專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明*及對(duì)在轉(zhuǎn)子中具有永久磁鐵的旋轉(zhuǎn)機(jī)械進(jìn)行所謂的無(wú) 傳感器控制的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置。
背景技術(shù)：
在空調(diào)機(jī)等的壓縮機(jī)用馬達(dá)及風(fēng)扇用馬達(dá)電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)用馬 達(dá)等之中，要求廣范圍的可變速控制、功耗降低、維護(hù)性的改善等等. 為了響應(yīng)這一點(diǎn)，多半采用在轉(zhuǎn)子中具有永久磁鐵的永磁馬達(dá)中、不
安裝霍爾IC等轉(zhuǎn)子位置檢出用的傳感器，而使用變換器裝置進(jìn)行矢
量控制的無(wú)儔感器駔動(dòng)方式。
比如，在空調(diào)機(jī)的室外機(jī)等之中使用的風(fēng)扇用馬達(dá)中，有時(shí)馬達(dá) 由于外力及馬達(dá)本身的原因鋪定而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，由于失調(diào)(失步)等使轉(zhuǎn) 速異常降低而發(fā)生旋轉(zhuǎn)異常.在上述不使用轉(zhuǎn)子位置檢出用的傳感器 的無(wú)傳感器募動(dòng)方式中，不能直接檢出此旋轉(zhuǎn)異常。因此，在專(zhuān)利文
獻(xiàn)1 (日本寺利特開(kāi)2003-319698號(hào)/>報(bào))中，通過(guò)在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn) 時(shí)使d軸感莊電壓推定值收斂為零檢出轉(zhuǎn)子的角頻率，根據(jù)該檢出的 角頻率和角艟率指令值的差判定旋轉(zhuǎn)異常。
發(fā)明內(nèi)審
在從專(zhuān)利文獻(xiàn)l中，記栽有在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)異常的判定 單元.然而，在啟動(dòng)上述馬達(dá)時(shí)， 一直到感應(yīng)電壓大到轉(zhuǎn)子的位置檢 測(cè)成為可能的程度，必須使用一定圖形的通電信號(hào)強(qiáng)制進(jìn)行換流。在 此強(qiáng)制換流申，由于沒(méi)有旋轉(zhuǎn)位置的反饋，存在由于負(fù)荷狀態(tài)等容易 發(fā)生失調(diào)等的旋轉(zhuǎn)異常，并且伴隨旋轉(zhuǎn)異常發(fā)生異音等的問(wèn)趙。
本發(fā)明承有鑒于上述情況而完成的發(fā)明，其目的在于提供在包含 進(jìn)行強(qiáng)制換沐的啟動(dòng)時(shí)的無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)中能夠迅速檢出旋轉(zhuǎn)異常的 旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，
為達(dá)到上迷目的，在本發(fā)明技術(shù)方案1記載的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置
的特征在于其構(gòu)成包括功率變換裝置，對(duì)于在轉(zhuǎn)子中具有永久磁鐵、 定子上巻繞繞組的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，按照換流信號(hào)進(jìn)行通電；啟動(dòng)控制單元， 在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向上述功率變換裝置輸出具有與指令轉(zhuǎn)速相應(yīng)的規(guī)定的 通電圖形的換流信號(hào)；電壓運(yùn)算單元，在上述啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將上述旋轉(zhuǎn) 機(jī)械的參數(shù)、上述指令轉(zhuǎn)速和在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的繞組中流過(guò)的電流應(yīng) 用于上述旋餘機(jī)械的電壓電流方程式，對(duì)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓進(jìn)行運(yùn) 算；以及判定羊元，在上述啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將由上述電壓運(yùn)算單元運(yùn)算 的電壓和上迷旋轉(zhuǎn)機(jī)械的實(shí)電壓進(jìn)行比較，在上述實(shí)電壓低時(shí)判定為 旋轉(zhuǎn)異常.
