專利名稱：永磁同步電動機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定地驅(qū)動永磁同步電動機的永磁同步電動機的控制裝置，特別是一種適于在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動永磁同步電動機時的穩(wěn)定化的永磁同步電動機的控制裝置。
背景技術(shù)：
作為穩(wěn)定地起動永磁同步電動機的方法，例如有特開2004-104978號公報(專利文獻1)中所記載的永磁同步電動機的控制裝置。
上述專利文獻1的現(xiàn)有技術(shù)中，輸入d軸電流指令值、頻率指令值以及實q軸電流，進行矢量運算，生成逆變器的各個元件的開關(guān)信號。
矢量運算中使用永磁同步電動機的感應(yīng)電壓常數(shù)，但該值因永磁同步電動機的制造過程等而多少有些偏差。由于該偏差導致電動機的穩(wěn)定性下降，因此檢測出d軸電流而對感應(yīng)電壓常數(shù)進行調(diào)整。
另外，除了如上所述起動永磁同步電動機的方法之外，還可以進行只將永磁同步電動機中所加載的電壓與頻率成比例控制的V/f恒定控制。關(guān)于V/f恒定控制時的穩(wěn)定化，例如有特開2000-236694號公報(專利文獻2)中所述的方法。上述現(xiàn)有技術(shù)中，在V/f恒定控制時，將q軸電流的檢測值的變動部分，反饋給頻率指令值，從而提高穩(wěn)定性。
現(xiàn)有技術(shù)的修正感應(yīng)電壓常數(shù)進行同步運轉(zhuǎn)的方法中，雖然對永磁同步電動機的感應(yīng)電壓常數(shù)的偏差所引起的永磁同步電動機的穩(wěn)定性下降提供了對策，但沒有記載對同步運轉(zhuǎn)中的負載變動的對策。
另外，現(xiàn)有技術(shù)的V/f恒定控制中，將q軸電流的檢測值的變動部分反饋給頻率指令值，提高了對負載變動的穩(wěn)定性，但在起動時這樣的低速區(qū)域中，很容易受到永磁同步電動機的線圈電阻的影響，轉(zhuǎn)矩(torque)特性惡化。
這樣，低速時基于同步運轉(zhuǎn)的驅(qū)動方法雖然轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)秀，適于永磁同步電動機的起動，但需要采取對負載變動的對策。
專利文獻1特開2004-104978號公報專利文獻2特開2000-236694號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動永磁同步電動機時，有效地抑制負載變動的控制裝置。
本發(fā)明是一種永磁同步電動機的控制裝置，具備具有永磁體作為磁場的永磁同步電動機；根據(jù)d軸電流指令值、q軸電流指令值、以及頻率指令值求出加載給永磁同步電動機的電壓指令值的電壓指令值生成器；以及按照電壓指令值給永磁同步電動機加載電壓的電力變換電路的永磁同步電動機的控制裝置中，其特征在于在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動永磁同步電動機時，檢測出永磁同步電動機的q軸電流，對所檢測出的q軸電流值乘以增益，將其運算結(jié)果從頻率指令值中減去，對頻率指令值進行修正。
通過本發(fā)明，能夠抑制永磁同步電動機的速度變動。


圖1為本發(fā)明的相關(guān)永磁同步電動機的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖2為本發(fā)明的實施例1中的電力變換電路的結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明的實施例1中的變動抑制器(類型2)的結(jié)構(gòu)圖。
圖4為本發(fā)明的實施例1中的變動抑制器(類型3)的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明的實施例2中的電動機控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明的實施例2中的電流檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為本發(fā)明的實施例2中的直流電流IDC檢測機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖8為說明根據(jù)直流電流再現(xiàn)電動機電流的方法的波形圖。
