專利名稱：永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置及模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)區(qū)域的矢量控制方式。
背景技術(shù)：
作為弱磁場(chǎng)區(qū)域的矢量控制方式的現(xiàn)有技術(shù)，包括特開平8-182398號(hào)公報(bào)記載的方法，該方法將d軸電流指令值表格化，從而使d軸和q軸的電流控制成為比例運(yùn)算方式，還包括特開2002-95300號(hào)公報(bào)記載的方法，該方法從d軸和q軸的電流控制部求出電動(dòng)機(jī)的端子電壓，對(duì)端子電壓的指令值與所述端子電壓的偏差進(jìn)行比例·積分運(yùn)算，從而計(jì)算所述d軸電流指令值。
專利文獻(xiàn)1 特開平8-182398號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 特開2002-95300號(hào)公報(bào)但是，在特開平8-182398號(hào)公報(bào)記載的方法中，電流控制為比例運(yùn)算方式，所以不會(huì)產(chǎn)生電流指令值那樣的電流，轉(zhuǎn)矩精度劣化，而在特開2002-95300號(hào)公報(bào)記載的方法中，由于d軸電流指令的產(chǎn)生較遲，所以有轉(zhuǎn)矩響應(yīng)劣化的傾向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，在弱磁場(chǎng)控制區(qū)域也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應(yīng)、高穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩控制。
本發(fā)明利用通過弱磁場(chǎng)控制計(jì)算的d軸電流指令值或電流檢測(cè)值與相位誤差的正弦信號(hào)或相位誤差的相乘值，來修正q軸電流指令值，所述相位誤差是控制的基準(zhǔn)軸與電機(jī)的基準(zhǔn)軸的偏差。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，在弱磁場(chǎng)區(qū)域也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應(yīng)、高穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩控制。


圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是沒有穩(wěn)定化計(jì)算部10時(shí)的弱磁場(chǎng)控制區(qū)域的控制特性。
圖3是加入了穩(wěn)定化計(jì)算部10時(shí)的弱磁場(chǎng)控制區(qū)域的控制特性。
圖4是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示本發(fā)明其他實(shí)施例的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖8是表示本發(fā)明實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖的一例。
符號(hào)說明1永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)；2電力轉(zhuǎn)換器；3電流檢測(cè)器；4位置檢測(cè)器；5頻率計(jì)算部；6相位計(jì)算部；7坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部；8速度控制計(jì)算部；9弱磁場(chǎng)指令計(jì)算部；10穩(wěn)定化計(jì)算部；11q軸電流指令計(jì)算部；11a q軸電壓指令計(jì)算部；12d軸電流指令計(jì)算部；12a d軸電壓指令計(jì)算部；13電壓矢量計(jì)算部；14輸出電壓計(jì)算部；15坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部；16軸誤差計(jì)算部；17電流推測(cè)部；21直流電源；IDC輸入直流母線電流檢測(cè)值；Id*第一d軸電流指令值；Id**第二d軸電流指令值；Iq*第一q軸電流指令值；Iq**第二q軸電流指令值；V1*ref弱磁場(chǎng)區(qū)域的輸出電壓指令值；V1*輸出電壓值；θc*旋轉(zhuǎn)相位指令；ω1*頻率指令值；ΔIq*1、ΔIq*2穩(wěn)定化信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
以下，使用附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
