[发明专利]永磁体型同步电动机的磁极位置检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁极位置检测装置，该磁极位置检测装置通过电流牵引方式来检测构成永磁体型同步电动机的转子的永磁体的磁极位置的原点与磁极位置传感器的输出信号的原点(基准位置)之间的偏离量，基于该偏离量来检测真正的磁极位置。

背景技术

图1是通过逆变器来驱动永磁体型同步电动机的驱动系统的结构图。

在图1中，1是永磁体型同步电动机(PMSM)，2是安装于同步电动机1的转子轴的编码器等磁极位置传感器，3是被输入速度指令值n*的逆变器控制装置，4是PWM逆变器。

在该驱动系统中，将通过磁极位置传感器2检测出的同步电动机1的转子(永磁体)的磁极位置θ反馈给逆变器控制装置3，生成针对逆变器4的半导体开关元件的驱动信号来进行同步电动机1的速度控制、位置控制。

图2是表示图1的逆变器控制装置3的具体结构的框图，用于通过所谓的矢量控制来驱动同步电动机1。

在图2中，减法器30求出速度指令值n*与速度检测值n之间的偏差，速度调节器31以使该偏差变为零的方式运算转矩指令值Trq*。电流指令运算器32基于转矩指令值Trq*来运算作为d-q旋转坐标上的相互正交的分量的d轴电流指令值I_d*、q轴电流指令值I_q*。众所周知，d轴是沿着构成同步电动机1的转子的永磁体的磁通轴的控制上的虚拟轴，q轴是与d轴正交的轴。

此外，39是对转子的磁极位置(角度)θ进行微分来运算速度检测值n的微分运算器。

另一方面，通过电流检测器42、43检测逆变器4的输出电流I_v、I_w，并将该输出电流I_v、I_w输入到坐标变换器(3相/2相变换器)38。坐标变换器38使用磁极位置θ来将包括上述输出电流I_v、I_w在内的3相的电流I_u、I_v、I_w变换为2相的d轴电流检测值I_d、q轴电流检测值I_q。

电流调节器35以使通过减法器33求出的d轴电流指令值I_d*与d轴电流检测值I_d之间的偏差变为零的方式进行动作来生成d轴电压指令值V_d*。另外，电流调节器36以使通过减法器34求出的q轴电流指令值I_q*与q轴电流检测值I_q之间的偏差变为零的方式进行动作来生成q轴电压指令值V_q*。

坐标变换器(2相/3相变换器)37使用磁极位置θ来将d轴电压指令值V_d*、q轴电压指令值V_q*变换为3相的电压指令值V_u*、V_v*、V_w*。PWM逆变器4通过内部的半导体开关元件的导通、截止动作，输出按照电压指令值V_u*、V_v*、V_w*的3相交流电压来驱动同步电动机1。

在上述结构中，在坐标变换器37、38中，根据通过磁极位置传感器2检测出的磁极位置θ，得到同步电动机1的转子的绝对位置信息。但是，由于希望在某种程度上简化组装作业的要求、精度上和成本上的限制，难以使转子的磁极位置的原点与磁极位置传感器2的输出信号的原点准确地一致。

因此，一般进行以下处理：在初次运转同步电动机1之前，事先以手动或自动的方式检测磁极位置的原点与磁极位置传感器2的输出信号的原点之间的偏离量、即从磁极位置传感器2的输出侧看时的磁极位置的偏离量，并将该偏离量保存在存储器中，通过控制运算的算法来校正该偏离量。

例如，作为通过所谓的电流牵引方式来检测磁极位置的偏离量、在通常运转时使用利用上述偏离量进行校正后的磁极位置来运转永磁体型同步电动机的技术，已知专利文献1所记载的发明。图7是表示该专利文献1所记载的磁极位置检测方法的流程图。