圖9為將本發(fā)明適用于洗衣機的驅(qū)動系統(tǒng)時的洗衣機的模式圖。
圖10為沒有變動抑制器10的情況下的波特圖。
圖11為有變動抑制器10的情況下的波特圖。
圖中1-永磁同步電動機的控制裝置，3-電壓指令值生成器，5-電力變換電路，6-永磁同步電動機，10-變動抑制器，12-電流檢測機構(gòu)，21-開關(guān)元件，41-永磁同步電動機的電流再現(xiàn)運算器，46-電流檢測電路，200-洗衣機，201-驅(qū)動用電動機(永磁同步電動機)，205-攪拌翼(振動機(pulsator))，206-洗滌槽。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的相關(guān)永磁同步電動機的控制裝置的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖1中，永磁同步電動機的控制裝置1，大體上具有求出永磁同步電動機中所流動的q軸電流的電流檢測機構(gòu)12、輸入由電流檢測機構(gòu)12所檢測出的電流并輸出最終加載給永磁同步電動機6的3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)的控制部2、以及將依照3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)的電壓加載給永磁同步電動機6的電力變換電路5。
電流檢測機構(gòu)12，具有檢測出永磁同步電動機的電流的電流檢測機構(gòu)(7a、7b)，以及將所檢測出的電流從3相軸坐標變換成d/q軸，求出Iq以及Id電流的3φ/dq變換器8。檢測出永磁同步電動機的電流的機構(gòu)中有好幾個方法。關(guān)于具體的方法將在后面所述的實施例中說明。
控制部2具有輸入q軸電流的檢測值Iq，乘以控制增益并輸出的變動抑制器10；從頻率指令值ω*中減去變動抑制器10的輸出值，輸出第2頻率指令值ω**的減法器11a；使用d軸與q軸電流指令值(Id*與Iq*)以及第2頻率指令值ω**，進行矢量運算，輸出d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)的電壓指令值生成器3；輸出將d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)從d/q軸坐標變換成3相軸并加載給永磁同步電動機6的3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)的dq/3φ變換器4；以及對頻率指令值ω*進行積分并輸出磁極位置θ的積分器9。
控制部2多由微型計算機或DSP(Digital Signal Processor)等半導體集成電路(運算控制機構(gòu))構(gòu)成，運算處理通過軟件來描述。
電力變換電路5如圖2所示，具有開關(guān)元件21、直流電壓源20以及驅(qū)動電路23。
開關(guān)元件由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或功率MOS FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)等半導體元件構(gòu)成。
開關(guān)元件連接為構(gòu)成U相、V相、W相的上下臂，各個上下臂的接點布線到永磁電動機6。開關(guān)元件21對應(yīng)于由驅(qū)動電路23所輸出的脈沖狀PWM脈沖信號(22a、22b、22c)，進行開關(guān)動作。通過對直流電壓源進行開關(guān)，將任意頻率的交流電壓加載給永磁電動機6，驅(qū)動電動機。
對本發(fā)明的相關(guān)永磁同步電動機的實施例1進行說明。
首先對照圖1，對求出永磁同步電動機中所流通的q軸電流的電流檢測機構(gòu)12進行說明。
電流檢測機構(gòu)12，由檢測出3相交流電流的檢測機構(gòu)，以及將3相軸變換成dq軸并求出d軸與q軸電流的機構(gòu)構(gòu)成。作為檢測出3相交流電流的檢測機構(gòu)，本發(fā)明中使用電流檢測電路(7a與7b)來檢測出永磁同步電動機中所流通的3相交流電流內(nèi)的U相與W相。