另外，為達(dá)到上述目的，在技術(shù)方案5中記栽的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝 置的特征在于其構(gòu)成包括功率變換裝置，對(duì)于在轉(zhuǎn)子中具有永久磁 鐵、定子上巻繞繞組的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，按照換流信號(hào)進(jìn)行通電；推定單元， 推定上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)位置；驅(qū)動(dòng)控制單元，在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 基于由上述推定單元推定的旋轉(zhuǎn)位置，向上述功率變換裝置輸出換流 信號(hào)；電壓迓算單元，在上述位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的參 數(shù)、由上述推定單元推定的轉(zhuǎn)速和在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的繞組中流過(guò)的電 流應(yīng)用于上迷旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓電流方程式，對(duì)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓進(jìn) 行運(yùn)算；以及判定單元，在上述位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將由上述電壓運(yùn)算 單元運(yùn)算的電壓和上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的實(shí)電壓進(jìn)行比較，在上述實(shí)電壓低 時(shí)判定為旋特異常，
在旋轉(zhuǎn)M旋轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，因?yàn)槔@組的電抗大，隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的指 令轉(zhuǎn)速增大，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓也升髙。與此相對(duì)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械停止或 低于指令轉(zhuǎn)遑時(shí)，繞組的電抗變小，即使是旋轉(zhuǎn)機(jī)械的指令轉(zhuǎn)速增大， 旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓也保持為低電壓不變。因此，在伴隨啟動(dòng)的無(wú)傳感器 驅(qū)動(dòng)中，通過(guò)比較根據(jù)電壓電流方程式運(yùn)算的電壓和旋轉(zhuǎn)機(jī)械的實(shí)電 壓，可以迅速判定旋轉(zhuǎn)異常的發(fā)生。
釆用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，可以在包含進(jìn)行強(qiáng)制換流的啟 動(dòng)時(shí)的無(wú)傳感審驅(qū)動(dòng)中迅速檢出旋轉(zhuǎn)異常。
附圖
說(shuō)嘴
圖l為承出本發(fā)明的一實(shí)施方式的位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的變換器裝置 的電路構(gòu)成樣困。
困2為啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)異常檢出部的構(gòu)成框困。 困3為扇動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際的測(cè)定波形(a)是正常加速時(shí)的波形圖， (b)是由于發(fā)生失調(diào)而不能加速時(shí)的波形圖。 附圖標(biāo)詆說(shuō)明
1馬達(dá)捆制裝置(旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置)；2馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)機(jī)械)；2a、 2b、 2c繞組；2r轉(zhuǎn)子；2m永久磁鐵；2s定子；4變換器(功率變換裝置); 6電流控制部(啟動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)控制單元)；7轉(zhuǎn)速/角度推定部(推 定單元)；23電壓運(yùn)算部(電壓運(yùn)算單元)；24判定部(判定單元)
具體實(shí)壤方式
下面麥威附困對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 困1為利用功能塊表示位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的馬達(dá)控制裝置的框圖。 作為馬達(dá)控镅裝置1的控制對(duì)象的馬達(dá)2(旋轉(zhuǎn)機(jī)械)，是在轉(zhuǎn)子2r中 具有永久磁鐵2m，在定子2s上巻繞電樞繞組2a、 2b、 2c的三相永 久磁鐵同步馬達(dá)(PM馬達(dá)).不安裝直接檢出轉(zhuǎn)子2r的位置的傳感器， 馬達(dá)控制裝里1,利用所謂的無(wú)傳感器矢量控制對(duì)馬達(dá)2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控 制。
