電機(jī)控制裝置、電機(jī)控制方法
【專(zhuān)利摘要】公開(kāi)了電機(jī)控制裝置，從電流指令值生成電壓指令值，并通過(guò)電機(jī)中流過(guò)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制，該電機(jī)控制裝置包括：速度控制單元，基于使所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、流過(guò)固定電流量的d軸電流的速度指令值，進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制；電流測(cè)定單元，基于所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、所述固定電流量的d軸電流流過(guò)時(shí)的所述速度控制單元的輸出，測(cè)定所述電流指令值；以及校正值計(jì)算單元，基于所述測(cè)定出的電流指令值，計(jì)算對(duì)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的校正值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電機(jī)控制裝置、電機(jī)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制裝置、電機(jī)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在控制三相無(wú)刷電機(jī)時(shí)，一般不是在UVW的三相中進(jìn)行控制，而是將UVW的三相坐標(biāo)變換到d軸q軸的二軸坐標(biāo)，并在d軸q軸的二相中進(jìn)行控制。
[0003]這里，說(shuō)明坐標(biāo)變換到d軸和q軸的二軸坐標(biāo)的dq向量控制的概略。dq向量控制，以將轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)方向設(shè)為d軸、將與其正交的方向設(shè)為q軸的dq坐標(biāo)系上的等效電路進(jìn)行電機(jī)的控制處理。控制這樣的電機(jī)的電機(jī)控制裝置，例如，通過(guò)反饋控制來(lái)控制d軸指令電壓Vcf及q軸指令電壓Vq%以使用PI (Proportional Integral ；比例積分)控制而使d軸的檢測(cè)電流Id及q軸的檢測(cè)電流Iq跟蹤d軸指令電流Icf及q軸指令電流Iq'
[0004]作為這樣的電機(jī)具有的檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度位置的角度檢測(cè)器，使用將解析器(resolver)和角度檢測(cè)電路組合來(lái)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的角度檢測(cè)器。解析器是根據(jù)轉(zhuǎn)子線圈和定子線圈之間的相位差來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。解析器通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子線圈施加正弦波信號(hào)(Esin(cot) (E是正弦波的振幅、ω是勵(lì)磁頻率))，產(chǎn)生磁場(chǎng)。在該磁場(chǎng)中，在彼此直角地放置的2個(gè)定子線圈中，在各自的線圈中產(chǎn)生有相位差的電壓(KEsin(ω?) Xsin( Θ )、KEsin(ω?) Xcos ( θ ))。解析器使用該定子線圈的輸出檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度Θ。然后，電機(jī)控制裝置基于檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角度Θ，控制電機(jī)的電流。
[0005]但是，在組裝了這樣的角度檢測(cè)器的電機(jī)中，在角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置之間有時(shí)因解析器的制造精度而產(chǎn)生誤差、以及解析器的組裝造成的誤差等。
[0006]因此，專(zhuān)利文獻(xiàn)I所述的電機(jī)控制裝置，使d軸及q軸的各電流指令值為0，從外部使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。該情況下，在電機(jī)中，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，但電機(jī)控制裝置控制電機(jī)以使電流為
O。因此，電機(jī)控制裝置進(jìn)行控制，以使d軸電流Id、q軸電流Iq為0，在角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置之間的相位沒(méi)有偏差的情況下，僅產(chǎn)生q軸電壓Vq，d軸電壓Vd為O。
[0007]但是，在角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置之間的相位有偏差的情況下，產(chǎn)生d軸電壓Vd。專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載的電機(jī)控制裝置求使d軸電流Id及q軸電流Iq為O的d軸指令電壓Vcf和q軸指令電壓Vq%計(jì)算求得的d軸指令電壓VcT為O的偏移量Λ Θ。而且，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所述的電機(jī)控制裝置中，使用算出的偏移量，校正在角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置之間產(chǎn)生的偏差。
[0008]此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的電機(jī)控制裝置將q軸電流Iq控制為0，并流過(guò)d軸電流Id而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。該情況下，q軸電流Iq是產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流，d軸電流Id是勵(lì)磁電流。因此，在角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置之間不產(chǎn)生偏差的情況下，即使使q軸電流Iq為0，流過(guò)d軸電流Id，也不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。但是，在角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置之間產(chǎn)生偏差的情況下，使q軸電流Iq為0，流過(guò)d軸電流Id時(shí)，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的電機(jī)控制裝置中，在 將q軸電流Iq控制為0，并流過(guò)d軸電流Id而使電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)調(diào)整以使轉(zhuǎn)矩為0，從而校正因角度檢測(cè)器和同步電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的組裝的位置偏差或制造誤差等廣生的偏差。