由于永磁同步電動機6為Y型連接，因此永磁同步電動機中所流通的交流電流只要檢測出2相以上就可以。另外，所檢測的相的組合不管是哪一種組合都可以。電流檢測機構(gòu)，例如可以使用CT(Current Transfar)、電流檢測電阻(分流電阻)、采用了霍爾元件的電流傳感器等。
將3相軸變換成dq軸并求出d軸與q軸電流的機構(gòu)，本實施例中使用3φ/dq變換器8。3φ/dq變換器8，將電流檢測電路(7a與7b)所檢測出的2相的交流電流，按照通過積分器9對頻率指令值ω*進行積分所得到的磁極位置θ，坐標變換成d軸電流與q軸電流，將q軸電流的檢測值Iq輸出給變動抑制器10。
接下來，對照圖1對控制部2進行說明。控制部2通過給所輸入的q軸電流的檢測值Iq乘以控制增益，并從頻率指令值ω*中減去其運算結(jié)果而對頻率指令值進行修正，作為新的第2頻率指令值ω**。使用預(yù)先所給出的d軸與q軸電流指令值(Id*以及Iq*)與第2頻率指令值ω**，進行矢量運算，計算出d軸與q軸電壓指令值(Vd*以及Vq*)，通過這樣能夠抑制負載變動所引起的速度變動。
使用圖10的波特圖對速度變動的抑制進行說明。圖10為沒有變動抑制器10的情況下，從加載給永磁同步電動機的q軸電壓指令值Vq*到電動機的轉(zhuǎn)速ωr的傳遞函數(shù)的波特圖。
根據(jù)圖10，隨著永磁同步電動機的慣性增大，增益的峰值也增大，從而變?yōu)檎駝?。另外，增益變?yōu)榉逯档念l率，也隨著慣性增大而降低。
因此，慣性越大則低頻中的振動越大。與此相對，圖11中示出了添加了變動抑制器10的情況下，從加載給永磁同步電動機的q軸電壓指令值Vq*到永磁同步電動機的轉(zhuǎn)速ωr的傳遞函數(shù)的波特圖。
圖11為變動抑制器10的控制增益，使用比例增益Kdp的情況下的波特圖。根據(jù)圖11，通過添加變動抑制器10，增益的峰值減小。通過這樣能夠抑制速度變動。
本實施例中，變動抑制器10的控制增益，使用比例增益Kdp。也即，將所輸入的q軸電流的檢測值Iq放大Kdp倍，輸出給減法器11a。減法器11a從頻率指令值ω*中減去變動抑制器10的運算結(jié)果，修正頻率指令值。也即，本實施例中，第2頻率指令值ω**通過下式(1)求出。
公式1ω**＝ω*-Kdp×Iq …公式1比例增益Kdp既可以使用預(yù)先給出的恒定值，又可以根據(jù)所驅(qū)動的永磁同步電動機6或負載條件適當變更其值。
對照圖3，對采用對應(yīng)于所驅(qū)動的永磁同步電動機6變更比例增益Kdp的構(gòu)成的變動抑制器(類型2)36進行說明。
變動抑制器(類型2)36，由選擇或運算控制增益的控制增益運算器31、事先存儲有多種控制增益或控制增益運算式的存儲器32、以及將所輸入的q軸電流的檢測值Iq與比例增益Kdp相乘的乘法器33構(gòu)成。存儲器32不需要位于變動抑制器(類型2)36中，位于永磁同步電動機的控制裝置1的任何位置都可以。
控制增益運算器31，使用所輸入的關(guān)于永磁同步電動機的信息(例如電動機常數(shù)、電動機型號、驅(qū)動條件、負載特性等)，從存儲器32中所存儲的數(shù)種比例增益中選擇最適當?shù)谋壤鲆鍷dp，輸出給乘法器33。
存儲器32中不但存儲比例增益Kdp，還能夠存儲其他控制增益(微分增益、不完全微分增益)，輸出給乘法器33。在存儲器32中存儲有控制增益運算式的情況下，計算出最佳比例增益Kdp，輸出給乘法器33。
乘法器33將所輸入的q軸電流的檢測值Iq與控制增益Kdp相乘，輸出運算結(jié)果。
進而，變動抑制器10還可以具有通信機構(gòu)。變動抑制器(類型3)37如圖4所示，由控制增益通信機構(gòu)34，與將所輸入的q軸電流的檢測值Iq與比例增益Kdp相乘的乘法器35構(gòu)成。
控制增益通信機構(gòu)34，適當接收比例增益Kdp，輸出給乘法器35。乘法器35將所輸入的q軸電流的檢測值Iq與控制增益Kdp相乘，輸出運算結(jié)果。
電壓指令值生成器3，根據(jù)基于減法器11a的輸出的第2頻率指令值ω**，以及d軸與q軸電流指令值(Id*與Iq*)，按照下式(2)進行矢量運算，計算出d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)。將所計算出的d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)，輸出給dq/3φ變換器4。