馬達(dá)控銅裝置l，由控制部3、變換器4及電流檢出器5a、 5b、 5c構(gòu)成。變換器4(與功率變換裝置相當(dāng))是將開(kāi)關(guān)元件，比如，IGBT
4ap、 4an.....與三相橋式電路相連接的公知的電壓型變換器，在其
輸出端子和馬達(dá)2的端子之間設(shè)置由霍爾CT、分流電阻等構(gòu)成的上 述電流檢出驀5a、 5b、 5c。
控制部3，除了CPU芯片、存儲(chǔ)器等基本結(jié)構(gòu)之外，由具有A/D變換器、計(jì)時(shí)器、榆入榆出端口、通信接口等外圍電路的處理器構(gòu)成，
通過(guò)執(zhí)行存?zhèn)鹪陂W存等非易失性存儲(chǔ)器中的控制程序?qū)︸R達(dá)2進(jìn)行控 制?？刂撇?把馬達(dá)2的磁通軸方向作為d軸，把與其正交的轉(zhuǎn)矩軸 方向作為q，在這些dq坐標(biāo)系中通過(guò)控制電壓及電流執(zhí)行矢量控制。
控制部3實(shí)現(xiàn)作為電流控制部6、轉(zhuǎn)速/角度推定部7及旋轉(zhuǎn)異常 檢出部8的功能.轉(zhuǎn)速/角度推定部7推定轉(zhuǎn)子2r的轉(zhuǎn)速(D和磁極位 置(轉(zhuǎn)子角度旬相當(dāng)于推定單元。電流控制部6作為在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)變 換器4輸出具有與指令轉(zhuǎn)速相應(yīng)的規(guī)定的通電圖形的強(qiáng)制的換流信號(hào) 的驅(qū)動(dòng)控制單元而動(dòng)作，作為在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)中根據(jù)推定的轉(zhuǎn)子位 置，控制在繞組2a、 2b、 2c中流動(dòng)的電流的相位和大小的驅(qū)動(dòng)控制 單元而動(dòng)作.旋轉(zhuǎn)異常檢出部8是用來(lái)檢出在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)及位置推定 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子2r鎖定或轉(zhuǎn)速降低的單元。
在電流控制部6中，3相-2相變換部9，將利用電流檢出器5a、 5b、 5c檢出的三相電流Ia、 Ib、 Ic變換為與此等價(jià)的兩相的電流Ia、 Ip。另外，教轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換部10，將此ap坐標(biāo)系的電流Ia、印變換為 dq坐標(biāo)系的電流Id、 Iq.在此坐標(biāo)系變換的演算之際，使用利用后 述的轉(zhuǎn)速/角度推定部7推定的轉(zhuǎn)子角度eest。
在控制部3中輸入指令轉(zhuǎn)速(or.減法器11從指令轉(zhuǎn)速a)r減去由 轉(zhuǎn)速/角度推定部7推定的轉(zhuǎn)速coset求出速度偏差A(yù)(D， PI運(yùn)算部12 執(zhí)行針對(duì)速度偏差A(yù)(O的PI運(yùn)算而生成指令q軸電流Iqr。指令d軸 電流Idr為一定值。
減法審13從指令d軸電流Idr減去檢出的d軸電流W求出d軸 電流偏差A(yù)Id, PI運(yùn)算部14,執(zhí)行針對(duì)該d軸電流偏差A(yù)Id的PI運(yùn)算 而生成指令d軸電壓Vd。同樣，減法器15，從指令q軸電流Iqr減 去檢出的q軸電流Iq求出q軸電流偏差Mq， PI運(yùn)算部16執(zhí)行針對(duì) 該q軸電流儀差A(yù)Iq的PI運(yùn)算而生成指令q軸電壓Vq。
旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)部17，對(duì)這些d軸電壓Vd和q軸電壓Vq使用轉(zhuǎn)子角 度0est進(jìn)行魂轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，輸出ap坐標(biāo)系的電壓Va、 V卩。PWM形 成器18，根振此電壓Va、 Vp生成PWM調(diào)制的換流信號(hào)。構(gòu)成變換
器4的IGBT4ap、 4an、...按照通過(guò)未圖示的驅(qū)動(dòng)電路所給出的上述 換流信號(hào)進(jìn)衧開(kāi)關(guān)動(dòng)作.由此，在馬達(dá)2的繞組2a、 2b、 2c上施加 與電壓Vct、 VP相應(yīng)的電壓，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2,
轉(zhuǎn)速/角度推定部7，使用dq坐標(biāo)系中的馬達(dá)模型求出轉(zhuǎn)速coest 和轉(zhuǎn)子角度0est, d軸感應(yīng)電壓推定部19，利用下式(l)計(jì)算由于轉(zhuǎn)子 2r旋轉(zhuǎn)在繞組2a、 2b、 2c中生成的感應(yīng)電壓的d軸分量推定值Ed。
Ed-Vd - (R+pLd)參Id+taest.Lq"q…(1)
其中，R是馬達(dá)2的l相的繞組電阻，Ld、 Lq是馬達(dá)2的l相 的d軸、q軸電感，(oest是轉(zhuǎn)子2r的轉(zhuǎn)速的推定值，p是微分算子。 另外，對(duì)電流Id、 Iq使用檢出的電流值，對(duì)d軸電壓Vd，由于變換 器4的響應(yīng)性良好，使用指令值代替檢出值.
