专利名称：同步电机的电流控制方法和控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动工作机械中的台或机械手那样的负载机械的线性电机或同步电机的电流控制方法和控制装置。
背景技术：
作为以往的同步电机的电流控制装置，为了获得高速的响应特性，设置了如图7所示的同步电机的电流控制装置(以下称作第一以往装置)。
图7的第一以往装置在特开平11-18469公报中，记载为利用电流前馈的同步电机的电流控制装置。以下，参照图7简单加以说明。
在图7中，1是同步电机，2是实际位置观测器，3是实际电流观测部，4是电力转换电路，5是第一坐标转换器，6是第二坐标转换器，20是反馈控制部，12是前馈控制部，13是电压指令合成部。
实际电流观测部3观测同步电机1的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw。
实际位置观测器2是类似编码器的装置，提供同步电机1的转子的实际位置θ。
第二坐标转换器6根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb。
第一坐标转换器5使用所述实际位置θ，把d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，提供给电力转换电路4。
前馈控制部12根据d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff。
反馈控制部20根据所述d轴第二模拟电流指令Idff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴模拟电流和q轴模拟电流，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb和q轴第三模拟电压指令Vqfb。
电压指令合成器13根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb和所述q轴第三模拟电压指令Vqfb，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref。
在所述的同步电机的电流控制装置中，用前馈控制部12根据d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff，通过分别提供给反馈控制部20和电压指令合成器13，不产生阶跃响应的过冲，并且能获得高速响应的电流控制。
此外，作为以往的同步电机的其他控制装置，也存在图10那样的同步电机的控制装置(以下称作第二以往装置)。
下面，参照图10简单说明第二以往装置。
在图10中，81是同步电机，82是实际位置观测器，83是实际电流观测部，84是电力转换电路，85是第二坐标转换电路，86是第一坐标转换电路，87是电流控制部，88是机械控制部，91是微分器。
实际电流观测部83观测同步电机81的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw。
实际位置观测器82是类似编码器的装置，提供同步电机81的转子的实际位置θ。
第一坐标转换器86根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq。
第二坐标转换器85使用所述实际位置θ把d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，提供给电力转换电路84。
电流控制部87根据所述扭矩指令Tref、所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq和所述实际位置θ，进行电流控制运算，提供d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref。
微分器91根据所述实际位置θ生成推测速度w。例如，一般是以下的方法。
w(k)＝(θ(k)-θ(k-1))/T其中，T是采样时间，θ(k)是在时刻k*T时的信号值。
机械控制部88根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ、推测速度w进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref。
通过向所述机械控制部88提供所述实际位置θ和推测速度w，对于所述实际指令θref，同步电机81能稳定并且快速响应。
可是，所述第一以往装置改善对于d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref的响应特性，并不改善反馈特性。因此，当温度等的影响引起同步电机1和电力转换电路4发生参数变动或电源变动时，在阶跃响应中产生振动或过冲，存在电流的响应特性恶化的问题。
发明内容
因此，本发明的第一目的在于提供即使温度等的影响引起同步电机1和电力转换电路4发生参数变动或电源变动时，也能获得良好的电流响应特性的同步电机的电流控制方法和控制装置。
此外，在所述第2以往装置中，所述实际位置θ是被量化的，在θ(k)中存在量化误差。即wm(k)≠w(k)其中，wm是同步电机的实际速度。
例如，在10000脉冲/旋转周期的编码器中，实际位置θ的最高位置精度为1/10000旋转周期。
当采样时间为100μs时，w的分辨率为1脉冲/100μs，变为10000脉冲/s，变为60rpm。
当采样时间为10μs时，w的分辨率为1脉冲/10μs，变为100000脉冲/s，变为600rpm。
因此，对于同一编码器，因采样时间的缩短，w的分辨率显著下降。因此，在由机械控制部88生成的扭矩指令Tref中振动成分增大，无法把速度增益设定为很高，存在同步电机的即时响应性下降的问题。
为了解决该问题，以往是提高编码器的分辨率。可是，提高编码器的分辨率存在着耗费成本的问题。
因此，本发明的第二目的在于提供即使缩短采样时间时，不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性的同步电机的电流控制方法和控制装置。
为了实现所述第一目的，本发明之1是一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb；根据所述d轴实际电流Idfb、q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob；根据d轴电流指令Idref、q轴电流指令Iqref、d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvre、Vwref。
根据本发明之1的同步电机的电流控制方法，能把电流反馈增益设定为很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之2是一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb；根据所述d轴实际电流Idfb、q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob；根据d轴电流指令Idref、q轴电流指令Iqref、d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo；使用所述同步电机的转子的实际位置θ，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref。
根据本发明之2的同步电机的电流控制方法，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之3是一种同步电机的电流控制方法，对电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于根据d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff和q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff；使用同步电机的转子的实际位置θ把流向同步电机电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb；根据所述d轴实际电流Idfb、q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob；根据所述d轴第二模拟电流指令Idff和所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb和q轴第三模拟电压指令Vqfb；根据所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴第二模拟电压指令Vdff和所述q轴第二模拟电压指令Vqff，生成所述d轴第一模拟电压指令Vdo和所述q轴第一模拟电压指令Vqo；使用所述同步电机的转子的实际位置θ，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref。
根据本发明之3的同步电机的电流控制方法，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。对于指令，获得更高速的电流响应特性。
本发明之4是一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob；根据d轴电流指令Idref、q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo、q轴第一模拟电压指令Vqo；根据所述d轴第三模拟电压指令Vdfb和所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob和所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref。