公式2Vd*＝R×Id*-ω**×Lq×Iq*Vq*＝R×Iq*+ω**×Ld×Id*+ω**×Ke …公式2這里，R為永磁同步電動機6的線圈電阻，Ld為d軸電感，Lq為q軸電感，Ke為感應(yīng)電壓常數(shù)。
dq/3φ變換器4中，將d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)，按照通過積分器9對頻率指令值ω*進行積分所得到的磁極位置θ，變換成3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)，輸出給電力變換電路5。
接下來，對照圖2對電力變換電路5進行說明。
電力變換電路5由開關(guān)元件21、直流電壓源20、以及驅(qū)動電路23構(gòu)成。本實施方式中，開關(guān)元件21使用IGBT構(gòu)成。
分別構(gòu)成U相、V相、W相的上下臂。之后，各個上下臂的接點連接到永磁電動機6。該永磁同步電動機6，例如轉(zhuǎn)子由永磁體構(gòu)成，在該轉(zhuǎn)子的周圍設(shè)有多個用來形成交流磁場的線圈，各個線圈與開關(guān)元件21的上下臂的接點相連接。
驅(qū)動電路23對所輸入的3相的電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)進行放大，將控制各個開關(guān)元件21的開關(guān)動作的脈沖狀PWM脈沖信號(22a、22b、22c)輸出給各個開關(guān)元件。
這樣，給q軸電流的檢測值Iq乘以控制增益(比例增益Kdp)，并將其運算結(jié)果從頻率指令值ω*中減去而對頻率指令值進行修正，計算出新的第2頻率指令值ω**。使用該第2頻率指令值ω**與預(yù)先所給出的d軸與q軸電流指令值(Id*以及Iq*)，進行矢量運算，計算出d軸與q軸電壓指令值(Vd*以及Vq*)，通過這樣能夠抑制負載變動所引起的速度變動。
對照圖5～圖8對本發(fā)明的相關(guān)永磁同步電動機的實施例2進行說明。
檢測出永磁同步電動機中所流通的d軸與q軸電流的電流檢測機構(gòu)12a，以及輸入由電流檢測機構(gòu)12a所檢測出的電流并輸出最終加載給永磁同步電動機6的3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)的控制部2a的構(gòu)成，與實施例1不同。本實施例中，使用d軸與q軸電流的檢測值，最終求出3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)。
首先，對檢測出電動機中所流通的d軸與q軸電流的電流檢測機構(gòu)12a進行說明。
如圖6所示，電流檢測機構(gòu)12a，由電流檢測電路7c、根據(jù)由電流檢測電路7c所檢測出的直流電流IDC再現(xiàn)3相交流電流(Iu、Iv、Iw)的永磁同步電動機的電流再現(xiàn)運算器41、以及將3相軸變換成dq軸并計算出d軸與q軸電流(Id與Iq)的3φ/dq變換器8a構(gòu)成。
本實施例中，檢測出電力變換裝置5a的直流電流IDC的機構(gòu)，使用采用了電流檢測電阻45的構(gòu)成(圖7)。
檢測出直流電流IDC的電流檢測電路46，將電流檢測電阻45兩端的電壓輸入給運算放大器44并檢測出來。運算放大器44，例如由運算放大器等IC(Integrated Circuit)構(gòu)成。
如果開關(guān)元件21由通過將IPM(Intelligent Power Module)等6個開關(guān)元件收納在1個封裝里的模塊構(gòu)成，則很多情況下該封裝中內(nèi)置有用于保護開關(guān)元件的分流電阻。這種情況下，不需要添加新的用于電流檢測的電流檢測電阻，能夠削減部件數(shù)目，節(jié)省空間。
接下來，對照圖8，對根據(jù)由電流檢測電路46所檢測出的直流電流IDC再現(xiàn)3相交流電流(Iu、Iv、Iw)的永磁同步電動機的電流再現(xiàn)運算器41a進行說明。
圖8中，示出了基準三角波100、各相的電壓指令信號(101a、101b、101c)、成為各相的逆變器驅(qū)動信號的PWM脈沖信號(22a、22b、22c)，以及各相的輸入電流(102a～d)，以及電流檢測電阻45中所流通的直流電流IDC。
從圖8可以得知，電力變換裝置5a的直流電流IDC，對應(yīng)于各相的IGBT的開關(guān)狀態(tài)進行變化。圖8中，各相IGBT的驅(qū)動信號(22a、22b、22c)，在為High電平時，將各相的上臂接通，在為Low電平時，將各相的下臂接通。
