[发明专利]矢量控制装置及使用其的电动机控制装置、空调机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机控制的矢量控制装置、以及使用其的电动机控制装置、空调机。

背景技术

搭载于空调机等的电动机（motor）由电动机控制装置控制/驱动。该电动机控制装置构成为具备矢量控制装置。

在空调机等中使用的电动机控制装置强烈要求小型化/部件个数削減、高效率/高输出化，开发了大量实现这些要求的技术。

针对电动机控制装置的高效率化的要求，一般应用永磁电动机作为电动机，但为了进一步的高效率化，对电动机控制装置所具备的矢量控制装置下功夫，进行在空调机的通常运转时（低速旋转域）成为高效率的电动机设计。

但是，在现有的电动机控制装置或其所具备的矢量控制装置的控制方法中，若进行使电动机在低速旋转下成为高效率的设计，则高输出化就会变得困难。例如，由于在电动机发生与旋转速度（单位时间的转速）成正比的感应电压，因此电力变换器输出电压与旋转速度成正比地增加（参照图11（a））。

但是，如后述那样，在电动机的旋转速度超过给定的值时，产生电力变换器的输出电压超过电力变换器的能提供电压的区域、即电压饱和区域。在这样的电压饱和区域中，无法使电力变换器的输出电压的电压振幅更大（参照图11（a））。

作为在这样的电压饱和区域中扩大驱动范围的弱磁控制（weak field control）方式，例如在专利文献1中，公开了如下技术：在电力变换器的输出电压值被限制的情况下，通过q轴的电流指令值与q轴的电流检测值的偏差，来作成控制的基准轴与电动机的磁通轴的偏差即相位误差的指令值，由此来进行弱磁控制。

专利文献

专利文献1：JP特开2007－252052号公报

在所述专利文献1公开的根据q轴的电流指令值与q轴的电流检测值的差分来运算相位误差指令值从而进行弱磁控制的方式中，能在电力变换器能输出的电压（电压饱和状态）下稳态地控制电力变换器的输出电压。但是，如后述那样，在电力变换器的输出电压相位和电动机的q轴电流中，在输出电压相位超过90度的范围内成为非线性的关系，在输出电压相位超过90度的区域难以进行控制，从而存在不能驱动到电动机能输出的极限转矩这样的问题（参照图7、图12、图13）。

发明内容

为此，本发明为了解决这样的问题点而提出，其目的在于，提供能驱动到电动机能输出的极限转矩的电动机控制的矢量控制装置、以及使用其的电动机控制装置、空调机。

为了解决所述的课题并达成本发明的目的，如以下那样构成。

即，特征在于，本发明的矢量控制装置基于向电动机提供电力来使电动机驱动的电力变换器的输出，在该输出为输出电压饱和状态时，将用于规定所述电力变换器的输出电压的弱磁输出电压相位控制为相对于所述电动机的磁场磁极的主磁通方向为180度以上。

另外，本发明的电动机控制装置特征在于具备所述矢量控制装置，并驱动控制电动机。

另外，本发明的空调机特征在于，具备所述电动机控制装置。

另外，其它的构成在实施发明的形态中进行说明。

发明的效果

根据本发明，能提供可将电动机驱动到能输出的极限转矩的电动机控制的矢量控制装置、以及使用其的电动机控制装置、空调机。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的矢量控制装置的内部的构成的图。

图2是表示本发明的第1实施方式所涉及的电动机控制装置的构成、和该电动机控制装置与直流电源还有电动机的关联的图。

图3是用仿真表示通过本发明的第1实施方式所涉及的矢量控制部在使电动机旋转速度指令值为恒定的状态下使电动机负载以一定比例增加的情况下的特性的图，（a）表示电压相位，（b）表示转矩，（c）表示旋转速度。

图4是说明用于通过本发明的第1实施方式所涉及的矢量控制部使电动机输出极限转矩提高的输出电压的矢量控制的图，（a）表示估计转矩与输出转矩的关系，（b）是电压相位为90度以下的情况下的各电压的电压矢量图，（c）是电压相位超过90度的情况下的各电压的电压矢量图。

图5是表示比较例1的方式中的矢量控制部的图。

图6是表示通过比较例1的方式中的矢量控制部10A在使电动机旋转速度指令值为恒定的状态下使电动机负载以一定比例增加的情况下的特性的图，（a）表示电压相位，（b）表示转矩，（c）表示旋转速度。