[发明专利]控制同步电动机的电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对同步电动机进行电流向量控制的电动机控制装置，尤其涉及一种根据q轴电流指令以及d轴电流指令来对具有凸极性的永磁同步电动机(Permanent Magnetic Synchronous Motor：PMSM)进行电流向量控制的电动机控制装置。

背景技术

作为具有永磁铁的三相交流同步电动机(以下，有时简称为“同步电动机”)的控制方法，例如文献“武田洋次、松井信行、森本茂雄、本田幸夫著，‘埋込磁石同期モータの設計と制御(嵌入式磁铁同步电动机的设计与控制)’、株式会社欧姆(オーム)社、第1版第7次印刷、17～27页以及38～46页、2007年”记载所示，已知的有使用dq坐标控制系统的电流向量控制。在dq坐标控制系统中，将转子的磁极方向(即，永磁铁的中心轴)设定为d轴，将与d轴以电以及磁正交的轴(永磁铁间的轴)设定为q轴。此时，根据转矩指令生成q轴电流指令以及d轴电流指令，使用q轴电流指令以及d轴电流指令根据同步电动机的转子的磁极位置电流流过适当的励磁相位线圈，由此使同步电动机产生与转矩指令对应的所希望的转矩。

例如，在日本特开2013-226033号公报中记载了一种电动机控制装置，其根据转矩指令以及速度指令来限制q轴电流指令，根据速度指令以及q轴电流指令计算d轴指令，从而使处理速度高速化而无需使用复杂的计算式。

此外，例如，在日本特开2012-249459号公报中记载了如下的电动机控制装置，其预先设定将根据流过同步电动机的电流值变化的d轴以及q轴的电感与电流值关联起来的电感信息，当生成d轴以及q轴的电流指令时，根据已输出的d轴以及q轴的电流指令，使用与视为流过同步电动机的电流值对应的d轴以及q轴的电感来生成d轴电流指令以及q轴电流指令。

此外，例如，如日本特开2013-85407号公报所示，存在如下控制方法：在d轴方向与q轴方向的电感中存在差的电动机中，为了防止高负载侧的转矩迟滞(torque sag)，实现电动机的转矩向上和小型化，进行最大转矩/电流控制来调整电流相位。

当是不具有凸极性的永磁同步电动机时，通过旋转磁场的极与转子的永磁铁的磁极的吸引力以及反作用力来产生磁力矩。将不具有凸极性的同步电动机的极对数设成P_n，将永磁铁的锁交磁通(interlinkage magnetic flux)设成Ψ_a，将流过同步电动机的励磁相位线圈的q轴电流设成I_q时，磁力矩T_M如式1所示。

T_M＝P_n×Ψ_ａ×Ｉ_ｑ…(1)

对于输入的转矩指令T_CMD，根据对式1进行了变形的式2，生成q轴电流指令I_q^*，进而根据q轴电流指令I_q^*生成d轴电流指令I_d^*，通过使用这些q轴电流指令I_q^*以及d轴电流指令I_d^*，能够控制不具有凸极性的同步电动机。

Iq*=TCMDPn×Ψa...(2)]]>