實際上給各相的上臂與下臂分別加載獨立的PWM脈沖信號，控制開關(guān)動作，但圖8中進行了簡易顯示。另外，圖8中，為了便于說明而沒有設(shè)置空載時間(dead time)，但實際上為了讓各相的上下臂不短路而設(shè)有空載時間。
圖8中，在只有W相下臂被接通而U相與V相的上臂被接通的區(qū)間A與D中，能夠觀測逆極性的W相輸入電流。另外，在V相與W相的下臂被接通而只有U相的上臂被接通的區(qū)間B與C中，能夠觀測同極性的W相輸入電流。
永磁同步電動機的電流再現(xiàn)運算器41a中具有采樣保持(sample hold)功能，按照圖8的區(qū)間A～D所示的采樣保持信號Tsamp，對電力變換裝置5a的直流電流IDC進行采樣保持，通過將各個區(qū)間的電力變換裝置5a的直流電流IDC組合起來，輸出3相交流的電動機電流。
這樣，在A～D區(qū)間中觀測對應(yīng)于各相IGBT的開關(guān)狀態(tài)進行變化的直流電流IDC，通過將各個區(qū)間的電力變換裝置5a的直流電流IDC組合起來，能夠再現(xiàn)3相交流的電動機電流。
另外，本實施例中，示出了使用電流檢測電阻45作為檢測電力變換裝置5a的直流電流IDC的機構(gòu)的情況，但此外的方法中，還可以通過采用CT或霍爾元件等的電流傳感器等來進行檢測，此時也一樣，通過將圖8中所示的區(qū)間A～D的電力變換裝置5a的直流電流IDC組合起來，能夠再現(xiàn)3相交流的永磁同步電動機電流。
接下來，對照圖5對控制部2a進行說明。
控制部2a具有從d軸電流指令值Id*減去d軸電流的檢測值Id的減法器11b；輸入減法器11b的運算結(jié)果，乘以控制增益并輸出第2d軸電流指令值Id**的d軸電流控制器42；從q軸電流指令值Iq*減去q軸電流的檢測值Iq的減法器11c；輸入減法器11c的運算結(jié)果，乘以控制增益并輸出第2q軸電流指令值Iq**的q軸電流控制器43；輸入第2q軸電流指令值Iq**，乘以控制增益并輸出的變動抑制器40；從頻率指令值ω*中減去變動抑制器40的輸出值，輸出第2頻率指令值ω**的減法器11d；使用第2d軸與q軸電流指令值(Id**與Iq**)以及第2頻率指令值ω**，進行矢量運算，輸出d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)的電壓指令值生成器3a；輸出將d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)從d/q軸坐標變換成3相軸，并加載給永磁同步電動機6的3相電壓指令值(Vu*、Vv*、Vw*)的dq/3φ變換器4；以及對頻率指令值ω*進行積分并輸出磁極位置θ的積分器9。
本實施例中，分別從電流指令值(Id*與Iq*)減去d軸與q軸電流的檢測值(Id與Iq)，為了流通依照電流指令值的電流而修正電流指令值，生成第2d軸與q軸電流指令值(Id**與Iq**)，同時給第2q軸電流指令值Iq**乘以控制增益，并將其運算結(jié)果從頻率指令值ω*中減去，通過這樣來修正頻率指令值，作為新的第2頻率指令值ω**。使用該第2電流指令值(Id**與Iq**)與第2頻率指令值ω**，進行矢量運算，計算出d軸與q軸電壓指令值(Vd*以及Vq*)，通過這樣能夠進行電流控制，抑制負載變動所引起的速度變動。
本實施例中，d軸與q軸電流控制器(42與43)的控制增益，使用比例積分增益。也即，通過下面的式(3)與(4)求出。
公式3Id**＝Kpd×ΔId+Kid×(1/s)×ΔId …公式公式4Iq**＝Kpq×ΔIq+Kiq×(1/s)×ΔIq …公式4這里，ΔId是(Id*-Id)，ΔIq是(Iq*-Iq)，s是拉普拉斯算符。
變動抑制器40的控制增益，使用不完全微分增益(Kdp/(1+Tdp×s))。也即，對所輸入的第2q軸電流指令值Iq**進行不完全微分運算，輸出給減法器11d。減法器11d從第2頻率指令值ω**中減去變動抑制器40的運算結(jié)果，修正頻率指令值。也即，本實施例中，通過下面的公式(5)求出第2頻率指令值ω**。
公式5ω**＝ω*-{Kdp/(1+Tdp×s)}×Iq**…公式5電壓指令值生成器3a，根據(jù)基于減法器11d的輸出的第2頻率指令值ω**，以及第2d軸與q軸電流指令值(Id**與Iq**)，按照下式(6)進行矢量運算，計算出d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)。與實施例1相比，運算所使用的電流指令值不同。
