[发明专利]三相交流感应电机的控制装置以及三相交流感应电机的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及感应电机的控制。

背景技术

作为感应电机的控制，已知将定子中流过的三相交流电流变换到与电机电角频率和转差频率之和的电源角频率同步的正交双轴坐标系，生成励磁电流和转矩(torque)电流，并调整这些励磁电流和转矩电流，从而控制电机转矩的感应电机用矢量控制。

已知在对转差角频率进行控制以使转差角频率与转矩电流和转子磁通的比率成比例的情况下，感应电机转矩与励磁电流中伴随延迟产生的转子磁通和正交的转矩电流之积成比例。进一步而言，由于各轴相互干扰，因此，设置事先抵消干扰项的非干扰控制器以使得能够分别独立地进行控制的技术。

例如，在JP09-047097A中，将电流指令值作为输入，使用数学模型计算干扰电压。另外，在JP01-020688A中，将实际电流作为输入，使用数学模型计算非干扰电压。

发明内容

但是，例如自感或互感这样的用于上述控制的参数，因转矩或转速等这样的运转条件而发生变化。该参数变动具有非线性。但是，在JP09-047097A或JP01-020688A中，由于未考虑因参数变动造成的误差，因此，令人担心转矩和电流的响应紊乱。

另外，在感应电机控制中，由励磁电流产生的转子磁通必定伴随延迟，但是在JP09-047097A或JP01-020688A中，并未考虑该延迟。也就是说，基于产生转子磁通之前的瞬态响应期间被忽略的输入进行控制，因此实际上控制响应有可能不稳定。

本发明其目的在于，能够避免因运转条件造成的参数误差的影响，并且还避免因转子磁通的响应延迟造成的影响，能够进行稳定的控制。

一实施方式中的三相交流感应电机的控制装置，基于与电源角频率同步的正交双轴坐标系进行转矩控制。该三相交流感应电机的控制装置具有：非干扰控制器，被输入电机转速、转矩指令值及电源电压，参照在非干扰控制器中预先存储的映射图，计算转矩轴非干扰补偿电压以及磁通轴非干扰补偿电压；以及非干扰磁通响应滤波器，对转矩轴非干扰补偿电压实施包含馈通项(feed-through term)和转子磁通响应延迟的滤波处理。

关于本发明的实施方式、本发明的优点，以下与所附的附图一起详细地说明。

附图说明

图1是根据第1实施方式的三相交流感应电机的控制系统的框图。

图2A是用于说明第1实施方式的效果的电流值以及电压值的时序图。

图2B是用于说明第1实施方式的效果的转子磁通、电源角频率、转矩的时序图。

图3是根据第2实施方式的三相交流感应电机的控制系统的框图。

图4A是用于说明第2实施方式的效果的电流值以及电压值的时序图。

图4B是用于说明第2实施方式的效果的转子磁通、电源角频率、转矩的时序图。

图5是根据第3实施方式的三相交流感应电机的控制系统的框图。

图6A是用于说明第3实施方式的效果的电流值以及电压值的时序图。

图6B是用于说明第3实施方式的效果的转子磁通、电源角频率、转矩的时序图。

图7是根据第4实施方式的三相交流感应电机的控制系统的框图。

图8A是用于说明第4实施方式的效果的电流值以及电压值的时序图。

图8B是用于说明第4实施方式的效果的转子磁通、电源角频率、转矩的时序图。

具体实施方式

以下基于附图说明本发明的实施方式。

(第1实施方式)

图1是第1实施方式中的三相交流感应电机的控制系统的框图。在本控制系统中，从直流电源2经由逆变器3对三相交流感应电机(以下仅称为感应电机)1提供电力，基于与电源角频率同步的正交双轴坐标系进行转矩控制。

直流电源2是可提供高电压的电源，例如是层叠型锂离子电池。

PWM变换器6被输入由后面所述的坐标变换器12计算出的三相电压指令值v_u*、v_v*、v_w*，基于这些指令值，生成逆变器3的开关元件(例如IGBT等)的PWM_Duty驱动信号D_uu*、D_ul*、D_vu*、D_vl*、D_wu*、D_wl*。