馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法
【專利摘要】一種馬達(dá)控制裝置，從電流指令值生成電壓指令值，利用向馬達(dá)流動(dòng)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制，所述馬達(dá)控制裝置包括：速度控制部，其進(jìn)行所述馬達(dá)的速度控制；電壓測(cè)定部，其基于所述馬達(dá)以一定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述速度控制部的輸出，測(cè)定所述電壓指令值；修正值計(jì)算部，其基于被測(cè)定的所述電壓指令值，計(jì)算出針對(duì)所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置的修正值。
【專利說(shuō)明】馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法。
[0002]本申請(qǐng)基于2011年10月21日在日本申請(qǐng)的特愿2011-231883號(hào)要求優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]在控制三相無(wú)刷馬達(dá)時(shí)，通常不通過(guò)UVW三相進(jìn)行控制，而是對(duì)UVW三相進(jìn)行坐標(biāo)變換，變換為d軸q軸的二軸坐標(biāo),通過(guò)d軸q軸的二相進(jìn)行控制。
[0004]在此，簡(jiǎn)單說(shuō)明進(jìn)行坐標(biāo)變換，變換為d軸和q軸的二軸坐標(biāo)的dq矢量控制。dq矢量控制通過(guò)以轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)方向?yàn)閐軸、與d軸正交的方向?yàn)閝軸的dq坐標(biāo)系上的等效電路進(jìn)行馬達(dá)的控制處理。這樣的控制馬達(dá)的馬達(dá)控制裝置，例如，利用PI (ProportionalIntegral ;比例積分)控制,通過(guò)反饋控制控制d軸指令電壓Vd*及q軸指令電壓Vq*,使d軸的檢測(cè)電流Id以及q軸的檢測(cè)電流Iq跟隨d軸指令電流Id*及q軸指令電流Iq*。
[0005]作為上述的馬達(dá)具有的檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度位置的角度檢測(cè)器，所使用的角度檢測(cè)器使旋轉(zhuǎn)變壓器和角度檢測(cè)電路結(jié)合而檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度。旋轉(zhuǎn)變壓器是利用轉(zhuǎn)子線圈和定子線圈的相位差來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置。旋轉(zhuǎn)變壓器通過(guò)在轉(zhuǎn)子線圈施加正弦波信號(hào)(Esin(cot) (E是正弦波的振幅，ω是勵(lì)磁頻率))來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。在所述磁場(chǎng)中，在相互垂直放置的兩個(gè)定子線圈上，產(chǎn)生在各自的線圈具有相位差的電壓(KEsin(cot) Xsin( Θ )、KE sin(cot) Xcos( θ ))。旋轉(zhuǎn)變壓器利用所述定子線圈的輸出檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度Θ。并且，馬達(dá)控制裝置基于檢測(cè)出的旋轉(zhuǎn)角度Θ控制馬達(dá)的電流。
[0006]但是，在安裝有這樣的角度檢測(cè)器的馬達(dá)中，在角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置之間會(huì)產(chǎn)生由旋轉(zhuǎn)變壓器的制造精度引起的誤差以及由旋轉(zhuǎn)變壓器的安裝引起的誤差
坐寸ο
[0007]因此，專利文獻(xiàn)I所述的馬達(dá)控制裝置使d軸及q軸的各電流指令值為零，從外部旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。在這種情況下，雖然在馬達(dá)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，但是馬達(dá)控制裝置控制馬達(dá)，使電流為零。因此，馬達(dá)控制裝置通過(guò)控制使d軸電流Id、q軸電流Iq成為零，由此，在角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置之間的相位產(chǎn)生了偏差的情況下，只產(chǎn)生q軸電壓Vq，而d軸電壓Vd成為零。
[0008]但是，在角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置之間的相位產(chǎn)生了偏差的情況下，將產(chǎn)生d軸電壓Vd。專利文獻(xiàn)I所述的馬達(dá)控制裝置，求出使d軸電流Id及q軸電流Iq成為零的d軸指令電壓Vd*和q軸指令電壓Vq*,計(jì)算使求出的d軸指令電壓Vd*成為零的偏移量Λ Θ。并且，在專利文獻(xiàn)I所述的馬達(dá)控制裝置中，利用計(jì)算出的偏移量，修正角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置之間產(chǎn)生的偏差。