(第1實(shí)施例)圖1表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置的結(jié)構(gòu)例。
1表示永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)，2表示輸出與3相交流電壓指令值Vu*、Vv*、Vw*成比例的電壓的電力轉(zhuǎn)換器，21表示直流電源，3表示可以檢測(cè)3相交流電流Iu、Iv、Iw的電流檢測(cè)器，4表示使用可以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的位置θ的霍爾IC或霍爾元件的位置檢測(cè)器，5表示根據(jù)作為旋轉(zhuǎn)相位指令θc*與位置檢測(cè)值θ的偏差的軸誤差Δθ來計(jì)算頻率指令值ω1*的頻率計(jì)算部，6表示對(duì)頻率指令值ω1*進(jìn)行積分運(yùn)算并輸出電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位指令θc*的相位計(jì)算部，7表示根據(jù)所述3相交流電流Iu、Iv、Iw的檢測(cè)值Iuc、Ivc、Iwc和旋轉(zhuǎn)相位指令θc*，輸出d軸和q軸的電流檢測(cè)值Idc、Iqc的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部，8表示根據(jù)速度指令值ωr*和頻率指令值ω1*的偏差計(jì)算第一q軸電流指令值Iq*的速度控制計(jì)算部，9表示根據(jù)弱磁場(chǎng)區(qū)域的輸出電壓指令V1*ref和輸出電壓V1*的偏差計(jì)算第一d軸電流指令值Id*的弱磁場(chǎng)指令計(jì)算部，10表示輸出用于根據(jù)第一d軸電流指令值Id*和所述軸誤差Δθ的正弦信號(hào)來修正q軸電流指令值Iq*的信號(hào)ΔIq*1的穩(wěn)定化計(jì)算部，11表示根據(jù)從第一q軸電流指令值Iq*減去所述ΔIq*1后得到的新的q軸電流指令值Iq*′與q軸電流檢測(cè)值Iqc的偏差，輸出第二q軸電流指令值Iq**的q軸電流指令計(jì)算部，12表示根據(jù)第一d軸電流指令值Id*與d軸電流檢測(cè)值Idc的偏差，輸出第二d軸電流指令值Id**的d軸電流指令計(jì)算部，13表示根據(jù)電動(dòng)機(jī)1的電氣常數(shù)和第2電流指令值Id**、Iq**以及頻率指令值ω1*，計(jì)算電壓指令值Vdc*、Vqc*的電壓矢量計(jì)算部，14表示根據(jù)電壓指令值Vdc*、Vqc*計(jì)算電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓V1*的輸出電壓計(jì)算部，15表示根據(jù)電壓指令值Vdc*、Vqc*和旋轉(zhuǎn)相位指令θc*，輸出3相交流電壓指令值Vu*、Vv*、Vw*的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部。
首先，說明使用作為本發(fā)明的特征的穩(wěn)定化計(jì)算部10的矢量控制方式的電壓控制和相位控制的基本動(dòng)作。
在電壓控制中，在圖1中的輸出電壓計(jì)算部14中，如(算式1)所示，使用d軸和q軸的電壓指令值Vdc*、Vqc*，計(jì)算輸出電壓V1*。
V1*=Vdc*2+Vqc*2---(1)]]>弱磁場(chǎng)指令計(jì)算部9計(jì)算第一d軸電流指令值Id*，使輸出電壓V1*與弱磁場(chǎng)區(qū)域的輸出電壓指令值V1*ref一致。
并且，電壓矢量計(jì)算部13使用第二d軸和q軸的電流指令值Id**、Iq**以及電機(jī)常數(shù)，按照(算式2)計(jì)算d軸和q軸的電壓指令值Vdc*、Vqc*，控制轉(zhuǎn)換器輸出電壓。
Vdc*=R*×Id**-ω1*×Lq*×Iq**Vqc*=R*×Iq**+ω1*×Ld*×Id**+ω1*×Ke*---(2)]]>其中，R*電阻的設(shè)定值，Ke*感應(yīng)電壓常數(shù)的設(shè)定值，Ld*d軸電感的設(shè)定值，Lq*q軸電感的設(shè)定值。
另一方面，在相位控制中，在位置檢測(cè)器4中，檢測(cè)電機(jī)的位置，獲得位置檢測(cè)值θ。頻率計(jì)算部5進(jìn)行比例·積分運(yùn)算并計(jì)算頻率指令值ω1*，以使作為旋轉(zhuǎn)相位指令θc*與位置檢測(cè)值θ的偏差的軸誤差Δθ(＝θc*-θ)為零。相位計(jì)算部6對(duì)頻率指令值ω1*進(jìn)行積分運(yùn)算，從而控制旋轉(zhuǎn)相位指令θc*。
以上是電壓控制和相位控制的基本動(dòng)作。
下面，說明穩(wěn)定化計(jì)算部10。
穩(wěn)定化計(jì)算部10按照(算式3)，輸出作為d軸電流指令值Id*與軸誤差Δθ的正弦信號(hào)的相乘值的穩(wěn)定化信號(hào)ΔIq*1。
