的平行分量及正交分量进行分离，根据分离出的平行分量及正交分量求出d－q轴间的相位角，通过将该相位角与d_c－q_c轴相位角相加，计算出磁极位置。由此，根据专利文献1，无需使用磁极位置检测用的各种传感器，就可以从停止状态至驱动状态对磁极位置进行检测。

此外，在高频叠加方式中，需要施加相对于电动机的运转频率，频率足够高的高频电压，以不影响电动机的动作。由于PWM的载波频率通常是几kHz至十几kHz，因此高频电压的频率是几百kHz左右的可听频域。因此，由于施加高频电压，容易从电动机产生电磁声。

在专利文献2中记载有，在电动机控制装置中，对将用于推定转子磁极位置的高频电压指令和dq轴电压指令相加而得到的dq轴电压波形信号进行坐标变换，生成电压指令，并且，在根据对电流测量值进行坐标变换得到的dq轴实际电流和上述高频电压指令对转子的速度及相位进行推定时，使高频电压指令的频率随时间变化。由此，根据专利文献2，通过对高频频谱进行分解，使得不会突出地出现特定的高频分量，因此可以减小来自电动机的电磁噪声。

在专利文献3中记载有，在无位置传感器电动机控制装置中，在表示定子绕组的目标电流的目标电流矢量的γ轴方向分量上叠加转子角度推定用电流信号时，使转子角度推定用电流信号的周期随机变化。由此，根据专利文献3，由于伴随转子角度推定用电流信号的叠加而产生的噪声并不集中于特定的频率分量而是含有各种分量，因此可以减小由叠加波产生的噪声。

在专利文献4中记载有，在旋转电机的控制装置中，通过在用于驱动旋转电机的驱动电压指令中加入位置推定用电压指令和具有与该位置推定用电压指令不同的频率分量的噪声减小用电压指令，得到电压指令。由此，根据专利文献4，从旋转电机产生的噪声包含与位置推定用电压指令的频率不同的频率分量，与噪声的频率分量单一的情况相比，可以减轻人所感觉到的不适感。

专利文献1：日本专利第3312472号公报

专利文献2：日本特开2004－343833号公报

专利文献3：日本特开2002－191188号公报

专利文献4：国际公开第2010/109522号公报

发明内容

专利文献2至4记载的技术均是关于降低电磁声的内容，在专利文献2至4中完全没有记载如何使电磁声正常化。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于得到一种电动机控制装置及电动机控制系统，其可以使伴随高频电压指令的施加而产生的电磁声正常化。