[发明专利]电机的初始磁极位置检测方法和装置、电力变换装置

说明书

本发明公开了一种电机的初始磁极位置检测方法和装置、电力变换装置，其中，电机是具备电气凸极特性的永磁同步电机。初始磁极位置检测方法包括：对所述电机施加用于检测初始磁极相位的探测信号，基于所述电机的驱动电压或驱动电流来估计所述电机的临时磁极相位；对估计出的所述临时磁极相位相加预定角度；以及从相加后的临时磁极相位对所述电机施加所述探测信号，基于所述电机的驱动电压或驱动电流来确定所述电机的磁极相位。根据本发明，能够可靠保证电机的起动。

本分案申请是申请号为201610835960.9、申请日为2016年9月20日、申请人为株式会社安川电机的发明专利的分案申请，该发明专利申请的发明名称为“电机的初始磁极位置检测方法和装置、电力变换装置”。

技术领域

本发明涉及一种电机的初始磁极位置检测方法和装置、电力变换装置、控制装置以及控制方法。

背景技术

在不利用传感器的情况下估计永磁同步电机的转子的磁极相位的方法已知有很多种。

例如，有利用内置式永磁无刷电机的电气凸极性的估计方法。举例说，向作为电机的控制轴的γ轴施加高频信号，观测从γ轴分别偏移±45°的轴上的电流值，并旋转γδ坐标，以使该两个轴上的电流值一致。

另外，还已知一种转子磁极相位估计方法，通过在γ轴上重叠脉冲电压，观测此时δ轴上产生的电流I_δ的符号，并根据该符号来旋转γδ坐标，以使γ轴与d轴一致。

然而，在实现本发明的过程中，本发明的发明人发现了上述的磁极相位估计方法至少存在如下问题。当通过上述的磁极相位估计方法估计初始磁极位置时，原理上收敛于γ轴(估计磁极相位)与d轴(实际磁极相位)之间的误差相位θ_e＝0°、180°的相位上。然而实际上也存在收敛于误差相位θ_e＝±90°的相位的情况。如果误差相位最初就在±90°附近，或者在初始磁极位置估计中因为一些影响而接近到θ_e＝±90°附近，那么估计就容易停滞。一旦停滞在误差相位θ_e＝±90°的相位，则即使为了起动电机而施加转矩电流I_δ，实际上是向d轴施加了电流，从而难以产生转矩。这样，当起动电机时可能发生转矩缺失或不足，或者发生冲击(shock)，甚至还有可能发生电机反转。

发明内容

鉴于上述的技术问题，本发明提供一种永磁同步电机的初始磁极位置检测方法和装置、控制装置以及控制方法，可估计能够可靠保证电机起动的磁极相位。

根据本发明的一个方面，提供一种电机的初始磁极位置检测方法。其中，电机是具备电气凸极特性的永磁同步电机。所述初始磁极位置检测方法包括：对所述电机施加用于检测初始磁极相位的探测信号，基于所述电机的驱动电压或驱动电流来估计所述电机的临时磁极相位；对估计出的所述临时磁极相位相加预定角度；以及在相加后的临时磁极相位的方向上对所述电机施加所述探测信号，基于所述电机的驱动电压或驱动电流来确定所述电机的磁极相位。

所述预定角度是排除(n×90°－5°)至(n×90°+5°)的区间后的范围内的角度，其中n为0、1、2、3。优选地，选择﹢45°、﹣45°、﹢315°、﹣315°的群中的任一角度作为预定角度，这样在第二次磁极估计时更容易收敛到d轴或-d轴的一者上，即0°和180°的任意角度上。

根据本发明的一个方面，临时磁极相位的估计和磁极相位的确定采用相同的磁极估计方法，分别包括：获取所述电机的驱动电压或驱动电流的分别从所述探测信号的施加相位偏移±45°的方向上的正偏移分量和负偏移分量，根据所述正偏移分量与所述负偏移分量的大小偏差，以预定的第一修正角修正所述临时磁极相位，直至所述正偏移分量与所述负偏移分量的大小一致。此时，探测信号可以是正弦波的电流或电压。