[0009]此外，專利文獻(xiàn)2所述的馬達(dá)控制裝置將q軸電流Iq控制為零，使d軸電流Id流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。在這種情況下，q軸電流Iq是產(chǎn)生扭矩的電流，d軸電流Id是勵(lì)磁電流。因此，在角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置之間沒有產(chǎn)生偏差的情況下，就算使q軸電流Iq為零而使d軸電流Id流動(dòng)，也不產(chǎn)生扭矩。但是，在角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置之間產(chǎn)生有偏差的情況下，如果使q軸電流Iq為零而使d軸電流Id流動(dòng)，則會(huì)產(chǎn)生扭矩。因此，在專利文獻(xiàn)2所述的馬達(dá)控制裝置中，在將q軸電流Iq控制為零，使d軸電流Id流動(dòng)，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)時(shí)，進(jìn)行調(diào)整，使扭矩成為零，由此，修正在角度檢測(cè)器和同步馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置的由于組裝的位置偏差、制造誤差等產(chǎn)生的偏差。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)1:(日本)特許第3789895號(hào)公報(bào)
[0013]專利文獻(xiàn)2:(日本)特開2002-374692號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明要解決的課題
[0015]但是，專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，利用從二相到三相的變換器，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行坐標(biāo)變換，變換為d軸和q軸的二軸坐標(biāo)。另一方面，在專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，基于生成的指令值在驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的PWM(脈沖寬度調(diào)制)變換器中也產(chǎn)生延遲。其結(jié)果是，在專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，這些延遲量對(duì)偏移調(diào)整的精度產(chǎn)生影響，所以存在不能高精度地控制馬達(dá)的問(wèn)題。此外，在專利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，雖然從指令電壓值計(jì)算偏移調(diào)整量，但由于指令電壓容易受到噪聲、高頻的影響，所以存在不能高精度地控制馬達(dá)的問(wèn)題。
[0016]此外，在專利文獻(xiàn)2所述的技術(shù)中，由于是利用扭矩進(jìn)行修正，所以如果在馬達(dá)及與馬達(dá)連接著的負(fù)荷存在摩擦，該摩擦將影響扭矩，在修正值產(chǎn)生誤差，存在不能高精度地控制馬達(dá)的問(wèn)題。
[0017]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種能夠高精度地控制馬達(dá)的馬達(dá)控制裝置及馬達(dá)控制方法，
[0018]解決課題的技術(shù)方案
[0019]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置從電流指令值生成電壓指令值，利用向馬達(dá)流動(dòng)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制，所述馬達(dá)控制裝置包括:速度控制部，其進(jìn)行所述馬達(dá)的速度控制；電壓測(cè)定部，其基于所述馬達(dá)以一定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述速度控制部的輸出，測(cè)定所述電壓指令值；修正值計(jì)算部，其基于被測(cè)定的所述電壓指令值，計(jì)算出針對(duì)所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置的修正值。
[0020]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述修正值計(jì)算部將計(jì)算出的所述修正值和與所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)值相加，生成表示旋轉(zhuǎn)位置的值，所述速度控制部基于所述生成的表示旋轉(zhuǎn)位置的值，控制所述馬達(dá)。
[0021 ] 此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述電壓指令值是d軸電壓指令值及q軸電壓指令值，在所述馬達(dá)基于速度指令值進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述電壓測(cè)定部測(cè)定所述d軸電壓指令值及所述q軸電壓指令值，所述修正值計(jì)算部，基于所述馬達(dá)進(jìn)行正旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述被測(cè)定的所述d軸電壓指令值和所述q軸電壓指令值的相位，將第一修正值作為所述修正值進(jìn)行計(jì)算。
[0022]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述修正值計(jì)算部將第二修正值作為所述修正值進(jìn)行計(jì)算，所述第二修正值是基于所述馬達(dá)進(jìn)行負(fù)旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述被測(cè)定的所述d軸電壓指令值和所述q軸電壓指令值的相位而計(jì)算的。[0023]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述速度控制部進(jìn)行控制，使在所述馬達(dá)的正旋轉(zhuǎn)中的所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度和在所述馬達(dá)的負(fù)旋轉(zhuǎn)中的所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度的絕對(duì)值相等，所述修正值計(jì)算部計(jì)算被算出的所述第一修正值和第二修正值的平均來(lái)算出所述修正值。