ΔIq1*＝sinΔθ×Id*(3)下面，根據(jù)本實(shí)施例說明本發(fā)明具有的作用效果。
在圖1的控制裝置中，僅考慮由弱磁場(chǎng)指令計(jì)算部9產(chǎn)生d軸電流指令值Id*的控制特性的“不進(jìn)行穩(wěn)定化計(jì)算的情況(ΔIq*1＝0)”。
圖2表示不進(jìn)行穩(wěn)定化計(jì)算的情況(ΔIq*1＝0)下的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。在圖2中，在從低速區(qū)域加速到最高轉(zhuǎn)速并提供100[％]的負(fù)荷轉(zhuǎn)矩時(shí)，在弱磁場(chǎng)區(qū)域的A區(qū)域中，電機(jī)速度ωr產(chǎn)生振動(dòng)。
并且可知，在該狀態(tài)下降低轉(zhuǎn)速時(shí)，脫離弱磁場(chǎng)區(qū)域，振動(dòng)消失。以該振動(dòng)為原因，產(chǎn)生“噪聲”和“由于過電流使得運(yùn)轉(zhuǎn)停止”的問題。
下面，說明該原因。在電機(jī)和機(jī)械負(fù)荷的合成慣量值較小時(shí)，即使存在稍微的轉(zhuǎn)矩變動(dòng)，電機(jī)的位置就會(huì)變動(dòng)。
在存在作為旋轉(zhuǎn)相位指令θc*與位置檢測(cè)值θ的偏差的軸誤差Δθ(＝θc*-θ)的情況下，從電機(jī)軸(d-q)向控制側(cè)(dc-qc)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣如(算式4)所示。
dcqc=cosΔθsinΔθ-sinΔθcosΔθdq---(4)]]>d軸和q軸的電流檢測(cè)值Idc、Iqc可以用(算式5)表示。
IdcIqc=cosΔθsinΔθ-sinΔθcosΔθIdIq---(5)]]>根據(jù)(算式5)可知，q軸電流檢測(cè)值Iqc中加入了電機(jī)軸上的d軸電流Id的信息。
這里，在存在軸誤差Δθ的情況下，求出從速度指令值ωr*到頻率指令值ω1*的閉環(huán)傳遞函數(shù)Gasr(s)。
Gacr(s)=(Ksp/Ksi/Kci)s3+(Ksp/Ksi×Kcp/Kci+1/Kci)s2+(Ksp/Ksi+Kcp/Kci)s+1(1/Kci)s5+(Ksp/Ksi+ωacr/Kci)s4+(1+Kcp×ωacr/Kci)s3+ωacr(1+Kt×Pm/Kci/J×Id)s2·Ksi·Pm·Kt·ωacrJ---(6)]]>其中，Ksp速度控制比例增益， Ksi速度控制積分增益Kcp頻率計(jì)算部比例增益， Kci頻率計(jì)算部積分增益Pm極對(duì)數(shù)， Kt轉(zhuǎn)矩系數(shù)ωACR電流控制響應(yīng)角頻率， J慣量值在(算式6)中，用于使該反饋環(huán)穩(wěn)定的穩(wěn)定條件為(算式7)。(算式7)的第1、2行雖然始終為“正極性”，[算式7]Ksp/Ksi+ωacr/Kci>01+Kcp×ωacr/Kci>01+Kt×Pm/Kci/J×Id>0---(7)]]>但第3行的d軸電流Id在弱磁場(chǎng)區(qū)域中為“負(fù)極性”，所以用于穩(wěn)定的條件成為(算式8)。
1＞Kt×Pm/Kci/J×|Id| (8)按照(算式9)設(shè)定頻率計(jì)算部5的積分增益Kci。
Kci=(2πFPLL)2N---(9)]]>其中，N是頻率計(jì)算部5的比例·積分增益的拐點(diǎn)比。
根據(jù)(算式8)、(算式9)對(duì)控制響應(yīng)頻率FPLL進(jìn)行整理，可以得到(算式10)。

FPLL>12π·N·kt·PmJ·|Id|---(10)]]>即，為了使反饋環(huán)穩(wěn)定，需要估計(jì)最大的d軸電流Id來設(shè)定在頻率計(jì)算部5中設(shè)定的控制響應(yīng)頻率FPLL，使其滿足(算式10)。
但是，在慣量J較小時(shí)，需要將控制響應(yīng)頻率FPLL設(shè)定得較大，但由于微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算周期時(shí)間等的關(guān)系，不可能無限大。
因此，設(shè)置可與在頻率計(jì)算部5中設(shè)定的控制響應(yīng)頻率FPLL無關(guān)地實(shí)現(xiàn)弱磁場(chǎng)區(qū)域的穩(wěn)定化的穩(wěn)定化計(jì)算部10。
在穩(wěn)定化計(jì)算部10中，預(yù)先從q軸的電流指令值Iq*中減去產(chǎn)生軸誤差Δθ時(shí)的d軸電流Id的成分值，并作為向q軸電流指令計(jì)算部11的輸入指令信號(hào)Iq*′。
輸入指令信號(hào)Iq*′如(算式11)所示。
Iq*′＝Iq*-ΔIq*1＝Iq*+sinΔθ×Id*(11)這樣，q軸電流指令計(jì)算部11如(算式12)所示，輸入Iq*′與Iqc的偏差信號(hào)。