[0009]【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0010]【專(zhuān)利文獻(xiàn)】
[0011]【專(zhuān)利文獻(xiàn)I】日本專(zhuān)利第3789895號(hào)公報(bào)
[0012]【專(zhuān)利文獻(xiàn)2】日本特開(kāi)2002-374692號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0014]但是，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，將檢測(cè)信號(hào)使用從二相到三相的變換器進(jìn)行向d軸和q軸的二軸坐標(biāo)的坐標(biāo)變換。另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，在基于生成的指令值，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM(脈寬調(diào)制)變換器中，也產(chǎn)生延遲。因此，有在角度檢測(cè)器和PWM輸出之間產(chǎn)生延遲的情況。其結(jié)果，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，這些延遲對(duì)偏移調(diào)整的精度造成影響，所以有不能高精度地控制電機(jī)的問(wèn)題。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I所記載的技術(shù)中，從指令電壓值計(jì)算偏移調(diào)整量，但指令電壓容易受到噪聲或高頻的影響，所以有不能高精度地控制電機(jī)的問(wèn)題。
[0015]此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)中，利用轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正，所以在電機(jī)及電機(jī)所連接的負(fù)載中有摩擦?xí)r，該摩擦對(duì)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生影響而在校正值上產(chǎn)生誤差，有不能高精度地控制電機(jī)這樣的問(wèn)題。
[0016]本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而完成，目的在于提供可高精度地控制電機(jī)的電機(jī)控制裝置、及電機(jī)控制方法。`
[0017]解決問(wèn)題的方案
[0018]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的電機(jī)控制裝置，從電流指令值生成電壓指令值，并通過(guò)電機(jī)中流過(guò)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制，其特征在于，包括:速度控制單元，基于使所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、流過(guò)固定電流量的d軸電流的速度指令值進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制；電流測(cè)定單元，測(cè)定基于所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、所述固定電流量的d軸電流流過(guò)時(shí)的所述速度控制單元的輸出的所述電流指令值；以及校正值計(jì)算單元，基于所述測(cè)定出的電流指令值，計(jì)算對(duì)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的校正值。
[0019]此外，在本發(fā)明中，也可以所述校正值計(jì)算單元將所述算出的校正值相加在與所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)值中而生成表示旋轉(zhuǎn)位置的值，所述速度控制單元基于表示所述生成的旋轉(zhuǎn)位置的值控制所述電機(jī)。
[0020]此外，在本發(fā)明中，也可以所述速度控制單元在所述電流測(cè)定單元測(cè)定所述電流指令值時(shí)，在弱磁場(chǎng)控制區(qū)域中，基于所述電機(jī)中流過(guò)所述固定電流量的d軸電流的速度指令值，進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制。
[0021 ] 此外，在本發(fā)明中，也可以所述速度控制單元在所述電流測(cè)定單元測(cè)定所述電流指令值時(shí)，在所述電機(jī)的速度不屬于弱磁場(chǎng)區(qū)域的控制區(qū)域中，基于在所述電流指令值上相加了所述固定電流量的d軸電流所得的電流指令值，進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制。
[0022]此外，在本發(fā)明中，也可以所述電流指令值是d軸電流指令值及q軸電流指令值，所述電流測(cè)定單元在所述電機(jī)基于所述速度指令值旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)定所述d軸電流指令值及所述q軸電流指令值，所述校正值計(jì)算單元基于所述電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述測(cè)定出的所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值之間的相位，計(jì)算第一校正值作為所述校正值。
[0023]此外，在本發(fā)明中，也可以所述校正值計(jì)算單元計(jì)算基于所述電機(jī)負(fù)向旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述測(cè)定出的所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值之間的相位算出的第二校正值，作為所述校正值。
[0024]此外，在本發(fā)明中，也可以所述速度控制單元進(jìn)行控制，以使所述電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)中的所述速度指令值和所述電機(jī)的負(fù)向旋轉(zhuǎn)中的所述速度指令值的絕對(duì)值相等，所述校正值計(jì)算單元計(jì)算所述算出的第一校正值和第二校正值的平均，從而計(jì)算所述校正值。
[0025]此外，在本發(fā)明中，也可以所述校正值計(jì)算單元使用下式