[0024]此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述修正值計(jì)算部利用下式計(jì)算所述修正值、所述第一修正值及所述第二修正值。
[0025][數(shù)1]
[0026]
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)控制裝置，其特征在于，從電流指令值生成電壓指令值，利用向馬達(dá)流動(dòng)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制，所述馬達(dá)控制裝置包括: 速度控制部，其進(jìn)行所述馬達(dá)的速度控制； 電壓測(cè)定部，其基于所述馬達(dá)以一定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述速度控制部的輸出，測(cè)定所述電壓指令值； 修正值計(jì)算部，其基于被測(cè)定的所述電壓指令值，計(jì)算出針對(duì)所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置的修正值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述修正值計(jì)算部將計(jì)算出的所述修正值和與所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置對(duì)應(yīng)的檢測(cè)值相加，生成表示旋轉(zhuǎn)位置的值， 所述速度控制部基于生成的所述表示旋轉(zhuǎn)位置的值，控制所述馬達(dá)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述電壓指令值是d軸電壓指令值及q軸電壓指令值， 在所述馬達(dá)基于速度指令值進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述電壓測(cè)定部測(cè)定所述d軸電壓指令值及所述q軸電壓指令值， 所述修正值計(jì)算部，基于所述馬達(dá)進(jìn)行正旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述被測(cè)定的所述d軸電壓指令值和所述q軸電壓指令值的相位，將第一修正值作為所述修正值進(jìn)行計(jì)算。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述修正值計(jì)算部將第二修正值作為所述修正值進(jìn)行計(jì)算，所述第二修正值是基于所述馬達(dá)進(jìn)行負(fù)旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述被測(cè)定的所述d軸電壓指令值和所述q軸電壓指令值的相位而計(jì)算的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制部進(jìn)行控制，使在所述馬達(dá)的正旋轉(zhuǎn)中的所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度和在所述馬達(dá)的負(fù)旋轉(zhuǎn)中的所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度的絕對(duì)值相等， 所述修正值計(jì)算部計(jì)算被算出的所述第一修正值和第二修正值的平均來(lái)算出所述修正值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述修正值計(jì)算部利用下式計(jì)算所述修正值、所述第一修正值及所述第二修正值。
^ M ,—丨〔C?軸電壓指令值) 數(shù) I:修正值=tan
G軸電壓指令值v
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述速度控制部具有電流比例積分控制部，所述電流比例積分控制部具有從所述電流指令值生成所述電壓指令值的非干涉控制部， 所述電壓測(cè)定部測(cè)定d軸電壓指令值Vd’和q軸電壓指令值Vq’，所述d軸電壓指令值Vdf是基于在所述電流比例積分控制部?jī)?nèi)生成的d軸電流偏差的積分成分和在所述非干涉控制部生成的d軸電壓成分而生成的，所述q軸電壓指令值Vq’是基于在所述電流比例積分控制部?jī)?nèi)生成的q軸電流偏差的積分成分和在所述非干涉控制部生成的q軸電壓成分而生成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于， 所述電壓測(cè)定部測(cè)定以下式表示的所述d軸電壓指令值Vd，，
9.一種馬達(dá)控制方法，其特征在于，是從電流指令值生成電壓指令值并且利用向馬達(dá)流動(dòng)的檢測(cè)電流進(jìn)行反饋控制的馬達(dá)控制裝置的控制方法，所述馬達(dá)控制方法包括: 速度控制步驟，速度控制部進(jìn)行所述馬達(dá)的速度控制； 電壓測(cè)定步驟，電壓測(cè)定部基于所述馬達(dá)以一定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)的所述速度控制部的輸出，測(cè)定所述電壓指令值； 修正值計(jì)算步驟，修正值計(jì)算部基于被測(cè)定的所述電壓指令值，計(jì)算出針對(duì)所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置的修正值。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK103999349SQ201280062621
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2012年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】加藤義樹 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社