Iq*′-Iqc＝(Iq*-sinΔθ×Id*)-(cosΔθ×Iq-sinΔθ×Id)(12)在d軸電流指令計(jì)算部12中，d軸電流檢測(cè)值Idc被控制成與指令值Id*一致，所以Id*＝Idc。并且，著眼于Δθ的振動(dòng)成分，如果使用cosΔθ0、sinΔθΔθ的近似，則[算式13]Iq*′-Iqc＝(Iq*-Δθ×Id*)-(Iq-Δθ×Id)≈(Iq*-Iq)+(Δθ×Id-Δθ×Id*) (13)≈Iq*-Iqc根據(jù)(算式13)可知，可以消除電機(jī)軸上的d軸電流Id的信息。
即，通過進(jìn)行(算式11)的計(jì)算，(算式6)所示的環(huán)消失，從而可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的弱磁場(chǎng)控制。
圖3表示進(jìn)行了這種穩(wěn)定化補(bǔ)償時(shí)的特性。
可知，通過追加這種穩(wěn)定化補(bǔ)償，在弱磁場(chǎng)區(qū)域中也能夠穩(wěn)定動(dòng)作。
在本實(shí)施例中，在穩(wěn)定化計(jì)算部10中，使用d軸電流指令值Id*和軸誤差Δθ的正弦信號(hào)，計(jì)算穩(wěn)定化信號(hào)ΔIq*1，但直接使用d軸電流檢測(cè)值Idc和軸誤差Δθ來代替，也可以獲得相同效果。
(第2實(shí)施例)圖4表示本發(fā)明的其他實(shí)施例。
在第1實(shí)施例中，在穩(wěn)定化計(jì)算部中使用了軸誤差Δθ和d軸電流指令值Id*，但在本實(shí)施例中是使用了速度偏差(ωr*-ω1*)和d軸電流指令值Id*方式的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制裝置。
在圖中，1～9、11～15、21表示與圖1相同的部件。10′表示根據(jù)作為速度指令值ωr*與頻率指令值ω1*的偏差的速度偏差(ωr*-ω1*)和d軸電流指令值Id*，修正q軸電流指令值Iq*的穩(wěn)定化計(jì)算部。
考慮到軸誤差Δθ的微分值是速度偏差(ωr*-ω1*)，在穩(wěn)定化計(jì)算部10′中，按照(算式14)所示，使用頻率計(jì)算部5的比例·積分增益Kcp、Kci，計(jì)算穩(wěn)定化信號(hào)ΔIq*2。
ΔIq2*=(ωr*+ω1*)·(1/Kci)·s(Kcp/Kci)·s+1·Id*---(14)]]>然后，按照(算式15)所示，從第一q軸電流指令值減去穩(wěn)定化信號(hào)ΔIq*2，并作為向q軸電流指令計(jì)算部11的輸入信號(hào)Iq*″進(jìn)行電流指令計(jì)算。
Iq*″＝Iq*-ΔIq*2(15)由此，不使用軸誤差Δθ，也能夠?qū)崿F(xiàn)弱磁場(chǎng)區(qū)域的穩(wěn)定化。
在本實(shí)施例中，在穩(wěn)定化計(jì)算部10′中，使用d軸電流指令值Id*進(jìn)行計(jì)算，但使用d軸電流檢測(cè)值Idc來代替，也能夠獲得相同效果。
(第3實(shí)施例)
圖5表示本發(fā)明的其他實(shí)施例。
本實(shí)施例將穩(wěn)定化計(jì)算應(yīng)用于設(shè)有d軸和q軸的電壓指令計(jì)算部時(shí)的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置。
在圖中，構(gòu)成要素中的1～10、14、15、21表示與圖1相同的部件。
11a表示根據(jù)利用穩(wěn)定化補(bǔ)償輸出ΔIq*1修正后的q軸電流指令值Iq*′和q軸電流檢測(cè)值Iqc的偏差，計(jì)算q軸電壓指令值Vqc*的q軸電壓指令計(jì)算部；12a表示根據(jù)d軸電流指令值Id*與d軸電流檢測(cè)值Idc的偏差，計(jì)算d軸電壓指令值Vdc*的d軸電壓指令計(jì)算部，通過使用該方式，也能夠獲得與第1實(shí)施例相同的效果。
并且，在本實(shí)施例中，在穩(wěn)定化計(jì)算部中使用圖1的方式，但在圖4中使用的方式中，也能夠獲得相同效果。
(第4實(shí)施例)圖6表示本發(fā)明的其他實(shí)施例。
本實(shí)施例將穩(wěn)定化計(jì)算應(yīng)用于使用d軸和q軸的電壓指令值與電流檢測(cè)值以及電機(jī)常數(shù)來計(jì)算軸誤差時(shí)的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置。
在圖中，1～3、5～15、21表示與圖1相同的部件。軸誤差計(jì)算部16按照(算式16)所示計(jì)算軸誤差Δθc。
Δθc=tan-1[Vdc*-R*×Idc+ω1*×Lqc*×IqcVqc*-R*×Iqc-ω1*×Lqc*×Idc]---(16)]]>在穩(wěn)定化計(jì)算部15中，按照(算式17)所示，使用軸誤差計(jì)算值Δθc計(jì)算穩(wěn)定化信號(hào)ΔIq*1。