PI運(yùn)算部20執(zhí)行對(duì)利用式(l)求出的感應(yīng)電壓的d軸分量推定值 Ed的PI運(yùn)算而輸出轉(zhuǎn)速誤差(oerr,減法器21，如式(2)所示，從指 令轉(zhuǎn)速cor減去轉(zhuǎn)速誤差coerr而求出轉(zhuǎn)速roest。
coest,r -幼err…(2)
采用此推定方法，感應(yīng)電壓的d軸分量推定值Ed收斂為零。積 分器22對(duì)轉(zhuǎn)速幼est求積分并輸出轉(zhuǎn)子角度eest。
圖2示出啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的旋轉(zhuǎn)異常檢出部8的構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)異常檢出 部8的構(gòu)成&括電壓運(yùn)算部23(與電壓運(yùn)算單元相當(dāng))和判定部24(與 判定單元相當(dāng)).電壓運(yùn)算部23在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將馬達(dá)2的參數(shù)和指令 轉(zhuǎn)速cor和檢出的電流Id、 Iq應(yīng)用于馬達(dá)2的電壓電流方程式并計(jì)算 馬達(dá)2的理論上的電壓Vf，在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)使用推定的轉(zhuǎn)速(oest 代替指令轉(zhuǎn)速①r計(jì)算電壓Vf。判定部24將在馬達(dá)2正常旋轉(zhuǎn)時(shí)求出 的理論上的電壓Vf和馬達(dá)2的實(shí)電壓(在本實(shí)施方式中以指令電壓V 代用)進(jìn)行比較，在指令電壓V的一方低的情況下就判定為旋轉(zhuǎn)異常 而使判定信號(hào)Sa成為H電平。
馬達(dá)2的啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電壓電流方程式如下式(3)所示。
<formula>formula see original document page 8</formula>
其中，Vd是d軸電壓，Vq是q軸電壓，R是馬達(dá)2的l相的繞 組電阻，Ld、 Lq是馬達(dá)2的l相的d軸、q軸電感，Id是d軸電流， Iq是q軸電流，Ke是感應(yīng)電壓常數(shù)，(D是轉(zhuǎn)速。
另外，作為馬達(dá)2的實(shí)電壓(與線(xiàn)間電壓相當(dāng)?shù)碾妷?而代用的指 令電壓V如下式(4)所示
接著，也參照困3對(duì)馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)異常的檢出進(jìn)行說(shuō)明。 電流控制部6對(duì)處于停止?fàn)顟B(tài)的馬達(dá)2執(zhí)行啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使馬達(dá)2 加速一直達(dá)到轉(zhuǎn)速/角度推定部7可以正確推定轉(zhuǎn)速G)est和轉(zhuǎn)子角度 9est的轉(zhuǎn)速為止，在此啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，在令指令d軸電流為Idrst(—定 值)，指令q軸電流Iqr為零時(shí)，按照指令轉(zhuǎn)速cor進(jìn)行使轉(zhuǎn)子角度e 增加的強(qiáng)制換流。此時(shí)，由于對(duì)轉(zhuǎn)子2r的磁極位置進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制， 由于負(fù)荷狀*等容易發(fā)生失調(diào)等旋轉(zhuǎn)異常。
旋轉(zhuǎn)異常檢出部8，在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)在式(3)所示的電壓電流方 程式中在d輪電流Id中代入指令d軸電流Idrst,在q軸電流Iq中 代入零，在轉(zhuǎn)速ro中代入指令轉(zhuǎn)速(or，計(jì)算馬達(dá)2的理論上的d軸電 壓Vd和q軸電壓Vq,于是，對(duì)基于電壓電流方程式的馬達(dá)2的理論 上的電壓Vf(與線(xiàn)間電壓相當(dāng)?shù)碾妷?如式(5)所示的進(jìn)行計(jì)算。另外， 在式(3)中，d軸電流Id的微分項(xiàng)和q軸電流Iq的微分項(xiàng)為零。