公式6Vd*＝R×Id**-ω**×Lq×Iq**Vq*＝R×Iq**+ω**×Ld×Id**+ω**×Ke …公式6將所計算出的d軸與q軸電壓指令值(Vd*與Vq*)，輸出給dq/3φ變換器4。
這樣，本實施例中，從電力變換電路5a的直流電流IDC檢測出d軸與q軸電流，分別進行電流控制，同時使用第2電流指令值修正頻率指令，通過這樣能夠抑制負載變動所引起的速度變動。
對照圖9對本發(fā)明的相關(guān)永磁同步電動機的控制裝置的實施例3進行說明。
圖9為說明將本發(fā)明的永磁同步電動機的控制裝置201適用于洗衣機的驅(qū)動系統(tǒng)時的洗衣機200的模式圖。
洗衣機200，在水槽208中設(shè)有洗滌槽206與攪拌翼(振動機)205，洗滌槽206與攪拌翼205由電動機203驅(qū)動。至于驅(qū)動洗滌槽206與攪拌翼205中的哪一個，在洗滌工序中由離合器(clutch)部204切換。
另外，離合器部204還可以設(shè)有減速機構(gòu)。永磁同步電動機的控制裝置201，經(jīng)布線202給永磁同步電動機203加載交流電壓進行驅(qū)動。
作為抑制洗滌工序中的水槽208或洗滌槽206的振動的手段，采用通過吊棒(210a與210b)將水槽208的外框吊起的構(gòu)成，并且水槽208側(cè)有振動衰減機構(gòu)(209a與209b)，降低洗滌工序中的振動。
進而，洗滌槽206中設(shè)有平衡環(huán)207，降低洗滌物的不平衡所引起的振動。此外，通過在洗衣機的驅(qū)動系統(tǒng)中使用基于本發(fā)明的電動機控制裝置，能夠抑制因速度變動等所引起的振動。
以下列舉出上述本發(fā)明的特征。
(1).本發(fā)明是一種具有具有永磁體作為磁場的永磁同步電動機；根據(jù)d軸電流指令值、q軸電流指令值、以及頻率指令值求出加載給永磁同步電動機的電壓指令值的電壓指令值生成器；以及按照電壓指令值給永磁同步電動機加載電壓的電力變換電路的永磁同步電動機的控制裝置中，其特征在于在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動永磁同步電動機時，檢測出永磁同步電動機的q軸電流，對所檢測出的q軸電流值乘以增益，將其運算結(jié)果從上述頻率指令值中減去，修正頻率指令值。
通過該構(gòu)成，在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動永磁同步電動機時，檢測出q軸電流，通過這樣能夠檢測出負載變動部分。將給相當于負載變動部分的q軸電流的檢測值乘以增益所得到的值，從頻率指令值中減去，從而能夠?qū)?yīng)于負載變動自動地調(diào)整頻率指令值，穩(wěn)定地進行驅(qū)動。
(2).本發(fā)明檢測出d軸電流與q軸電流，對所檢測出的d軸電流值取其與d軸電流指令值的差值，對q軸電流值取其與q軸電流指令值的差值，求出使得該差值為零的第2d軸電流指令值與第2q軸電流指令值，對第2q軸電流值乘以增益，將其運算結(jié)果從頻率指令值中減去，修正頻率指令值。
通過該構(gòu)成，檢測出d軸電流與q軸電流，并取各個電流的檢測值與d軸及q軸電流指令值的差值，求出使得該差值為零的第2d與q軸電流指令值，使用它來運算電壓指令值，通過這樣，能夠在電動機中流通所希望的電流。此外，通過對第2q軸電流值乘以增益，將其運算結(jié)果從頻率指令值中減去，修正頻率指令值，還能夠?qū)?yīng)負載條件的變化。
(3).本發(fā)明中，與q軸電流檢測值相乘的增益，是比例增益或微分增益或不完全微分增益中的任一個。
通過該構(gòu)成，通過讓與q軸電流的檢測值或第2q軸電流指令值相乘的增益采用比例增益，能夠通過對控制部的最小限度的運算負荷來抑制負載變動。另外，通過讓與q軸電流的檢測值或第2q軸電流指令值相乘的增益采用微分增益或不完全微分增益，能夠消除速度偏差，抑制負載變動。
(4).本發(fā)明中，永磁同步電動機中所流通的上述q軸電流，根據(jù)電力變換裝置的直流側(cè)所流通的電流求出。
通過該構(gòu)成，如果從電力變換電路的直流電流檢測出q軸電流，則能夠省略電動機電流傳感器，實現(xiàn)電動機控制裝置的省空間化。