ΔIq1*＝sinΔθc×Id*(17)在這種無位置傳感器的控制方式中，與前述實(shí)施例同樣地動(dòng)作，顯然可以獲得相同效果。
并且，在本實(shí)施例中，穩(wěn)定化計(jì)算部使用圖1所示方式，但在圖4中使用的方式中，也能夠獲得相同效果。
(第5實(shí)施例)在上述第1～第4實(shí)施例中，采取檢測(cè)利用高價(jià)的電流檢測(cè)器3檢測(cè)的3相交流電流Iu～I(xiàn)w的方式，但也可以在進(jìn)行廉價(jià)的電流檢測(cè)的控制裝置中適用。
圖7表示該實(shí)施例。
在圖中，1、2、5～16、21表示與圖1相同的部件。17表示根據(jù)流過電力轉(zhuǎn)換器的輸入母線的直流電流IDC，推測(cè)流過電動(dòng)機(jī)1的3相交流電流Iu、Iv、Iw的電流推測(cè)部。
使用該推測(cè)電流值Iu^、Iv^、Iw^，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部7中計(jì)算d軸和q軸的電流檢測(cè)值Idc、Iqc。
在這種無電流傳感器的控制方式中，Id*與Idc、Iq*與Iqc分別一致，所以與前述實(shí)施例同樣地動(dòng)作，顯然可以獲得相同效果。
并且，在本實(shí)施例中，穩(wěn)定化計(jì)算部使用圖1的方式，但在圖4中使用的方式中，也能夠獲得相同效果。
(第6實(shí)施例)使用圖8說明把本發(fā)明應(yīng)用于模塊的示例。本實(shí)施例表示第1實(shí)施例的實(shí)施方式。
這里，頻率計(jì)算部5、相位計(jì)算部6、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部7、速度控制計(jì)算部8、弱磁場(chǎng)指令計(jì)算部9、穩(wěn)定化計(jì)算部10、q軸電流指令計(jì)算部11、d軸電流指令計(jì)算部12、電壓矢量計(jì)算部13、輸出電壓計(jì)算部14、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換部15使用單片微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
并且，所述單片微型計(jì)算機(jī)和電力轉(zhuǎn)換器采取被收納于在同一基板上構(gòu)成的一個(gè)模塊內(nèi)的形式。此處所說的模塊是指“標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)成單位”，由可分離的硬件/軟件部件構(gòu)成。另外，在制造上優(yōu)選在同一基板上構(gòu)成，但不限于同一基板。也可以構(gòu)成在內(nèi)置于同一殼體的多個(gè)電路基板上。在其他實(shí)施例中也可以采取相同的形式構(gòu)成。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，在弱磁場(chǎng)區(qū)域也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應(yīng)、高穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)矩控制。
權(quán)利要求
1.一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，計(jì)算d軸電流指令值，使驅(qū)動(dòng)永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓達(dá)到規(guī)定值，其特征在于，利用相位誤差或所述相位誤差的正弦信號(hào)與d軸電流指令值或d軸電流檢測(cè)值的相乘值，修正q軸電流指令值，其中所述相位誤差是控制的基準(zhǔn)軸與電機(jī)的基準(zhǔn)軸的偏差。
2.一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，計(jì)算d軸電流指令值，使驅(qū)動(dòng)永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓達(dá)到規(guī)定值，其特征在于，利用速度誤差的微分計(jì)算值與d軸電流指令值或d軸電流檢測(cè)值的相乘值，修正q軸電流指令值，其中所述速度誤差是速度指令值與速度計(jì)算值的偏差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，利用根據(jù)第一d軸和q軸的電流指令值和電流檢測(cè)值計(jì)算的第2電流指令值、電動(dòng)機(jī)常數(shù)和頻率計(jì)算值來計(jì)算電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓指令值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，利用根據(jù)第一d軸和q軸的電流指令值和電流檢測(cè)值計(jì)算的第2電流指令值、電動(dòng)機(jī)常數(shù)和頻率計(jì)算值來計(jì)算電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓指令值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，利用d軸和q軸的電流指令值和電流檢測(cè)值來計(jì)算電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓指令值。