困3示出啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際的測(cè)定波形.(a)是正常加速時(shí)的波形， (b)是由于發(fā)生失調(diào)而不能加速時(shí)的波形。在各困中，示出馬達(dá)2的指 令電壓V、理論上的電壓Vf、判定部24輸出的判定信號(hào)Sa及從啟動(dòng) 運(yùn)轉(zhuǎn)到位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)的切換信號(hào)Sb.判定信號(hào)Sa在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為L(zhǎng) 電平，在異常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為H電平。切換信號(hào)Sb在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為L(zhǎng)電平， 在位置推定逸轉(zhuǎn)時(shí)為H電平。為了試驗(yàn)，在(b)中即使是判定信號(hào)Sa 成為H電平啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)也可以繼續(xù)，但實(shí)際上在規(guī)定時(shí)間以上判定信號(hào) Sa連續(xù)為H電平時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)異常而停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
判定部24將式(4)所示的馬達(dá)2的指令電壓V(與實(shí)電壓相當(dāng))和式
(5)所示的理論上的電壓Vf進(jìn)行比較。在馬達(dá)2旋轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)槔@組2a、 2b、 2c的電抗變大，隨著馬達(dá)2的指令轉(zhuǎn)速(or的增加，馬達(dá)2的電 壓升高。在,3(a)中，指令電壓V和理論上的電壓Vf—樣伴隨指令 轉(zhuǎn)速cor的堆加而升高，在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)期間指令電壓V—直比理論上的 電壓Vf高。其結(jié)果，判定信號(hào)Sa—直是L電平。
與此相對(duì)，當(dāng)馬達(dá)2由于失調(diào)停止或低于指令轉(zhuǎn)速(ar時(shí)，繞組 2a、 2b、 2c的電抗變小，馬達(dá)2的指令轉(zhuǎn)速(or即使增加，馬達(dá)2的 電壓也保持低電壓不變。在困3(b)中，指令電壓V大致保持一定不變， 在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)中間指令電壓V比理論上的電壓Vf低其結(jié)果，判定信號(hào) Sa從L電平變?yōu)镠電平.
這樣，W定部24在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)比較馬達(dá)2的指令電壓V(與 實(shí)電壓相當(dāng))和理論上的電壓Vf，可以迅速檢出旋轉(zhuǎn)異常的發(fā)生。此 旋轉(zhuǎn)異常，在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)同樣也可檢出。就是說(shuō)，因?yàn)樵谪?fù)荷一 定時(shí)，近似地式(3)所示的電壓電流方程式成立，通過(guò)在d軸電流Id 中代入指令a軸電流Idr，在q軸電流Iq中代入指令q軸電流Iqr， 在轉(zhuǎn)速 中代入由轉(zhuǎn)速/角度推定部7推定的轉(zhuǎn)速coest，計(jì)算馬達(dá)2的 理論上的d釉電壓Vd和q軸電壓Vq.于是，如式(6)所示計(jì)算基于 電壓電流方舉式的馬達(dá)2的理論上的電壓Vf(與線(xiàn)間電壓相當(dāng)?shù)碾?壓)，判定部24在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)指令電壓V低于理論上的電壓Vf 時(shí)，就判定為旋轉(zhuǎn)異常而使判定信號(hào)Sa變成H電平.
另外，在負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，可以使用式(7)所示的電壓電流方程式代替 式(3)所示的電壓電流方程式。
此外，鵬為在此旋轉(zhuǎn)異常檢測(cè)方法中使用馬達(dá)參數(shù)計(jì)算理論上的
電壓Vf，當(dāng)在麥數(shù)中存在誤差時(shí)，令人擔(dān)心產(chǎn)生誤判定。于是，對(duì)啟
動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的眷數(shù)的誤差的影響使用蒙特卡羅法進(jìn)行模擬驗(yàn)證.其結(jié)果，
<formula>formula see original document page 10</formula>
