[发明专利]电动机控制装置、电动机控制方法以及电动机系统

说明书

本公开的电动机控制装置在实施方式中是基于转矩指令值来决定与转子同步地旋转的dq坐标系中的电流矢量的指令值的电动机控制装置，其具备：处理器以及存储器，该存储器记录了由电动机的磁铁交链磁通Ψ_a规定的系数a、由d轴电感L_d与q轴电感L_q的差异规定的系数b以及极对数N_pp。处理器当接受了转矩指令值时，执行如下处理：(a)求出由转矩指令值相对于极对数N_pp的比规定的系数c；(b)计算满足转矩方程式ax+2bxy‑c＝0且使x²+y²最小化的x和y的值；(c)将具有x作为q轴分量，具有y作为d轴分量的矢量决定为电流矢量的指令值。

技术领域

本公开涉及用于同步电动机的电动机控制装置、电动机控制方法以及电动机系统。

背景技术

为了控制永磁同步电动机等同步电动机，使用矢量控制的算法。在矢量控制中，需要根据速度指令值或转矩指令值来决定与转子的旋转同步地旋转的dq坐标系中的电流矢量。在决定电流矢量时，将相对于电流的转矩最大化的最大转矩/电流(MTPA：MaximumTorque Per Ampere)控制正在实用化。MTPA控制是在产生同一转矩的电流矢量中选择大小为最小的电流矢量的控制。以下，在本说明书中将电流矢量的大小称为“范数”。为了在同一转矩下使电流矢量的范数最小，需要在规定电流矢量的dq坐标平面上，以从原点到恒转矩曲线的距离为最短的方式决定电流矢量。

这样的电流矢量的决定能够如以下方式进行。首先，预先准备将转矩的多个值与以最小的范数实现各个值的电流矢量对应起来的表(或者映射)。当在电动机的控制时接收到转矩指令值时，从该表读出对应的电流矢量。

日本公开公报特开2016-100982号公报所记载的电动机控制装置为了减少表的数据量而具备规定电感与电流矢量的关系的映射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开公报特开2016-100982号公报

发明内容

发明要解决的课题

如下文所述，以往的最大转矩/电流(MTPA)控制具有各种问题。本公开的实施方式提供一种实现代替最大转矩/电流控制的最小电流/转矩控制的新的电动机控制装置以及电动机控制方法。另外，本公开的实施方式提供一种具备该电动机控制装置的电动机系统。

用于解决课题的手段

在例示的实施方式中，本公开的电动机控制装置是基于转矩指令值来决定与转子同步地旋转的dq坐标系中的电流矢量的指令值的电动机控制装置，所述电动机控制装置具备：数字运算电路；以及存储器，其记录有由电动机的磁铁交链磁通Ψ_a规定的系数a、由d轴电感L_q与q轴电感L_q的差异规定的系数b、以及极对数N_pp，所述数字运算电路在接受到转矩指令值时，执行如下处理：(a)求出由转矩指令值相对于极对数N_pp的比规定的系数c；(b)计算满足转矩方程式ax+2bxy-c＝0且使x²+y²最小化的x和y的值；以及(c)将具有x作为q轴分量，具有y作为d轴分量的矢量决定为电流矢量的指令值。所述数字运算电路在计算使x²+y²最小化的x和y的值时，进行基于牛顿法的逐次计算来决定x和y的值。

在例示的实施方式中，本公开的电动机系统具备上述的电动机控制装置、与所述电动机控制装置连接的电动机驱动电路、以及与所述电动机驱动电路连接的电动机。