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，利用d軸和q軸的電流指令值和電流檢測(cè)值來計(jì)算電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓指令值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，利用d軸和q軸的電壓指令值和檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)電流來計(jì)算所述相位誤差。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，所述速度誤差是利用d軸和q軸的電壓指令值和檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)電流來推測(cè)相位誤差、并在使所述相位誤差為零時(shí)求出的計(jì)算值與速度指令值的偏差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，電動(dòng)機(jī)電流是根據(jù)電力轉(zhuǎn)換器的輸入直流母線電流檢測(cè)值再現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電流后得到的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，其特征在于，電動(dòng)機(jī)電流是根據(jù)電力轉(zhuǎn)換器的輸入直流母線電流檢測(cè)值再現(xiàn)電動(dòng)機(jī)電流后得到的電流。
11.一種模塊，其特征在于，具有永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置和把直流轉(zhuǎn)換為交流的電力轉(zhuǎn)換器，所述矢量控制裝置計(jì)算d軸電流指令值，使驅(qū)動(dòng)永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的電力轉(zhuǎn)換器的輸出電壓達(dá)到規(guī)定值，并且利用相位誤差或所述相位誤差的正弦信號(hào)與d軸電流指令值或d軸電流檢測(cè)值的相乘值，修正q軸電流指令值，其中所述相位誤差是控制的基準(zhǔn)軸與電機(jī)的基準(zhǔn)軸的偏差。
12.一種模塊，其特征在于，具有權(quán)利要求2所述的永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置和把直流轉(zhuǎn)換為交流的電力轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種永久磁鐵同步電動(dòng)機(jī)的弱磁場(chǎng)矢量控制裝置，在弱磁場(chǎng)區(qū)域也能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高響應(yīng)、高穩(wěn)定性的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，而且可以共同適用于進(jìn)行低價(jià)的電流檢測(cè)的系統(tǒng)和省略了磁極位置檢測(cè)器的系統(tǒng)。利用通過弱磁場(chǎng)控制計(jì)算的d軸電流指令值(或電流檢測(cè)值)與作為控制的基準(zhǔn)軸和電機(jī)的基準(zhǔn)軸的偏差的相位誤差的正弦信號(hào)的相乘值，修正q軸電流指令值，由此可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制特性。
文檔編號(hào)H02P27/04GK1956317SQ20061013200
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2006年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者戶張和明, 前田大輔, 遠(yuǎn)藤常博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所