可以確認(rèn)，即使存在推定的轉(zhuǎn)子角度0est和實(shí)際的轉(zhuǎn)子角度的偏離， 電流電壓的搶出誤差，感應(yīng)電壓(感應(yīng)電壓常數(shù)Ke)的誤差，繞組電感 Ld、 Lq的談差，繞組電阻R的誤差等，在實(shí)系統(tǒng)中的偏差，也可以 大體可靠地?fù)尦鲆蚴д{(diào)而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)異常。
另外，為了更可靠地啟動(dòng)馬達(dá)2，有時(shí)在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)之前，對(duì)規(guī)定 相的繞組執(zhí)衧進(jìn)行直流通電的位置決定運(yùn)轉(zhuǎn)。在這種情況下，可以測(cè) 定在位置決定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的d軸電壓Vd和d軸電流Id，根據(jù)這些測(cè)定值 求出繞組電阻R，將該電阻值用作馬達(dá)參數(shù)。由此，可以降低繞組溫 度的變動(dòng)所泰l起的電壓Vf的運(yùn)算誤差，可以確認(rèn)，在上述模擬驗(yàn)證中， 在繞組電阻R的誤差減少時(shí)，也可以更可靠地檢出由失調(diào)引起的旋轉(zhuǎn) 異常。
如上所迷，本實(shí)施方式的馬達(dá)控制裝置1，具有在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將 馬達(dá)參數(shù)、榴令轉(zhuǎn)速ror和馬達(dá)2的電流Id、 Iq應(yīng)用于馬達(dá)2的電壓 電流方程式而計(jì)算馬達(dá)2在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)的理論上的電壓Vf，在馬達(dá)2 的實(shí)電壓低于理論上的電壓Vf的場(chǎng)合判定為旋轉(zhuǎn)異常的旋轉(zhuǎn)異常檢 出部8。旋轉(zhuǎn)異常檢出部8通過(guò)使用利用轉(zhuǎn)速/角度推定部7推定的轉(zhuǎn) 速幼est代替橫令轉(zhuǎn)速o)r，也可以在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢出馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn) 異常。因而，在包舍啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)中，可以迅速檢出由 于負(fù)荷的急劇變動(dòng)引起的鎖定及失調(diào)所導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)降低等的發(fā)生。
因?yàn)榭梢栽谠缙陔A段檢出啟動(dòng)不良而中止對(duì)馬達(dá)2的通電，所以 可以抑制啟動(dòng)逸轉(zhuǎn)時(shí)的功率浪費(fèi)，可以防止異音的發(fā)生。另外，因?yàn)?即使是在馬逸參數(shù)中存在某些誤差也可以大體可靠地檢出旋轉(zhuǎn)異常， 所以使用者在設(shè)定馬達(dá)參數(shù)之后，不需要用于啟動(dòng)不良檢出的調(diào)整。
因?yàn)槭┘釉隈R達(dá)2上的電壓對(duì)指令電壓具有優(yōu)異的跟蹤性，旋轉(zhuǎn) 異常檢出部8可以使用指令電壓V代替實(shí)電壓作為與理論上的電壓 Vf比較的電尿.因此不需要電壓檢出器。
旋轉(zhuǎn)異，檢出部8因?yàn)槭褂弥噶铍娏鱅dr、 Idrst、 Iqr作為流過(guò)馬 達(dá)2的繞組2a、 2b、 2c的電流而計(jì)算理論上的電壓Vf,很難發(fā)生振 動(dòng)，系統(tǒng)穗定.另外，因?yàn)樵趩?dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使指令d軸電流為Idrst(—
定值)，指令q軸電流Iqr為零，所以可以省略涉及馬達(dá)2的電壓電流 方程式中的電流的微分項(xiàng).其結(jié)果，可減輕處理器的處理負(fù)擔(dān)。
另外，本發(fā)明并不限定于上述及附困所示的實(shí)施方式，比如，也 可以產(chǎn)生如下的變形及擴(kuò)展。
在理論上的電壓Vf的運(yùn)算中，作為流過(guò)繞組2a、 2b、 2c的電流 也可以使用檢出的電流Id、 Iq和指令電流Idr、 Idrst、 Iqr中的任何 一個(gè)。
轉(zhuǎn)速ffle狄和轉(zhuǎn)子角度8est的推定方法，并不限定于利用4吏感應(yīng)電 壓的d軸分量推定值Ed收斂為零的轉(zhuǎn)速/角度推定部7的推定方法。
設(shè)置電壓檢出器，旋轉(zhuǎn)異常檢出部8，比較理論上的電壓Vf和檢 出的實(shí)電壓來(lái)判定旋轉(zhuǎn)異常也可以.