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種電機(jī)控制裝置，從電流指令值生成電壓指令值，并通過(guò)電機(jī)中流過(guò)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制，其特征在于，包括: 速度控制單元，基于使所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、流過(guò)固定電流量的d軸電流的速度指令值進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制； 電流測(cè)定單元，測(cè)定基于所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、所述固定電流量的d軸電流流過(guò)時(shí)的所述速度控制單元的輸出的所述電流指令值；以及 校正值計(jì)算單元，基于所述測(cè)定出的電流指令值，計(jì)算對(duì)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的校正值。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述校正值計(jì)算單元 將所述算出的校正值相加在與所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)值中而生成表示旋轉(zhuǎn)位置的值， 所述速度控制單元` 基于表示所述生成的旋轉(zhuǎn)位置的值控制所述電機(jī)。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制單元 在所述電流測(cè)定單元測(cè)定所述電流指令值時(shí)，在弱磁場(chǎng)控制區(qū)域中，基于所述電機(jī)中流過(guò)所述固定電流量的d軸電流的速度指令值，進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制。
4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制單元 在所述電流測(cè)定單元測(cè)定所述電流指令值時(shí)，在所述電機(jī)的速度不屬于弱磁場(chǎng)區(qū)域的控制區(qū)域中，基于在所述電流指令值上相加了所述固定電流量的d軸電流所得的電流指令值，進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制。
5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電流指令值 是d軸電流指令值及q軸電流指令值， 所述電流測(cè)定單元 在所述電機(jī)基于所述速度指令值旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)定所述d軸電流指令值及所述q軸電流指令值， 所述校正值計(jì)算單元 基于所述電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述測(cè)定出的所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值之間的相位，計(jì)算第一校正值作為所述校正值。
6.如權(quán)利要求5所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述校正值計(jì)算單元 計(jì)算基于所述電機(jī)負(fù)向旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述測(cè)定出的所述d軸電流指令值和所述q軸電流指令值之間的相位算出的第二校正值，作為所述校正值。
7.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制單元 進(jìn)行控制，以使所述電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)中的所述速度指令值和所述電機(jī)的負(fù)向旋轉(zhuǎn)中的所述速度指令值的絕對(duì)值相等， 所述校正值計(jì)算單元 計(jì)算所述算出的第一校正值和第二校正值的平均，從而計(jì)算所述校正值。
8.如權(quán)利要求5至權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述校正值計(jì)算單元 使用下式
9.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求8中任意一項(xiàng)所述的電機(jī)控制裝置，其特征在于， 所述電流測(cè)定單元 測(cè)定所述電機(jī)基于所述速度指令值旋轉(zhuǎn)時(shí)的q軸電流指令值， 所述校正值計(jì)算單元 將所述測(cè)定出的q軸電流指令值進(jìn)行比例積分控制以使其為零，從而反復(fù)計(jì)算所述校正值，并基于所述算出的校正值，與對(duì)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)值相加。
10.一種電機(jī)控制方法，是從電流指令值生成電壓指令值，并通過(guò)電機(jī)中流過(guò)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制的電機(jī)控制裝置的電機(jī)控制方法，其特征在于，該方法包括: 速度控制步驟，速度控制單元基于使所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、流過(guò)固定電流量的d軸電流的速度指令值，進(jìn)行所述電機(jī)的速度控制； 電流測(cè)定步驟，電流測(cè)定單元測(cè)定基于所述電機(jī)以固定速度旋轉(zhuǎn)、所述固定電流量的d軸電流流過(guò)時(shí)的所述速度控制步驟的輸出的所述電流指令值；以及 校正值計(jì)算步驟，校正值計(jì)算單元基于所述測(cè)定出的電流指令值，計(jì)算對(duì)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的校正值。
11.如權(quán)利要求10所記載的電機(jī)控制方法，其特征在于， 所述電流測(cè)定步驟中， 測(cè)定所述電機(jī)基于所述速度指令值旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述q軸電流指令值， 所述校正值計(jì)算步驟中， 將所述測(cè)定出的q軸電流指令值進(jìn)行比例積分控制以使其為零，從而反復(fù)計(jì)算所述校正值，并基于所述算出的校正值，與對(duì)所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)值相加。
【文檔編號(hào)】H02P29/00GK103875175SQ201280050047
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】加藤義樹(shù) 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社