(5).本發(fā)明中，與q軸電流的檢測值或第2q軸電流指令值相乘的增益，使用所驅(qū)動的永磁電動機的信息來決定。具體地說，是確定電動機的型號、電動機的線圈電阻、極數(shù)、感應(yīng)電壓常數(shù)、發(fā)電常數(shù)、慣性、d軸電流指令值、q軸電流指令值。這些值中，具有存儲至少一個信息的存儲機構(gòu)或接收信息的通信機構(gòu)，使用該存儲機構(gòu)或通信機構(gòu)所得到的永磁同步電動機的相關(guān)信息，決定增益。
通過該構(gòu)成，如果與q軸電流的檢測值或第2q軸電流指令值相乘的增益，使用所驅(qū)動的永磁電動機的信息來決定，則即使在永磁電動機的負載條件發(fā)生了變化的情況下，也能夠馬上進行對應(yīng)，從而能夠持續(xù)負載變動抑制效果。
(6).本發(fā)明，在具有對攪拌翼或洗滌脫水槽進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的永磁同步電動機的洗衣機中，特征在于使用上述控制裝置進行控制。
通過該構(gòu)成，能夠在洗衣或漂洗或脫水的全工序中，抑制負載變動，防止失調(diào)，實現(xiàn)穩(wěn)定的洗滌工序。
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電動機的控制裝置，具備具有永磁體作為磁場的永磁同步電動機；根據(jù)d軸電流指令值、q軸電流指令值、以及頻率指令值求出加載給所述永磁同步電動機的電壓指令值的電壓指令值生成器；以及按照所述電壓指令值給所述永磁同步電動機加載電壓的電力變換電路，在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動所述永磁同步電動機時，檢測出永磁同步電動機的q軸電流，對所檢測出的q軸電流值乘以增益，將其運算結(jié)果從所述頻率指令值中減去，修正頻率指令值。
2.如權(quán)利要求1所述的永磁同步電動機的控制裝置，其特征在于，檢測出d軸電流以及所述q軸電流，對所檢測出的d軸電流值取其與所述d軸電流指令值的差值，對q軸電流值取其與所述q軸電流指令值的差值，求出使得該差值為零的第2d軸電流指令值與第2q軸電流指令值，對所述第2q軸電流指令值乘以增益，將其運算結(jié)果從所述頻率指令值中減去，修正頻率指令值。
3.如權(quán)利要求1所述的永磁同步電動機的控制裝置，其特征在于，所述與q軸電流檢測值相乘的增益，是比例增益或微分增益或不完全微分增益中的任一個。
4.如權(quán)利要求1所述的永磁同步電動機的控制裝置，其特征在于，所述永磁同步電動機中所流通的所述q軸電流，根據(jù)所述電力變換電路的直流側(cè)所流通的電流求出。
5.如權(quán)利要求1所述的永磁同步電動機的控制裝置，其特征在于，具有對所驅(qū)動的所述永磁同步電動機的相關(guān)信息中的至少1個進行存儲的存儲機構(gòu)或接收信息的通信機構(gòu)，使用由所述存儲機構(gòu)或所述通信機構(gòu)所得到的所述永磁同步電動機的相關(guān)信息，決定與所述q軸電流的檢測值相乘的增益。
6.一種洗衣機，具有對攪拌翼或洗滌脫水槽進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的永磁同步電動機，使用權(quán)利要求1中所述的永磁同步電動機的控制裝置，控制所述永磁同步電動機的運轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動永磁同步電動機時，有效地抑制速度的控制裝置。本發(fā)明是一種具有具有永磁體作為磁場的永磁同步電動機；根據(jù)d軸電流指令值、q軸電流指令值、以及頻率指令值求出加載給上述永磁同步電動機的電壓指令值的電壓指令值生成器；以及按照上述電壓指令值給上述永磁同步電動機加載電壓的電力變換電路的永磁同步電動機的控制裝置，其特征在于，在通過同步運轉(zhuǎn)模式起動上述永磁同步電動機時，檢測出永磁同步電動機的q軸電流，對所檢測出的q軸電流值乘以增益，將其運算結(jié)果從上述頻率指令值中減去，修正頻率指令值。
文檔編號H02P6/18GK1897456SQ20061010642
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者鈴木尚禮, 戶張和明, 金子大吾, 遠藤常博, 山崎明 申請人:日立空調(diào)·家用電器株式會社