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特征在于包括功率變換裝置，對(duì)于在轉(zhuǎn)子中具有永久磁鐵、定子上卷繞繞組的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，按照換流信號(hào)進(jìn)行通電；啟動(dòng)控制單元，在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)向上述功率變換裝置輸出具有與指令轉(zhuǎn)速相應(yīng)的規(guī)定的通電圖形的換流信號(hào)；電壓運(yùn)算單元，在上述啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的參數(shù)、上述指令轉(zhuǎn)速和在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的繞組中流過(guò)的電流應(yīng)用于上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓電流方程式，對(duì)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓進(jìn)行運(yùn)算；以及判定單元，在上述啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將由上述電壓運(yùn)算單元運(yùn)算的電壓和上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的實(shí)電壓進(jìn)行比較，在上述實(shí)電壓低時(shí)判定為旋轉(zhuǎn)異常。
2. 如權(quán)祠要求1所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝里，其特征在于 上述電應(yīng)逸算單元使用指令電流作為流過(guò)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的繞組的電流，來(lái)計(jì)算上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓.
3. 如權(quán)辨要求1或2所迷的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特征在于 上述啟嚇控制單元執(zhí)行在上述啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)之前對(duì)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的規(guī)定相的繞組造行通電的位置決定運(yùn)轉(zhuǎn)，上述電麻運(yùn)算單元在上述位置決定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)求出上述繞組的電阻 值，使用該電阻值作為上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的參數(shù)，來(lái)計(jì)算上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的 電壓。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特 征在于上述判定單元使用上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的指令電壓作為上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的 實(shí)電壓。
5. —種魂轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特征在于包括 功率變換裝置，對(duì)于在轉(zhuǎn)子中具有永久磁鐵、定子上巻繞繞組的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，接撖換流信號(hào)進(jìn)行通電；推定單悉，推定上述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)位置；驅(qū)動(dòng)控镅單元，在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，基于由上述推定單元推定的 旋轉(zhuǎn)位置，由上述功率變換裝置輸出換流信號(hào)；電壓運(yùn)算單元，在上述位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的參數(shù)、 由上述推定舉元推定的轉(zhuǎn)速和在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的繞組中流過(guò)的電流應(yīng) 用于上述旋掙機(jī)械的電壓電流方程式，對(duì)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓進(jìn)行運(yùn) 算；以及判定單無(wú)，在上迷位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將由上述電壓運(yùn)算單元運(yùn)算 的電壓和上迷旋轉(zhuǎn)機(jī)械的實(shí)電壓進(jìn)行比較，在上述實(shí)電壓低時(shí)判定為 旋轉(zhuǎn)異常.
6. 如權(quán)鶼要求5所迷的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特征在于 上述電龐運(yùn)算單元使用指令電流作為流過(guò)上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的繞組的電流，來(lái)計(jì)算上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓.
7. 如權(quán)賴(lài)要求5或6所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特征在于 上述駆鱗控制單元執(zhí)行在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)之前對(duì)規(guī)定相的繞組進(jìn)行暹電的位置決定運(yùn)轉(zhuǎn)，上述電龐運(yùn)算羊元在上迷位置決定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)求出上述繞組的電阻 值，使用該電阻值作為上i^轉(zhuǎn)機(jī)械的參數(shù)來(lái)計(jì)算上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的電壓。
8. 如權(quán)利要求5至7中的任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置，其特 征在于上述判定單元使用上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的指令電壓作為上述旋轉(zhuǎn)機(jī)械的 實(shí)電壓.
全文摘要
本發(fā)明提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械控制裝置。本發(fā)明的目的在于在包含啟動(dòng)時(shí)的無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)中迅速檢出旋轉(zhuǎn)異常。旋轉(zhuǎn)異常檢出部(8)可以在啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將馬達(dá)參數(shù)和指令轉(zhuǎn)速ωr和馬達(dá)(2)的電流Id、Iq應(yīng)用于馬達(dá)(2)的電壓電流方程式，計(jì)算馬達(dá)(2)的理論上的電壓Vf，在馬達(dá)(2)的實(shí)電壓低于理論上的電壓Vf時(shí)判定為旋轉(zhuǎn)異常。通過(guò)使用由轉(zhuǎn)速/角度推定部(7)推定的轉(zhuǎn)速ωest代替指令轉(zhuǎn)速ωr，也可以在位置推定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)檢出馬達(dá)(2)的旋轉(zhuǎn)異常。
文檔編號(hào)H02P6/14GK101098121SQ20071008587
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月28日
發(fā)明者會(huì)澤敏滿(mǎn), 細(xì)糸強(qiáng)志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