[发明专利]马达控制装置

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及一种马达控制装置，通过配置在变换器电路的直流部中的电流检测元件来检测相电流。

背景技术

以往，作为推断马达的磁极位置的方法，例如广泛使用如下方法：根据向马达输入的电压和电流来运算与马达的速度成比例的感应电压，并根据感应电压来进行推断。但是，根据马达的感应电压来推断速度及位置的方法存在的问题为，虽然在高速区域能够得到足够的精度，但是在感应电压信息较少的极低速区域不能够进行正确的推断。

因此，提出有几种对马达施加与驱动频率无关的用于传感检测的交流信号、并根据电压电流的关系来推断转子位置的方法。但是，为了施加传感检测用的信号而需要特别的信号发生器，控制变得复杂。作为与这些方法不同的方法，存在不施加特别的传感检测信号而使用变换器的输出中所含有的高频或载波(carrier)频率成分的电流来推断磁极位置的两种方法。

前者的方法为，根据PWM变换器输出中所含有的高频电流来运算电感，并根据该电感来推断位置(例如参照专利文献1)。此外，后者的方法为，通过使PWM变换器的载波信号在UVW这三相中的各二相之间具有120度的相位差，由此产生驱动频率以外的载波频率成分电压和电流，并根据载波周期中的电压为恒定这种假定，仅使用载波频率成分电流来推断位置(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2004-129410号公报

专利文献2：日本特开2006-230056号公报

利用变换器输出中所含有的高频成分或载波频率成分的高频电流来推断磁极位置的方法具有的优点为，虽然由于高频电压而流动的高频电流对于变换器输出的基波成分的电压成为干扰，但是由于载波频率相对于马达的转速为足够大，因此不会成为对于转矩的干扰，并且，在磁极位置推断中不需要对电流反馈值附加低通滤波器等，而作为控制系统的响应性变得良好。

但是，当从实用化的观点考虑时，高频电流的大小依存于马达的参数来决定，因此其影响根据使用的马达而不同，难以对各种系统通用地应用。

发明内容

因此，提供一种马达控制装置，能够以在PWM控制的载波周期内能够可靠地检测2相的电流的高频成分的方式，生成3相的PWM信号脉冲。

根据实施方式，提供一种马达控制装置，通过按照规定的PWM信号图形对3相桥接的多个开关元件进行导通截止控制，由此经由将直流变换为3相交流的变换器电路来驱动马达，在该马达控制装置中，将电流检测元件与变换器电路的直流侧连接，而产生与电流值对应的信号，PWM信号生成单元以跟踪马达的磁极位置的方式生成3相的PWM信号脉冲。而且，当电流检测单元根据电流检测元件中产生的信号和PWM信号图形来检测马达的相电流时，PWM信号生成单元以电流检测单元能够在PWM信号的载波周期内的4个定时分别对2相的电流进行2次检测的方式生成3相的PWM信号脉冲。并且，当电流微分单元对于上述2相的各自、将2次检测的电流值之差输出为电流微分值时，磁极位置推断单元根据该电流微分值来推断马达的磁极位置。

附图说明

图1是表示第一实施方式的马达控制装置的结构的功能框图。

图2是表示磁极位置推断部的详细结构的功能框图。

图3(a)是表示由位置传感器检测的马达的磁极位置的图，图3(b)是表示本实施方式的施加了PWM信号脉冲的情况下的2相的电流微分值的图。

图4是表示PWM控制的1个周期中的各相负载脉冲、各相电流和由分流电阻检测的电流的图。

图5是使各相负载脉冲的相位变化了的情况下的与图4相当的图。

图6是根据变换器电路的各开关元件的导通截止状态而表示由直流电流检测器检测的各相电流的一览的图。

图7是以变换器电路及栅极驱动部为中心而详细地表示图1所示的马达控制装置的结构的功能框图。

图8是表示PWM信号生成部的内部结构的功能框图。

图9是表示生成上臂侧3相PWM信号脉冲的状态的时间图。

图10是表示第二实施方式的使3相PWM负载统一减少的情况下的与图5相当的图。

图11是表示第三实施方式的与图1相当的图

图12是表示在磁极位置合成部中合成2组磁极位置及转速的状态的图。

图13是表示根据转速变化而使3相的PWM负载统一变化的状态的图。

图14是表示第四实施方式的与图8相当的图

图15是表示第四实施方式的与图9相当的图。