[发明专利]控制永磁铁同步电动机的d轴电流的电动机控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机控制装置，其为了迅速并且稳定地生成永磁铁同步电动机的转矩，而进行独立地控制永磁铁同步电动机的q轴电流和d轴电流的向量控制，其中该永磁铁同步电动机具有设置有绕组和永磁铁中的一方的定子和设置有另一方的可动元件。

背景技术

进行向量控制的电动机控制装置例如对通过变换器、滤波电容器和逆变器而被施加了来自电源（例如三相交流电源）的交流电压的电动机进行控制。在该情况下，电动机控制装置根据流过电动机的电流（例如U相电流、V相电流和W相电流）和电动机的可动元件（例如转子）的位置（例如旋转角度），检测永磁铁同步电动机的q轴电流和d轴电流，并且根据来自上位控制电路（例如CNC（数值控制装置））等的各种指令等，生成q轴电流指令值和d轴电流指令值。另外，电动机控制装置根据检测出的q轴电流和q轴电流指令值之间的差、检测出的d轴电流和d轴电流指令值之间的差，生成PWM信号，为了驱动电动机而将PWM信号输出到逆变器。

以前，在进行向量控制的电动机控制装置中，为了能够在铁损耗变大的高速时也能够高效地驱动电动机，例如如日本特开2008-236948号公报（JP2008-236948A）所记载的那样，提出了一种电动机控制装置，其生成电动机的铁损耗和铜损耗的合计为最小的d轴电流指令值。

在通过电动机控制装置控制在定子（例如stator）和可动元件（例如转子）的任意一方上设置有永磁铁的永磁铁同步电动机的情况下，会因过热而造成永磁铁的热减磁，永磁铁同步电动机有时无法迅速并且稳定地生成转矩。因此，为了避免因过热造成的永磁铁的热减磁的情况，必须尽量地减小永磁铁同步电动机的稳定时的永磁铁的温度上升量。

但是，在生成铁损耗和铜损耗的合计为最小的d轴电流指令值的现有的电动机控制装置中，在设置有永磁铁的定子或可动元件中集中产生损耗的情况下，永磁铁成为过热状态，有时产生永磁铁的热减磁。

发明内容

作为一个形式，本发明提供一种电动机控制装置，其能够避免因过热而造成永磁铁同步电动机的永磁铁的热减磁的情况。

根据本发明的一个形式，电动机控制装置具备：q轴电流和d轴电流检测部，其根据流过永磁铁同步电动机的第一相的电流、第二相的电流和第三相的电流中的至少二个以及可动元件的位置，检测永磁铁同步电动机的q轴电流和d轴电流，其中，该永磁铁同步电动机具有设置有绕组和永磁铁中的一方的定子和设置有另一方的可动元件；q轴电流指令值生成部，其根据与可动元件对应的速度指令值，生成q轴电流指令值；d轴电流指令值生成部，其根据可动元件的速度，生成永磁铁同步电动机的稳定时的永磁铁的温度上升量为最小的d轴电流指令值；驱动部，其根据q轴电流、d轴电流、q轴电流指令值和d轴电流指令值，驱动永磁铁同步电动机。

优选根据与d轴电流的值对应地变化的永磁铁的温度上升量的函数，设定永磁铁的温度上升量为最小的d轴电流指令值，对可动元件的每个速度设定与d轴电流的值对应地变化的永磁铁的温度上升量的函数。

优选根据与可动元件的速度对应地变化的d轴电流的值的函数，设定永磁铁的温度上升量为最小的d轴电流指令值。

优选根据永磁铁同步电动机的涡流损耗和铜损耗，设定与可动元件的速度对应地变化的d轴电流的值的函数。

优选根据对可动元件的每个速度测定的永磁铁的温度，设定与可动元件的速度对应地变化的d轴电流的值的函数。

优选通过至少一条直线来近似与可动元件的速度对应地变化的d轴电流的值的函数。

根据本发明的一个形式，根据可动元件的速度生成永磁铁同步电动机的稳定时的永磁铁的温度上升量为最小的d轴电流指令值，因此能够使永磁铁同步电动机的稳定时的永磁铁的温度上升量成为最小。因此，由于损耗不集中在设置有永磁铁的定子或可动元件上而永磁铁不会成为过热状态，能够避免因过热造成永磁铁的热减磁的情况。

附图说明

通过与附图相关联的以下的实施方式的说明，来进一步明了本发明的目的、特征和优点。在附图中，

图1是具有本发明的实施方式的电动机控制装置的系统的框图。

图2是表示转速和永磁铁的温度上升量为最小的d轴电流的查找表的一个例子的图。

图3是表示与d轴电流的值对应地变化的永磁铁的温度上升量的函数的图表。

图4是表示与转速对应地变化的永磁铁的温度上升量为最小的d轴电流的值的函数的图表。