[发明专利]同步电机的控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及同步电机的控制装置和控制方法，特别涉及稳定地进行对弱场磁控制的切换的同步电机的控制装置和控制方法。

背景技术

在以基本转速以上的速度来控制永磁同步电机时，进行通过d轴电流将永磁产生的磁通量控制得弱的针对弱场磁控制的切换。针对弱场磁控制的切换的判断，根据基本转速与电机转速的比较来进行，但是在直流电压变动得大的装置的情况下，有时在基本转速以下的速度下逆变器输出电压饱和而不能进行控制。

因此本申请人公开了即使直流电压变动，也能够稳定地进行弱场磁控制与最大扭矩控制之间的切换的技术（例如，参照专利文献1）。在专利文献1中，实时检测直流电压，通过与在控制中的转速所需的直流电压的运算值进行比较，来判断是进行弱场磁控制、还是进行最大扭矩控制。

【专利文献1】日本特开2003-33097号公报

但是，在专利文献1中，将主电路部的输入规格是以电池为主的直流电源的特定的电机作为控制对象，存在主电路部的输入规格为基于3相交流+二极管整流的直流电源时不能与任意的电机对应的问题。即，在专利文献1中，虽然将比较稳定的电池作为直流电源，但是在基于3相交流+二极管整流的直流电源中，由于直流电压变动，因此针对弱场磁控制的切换变得不稳定。另外，在专利文献1中，由于使用特定的电机用的表数据来进行d轴电流运算，因此不能与任意的电机对应。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有技术的上述问题而提供如下所述的同步电机的控制装置和控制方法：即使进行驱动的永磁同步电机为任意的电机，也能够稳定地进行弱场磁控制与最大扭矩控制之间的切换。

本发明的同步电机的控制装置，其根据三相电压指令值，通过逆变器电路将对3相交流进行二极管整流而得到的直流电压转换为交流电压，将所转换的交流电压提供给同步电机来进行驱动，该同步电机的控制装置的特征在于，具有：电流坐标转换单元，其将流过所述同步电机的三相交流电流转换为旋转坐标上的d轴电流和q轴电流；最大线间电压运算单元，其使用所述直流电压来运算最大线间电压；d轴电流运算单元，其使用通过该最大线间电压运算单元运算的所述最大线间电压和所述同步电机的电气角速度来运算弱场磁控制用的d轴电流运算值；弱场磁控制切换单元，其根据通过所述最大线间电压运算单元运算的所述最大线间电压和所述同步电机的所述电气角速度，将通过所述d轴电流运算单元运算的弱场磁控制用的所述d轴电流运算值和最大扭矩控制用的d轴电流设定值中的任意一个作为d轴电流指令值来输出；q轴电流运算单元，其使用所提供的电机速度指令值和所述同步电机的电机角速度来运算q轴电流指令值；d轴电压运算单元，其根据从所述弱场磁控制切换单元输出的所述d轴电流指令值与通过所述电流坐标转换单元转换的所述d轴电流之间的偏差来运算d轴电压运算值；q轴电压运算单元，其根据通过所述q轴电流运算单元运算的所述q轴电流指令值与通过所述电流坐标转换单元转换的所述q轴电流之间的偏差来运算q轴电压运算值；以及电压指令值转换单元，其将通过所述d轴电压运算单元运算的所述d轴电压运算值和通过所述q轴电压运算单元运算的所述q轴电压运算值转换为所述三相电压指令值。

而且，在本发明的同步电机的控制装置中，也可以为，所述d轴电流运算单元从通过所述最大线间电压运算单元运算的所述最大线间电压、所述同步电机的所述电气角速度、作为所述同步电机的电机参数的反电动势系数以及d轴电感运算所述d轴电流运算值。

而且，在本发明的同步电机的控制装置中，也可以为，所述弱场磁控制切换单元根据所述同步电机的所述电气角速度来运算电机线间电压，根据所运算的所述电机线间电压与通过所述最大线间电压运算单元运算的所述最大线间电压的比较结果，选择通过所述d轴电流运算单元运算的弱场磁控制用的所述d轴电流运算值和最大扭矩控制用的d轴电流设定值中的任意一个作为d轴电流指令值来输出。

而且，在本发明的同步电机的控制装置中，也可以为，该同步电机的控制装置具有电压指令值限制单元，该电压指令值限制单元对d轴电压指令值和q轴电压指令值以合成向量成为规定值以下的方式进行限制而输出，其中，该d轴电压指令值和q轴电压指令值是基于通过所述d轴电压运算单元和所述q轴电压运算单元分别运算的所述d轴电压运算值和所述q轴电压运算值而得到的，所述电压指令值转换单元将从所述电压指令值限制单元输出的所述d轴电压指令值和所述q轴电压指令值转换为所述三相电压指令值。

而且，在本发明的同步电机的控制装置中，也可以为，所述最大线间电压运算单元根据所述直流电压和所述逆变器电路的调制度运算所述最大线间电压。