[发明专利]永磁同步电动机的电动机常数计算方法以及电动机常数计算装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算永磁同步电动机的电动机常数的电动机常数计算方法以及电动机常数计算装置。

背景技术

为了高精度地控制永磁同步电动机，掌握电枢电阻、电感之类的电动机常数是很重要的。例如，在以不使用磁极位置传感器的方式控制这种电动机的无位置传感器控制中，大多采用使用电动机常数来估计磁极位置的方法。另外，在进行矢量控制的控制中，大多应用电流控制，使用电动机常数以适当地设定电流控制部的增益。

已知数种不使电动机旋转而求出这种电动机的电动机常数以容易地求出该电动机常数的技术。例如已知专利文献1。该技术中，流通直流电流而基于此时的输入电压和输入电流来求出绕组电阻。与此同时，提取流通交流电流时的输入电压和输入电流的基波成分，基于电压和电流各自的大小以及两者的相位差来求出电感。

另外，作为另一技术已知专利文献2。该技术中，首先，存储流通大小两个水平的直流电流时的电压。然后，通过将两个水平的电压之差除以两个水平的电流之差来计算绕组电阻。与此同时，使电压从基于较大一方的电流水平的电压值骤变为基于较小一方的电流水平的电压值。测量直到该骤变时的电流变为规定值为止的时间，基于该时间和绕组电阻来计算电感。

然而，在如专利文献1那样的方法中，直到直流电流变为稳定状态为止需要时间。另外，在电阻和电感的测量中使用了各自不同的试验信号，测量需要时间。另外，若不适当地设定为了求出电感而流通的交流电流的频率，则相位差的检测精度会降低，结果导致测量结果的误差变大。

在专利文献2中，流通直流电流而直到其变为稳定状态为止也需要时间。另外，在电阻和电感的测量中使用了各自不同的试验信号，测量需要时间。另外，在使电压值骤变来测量直到电流变为规定值为止的时间的情况下，水平判断、时间测量中易于包含误差。另外，在电感值根据电流的大小而变化的电动机的情况下，无法成为时间常数固定的响应，因此无法计算出正确的电感值。

专利文献1：日本特开2000-312498号公报

专利文献2：日本特开2009-232573号公报

发明内容

本发明的永磁同步电动机的电动机常数计算方法包括以下步骤：电压施加步骤，将直流成分和交流成分合成所得的施加电压改变交流成分的频率来施加到永磁同步电动机；电流检测步骤，检测与所施加的施加电压相应地流动的电动机电流；相位差计算步骤，计算施加电压的交流成分与电动机电流的交流成分的相位差；以及电动机常数计算步骤，计算永磁同步电动机的电动机常数。而且，在电动机常数计算步骤中，基于相位差变为45度附近时的施加电压和电动机电流来计算电动机常数。另外，在电压施加步骤中，也可以还使用不同的多个直流成分。

另外，本发明的电动机常数计算装置具有执行这种电动机常数计算方法的各步骤的功能。

通过这种结构，能够在短时间内高精度地计算永磁同步电动机的电动机常数。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1中的结构的框图。

图2是表示本发明的实施方式1中的处理流程的流程图。

图3是用于说明单相通电状态的等效电路图。

图4是用于说明电压与电流的相位差的时间波形图。

图5是表示永磁同步电动机的传递函数的频率特性的图。

图6是表示本发明的实施方式2中的处理流程的流程图。

图7是表示电动机电流与电感的关系的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于本实施方式。

(实施方式1)

图1是表示用于实施本发明的实施方式1中的电动机常数计算方法的结构例的框图。该框图仅示出了电动机常数计算所需的功能部分。即，在图1中，示出了为了计算永磁同步式的电动机即永磁同步电动机(以下适当地只称为电动机)12的电动机常数而具备电压指令生成部11、逆变器13、电流检测器14a、14b、电流检测部15以及电动机常数计算部16的一例。

说明图1中的各功能块的功能和功能块之间的关系。

首先，电动机12具有永磁体(未图示)和缠绕在铁芯等上的绕组(未图示)。在作为普通的电动机进行动作时，从逆变器13向该绕组施加交流电力，由此转子进行旋转动作。在图1中，列举了以U相、V相、W相的三相交流电力来驱动电动机12的结构例。