根据本发明之4的同步电机的电流控制方法，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机1和电力转换电路4和参数急剧变动，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之5是一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于根据d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref生成d轴第二模拟电流指令Idff和q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff；使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob；根据所述d轴第二模拟电流指令Idff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb和q轴第三模拟电压指令Vqfb；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob和所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref。
根据本发明之5的同步电机的电流控制方法，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机1和电力转换电路4和参数急剧变动，也能获得良好的电流响应特性。对于指令，能获得更高速的电流的响应特性。
本发明之6是一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于根据d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref生成d轴第二模拟电流指令Idff和q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff；使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴干扰电压Vdob、q轴干扰电压Vqob；根据所述d轴第二模拟电流指令Idff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob、所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb和q轴第三模拟电压指令Vqfb；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob、所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo；使用所述同步电机的转子的实际位置θ，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref。
根据本发明之6的同步电机的电流控制方法，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机1和电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。并且对于指令，能获得更高速的电流的响应特性。甚至即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之7是一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的电流观察器10a；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的反馈控制部9a；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第一坐标转换器5。
根据本发明之7的同步电机的电流控制装置，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之8是一种同步电机的电流控制装置，向电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的电流观察器10b；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo的反馈控制部9b；使用所述实际位置θ生成实际速度w的速度生成器8；根据所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo、所述实际速度w，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的感应电压补偿部7；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
根据本发明之8的同步电机的电流控制装置，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之9是一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的电流观察器10b；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff的前馈控制部12；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb的反馈控制部11；根据所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff生成d轴第一模拟电压指令Vdo和所述q轴第一模拟电压指令Vqo的电压指令合成器13；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo的反馈控制部9b；使用所述实际位置θ生成实际速度w的速度生成器8；根据所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo、所述实际速度w，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的感应电压补偿部7；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
根据本发明之9的同步电机的电流控制装置，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。甚至对于指令能获得更高速的电流的响应特性。
本发明之10是一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob的电流观察器14a；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo的反馈控制部9b；根据所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob和所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的电压指令合成器15；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
根据本发明之10的同步电机的电流控制装置，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机1、电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
本发明之11是一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff的前馈控制部12；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob的电流观察器14a；根据所述d轴第二模拟电压指令Idff、所述q轴第二模拟电压指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb的反馈控制部11；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob和所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的电压指令合成器16；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
根据本发明之11的同步电机的电流控制装置，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机1、电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。甚至对于指令能获得更高速的电流响应特性。
本发明之12是一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff的前馈控制部12；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo、q轴实际电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob的电流观察器14b；根据所述d轴第二模拟电流指令Idff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb的反馈控制部11；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob、所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和所述q轴第一模拟电压指令Vqo的电压指令合成器17；使用所述实际位置θ生成实际速度w的速度生成器8；根据所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo、所述实际速度w，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的感应电压补偿部7；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
根据本发明之12的同步电机的电流控制装置，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，即使同步电机1、电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。并且对于指令能获得更高速的电流响应特性。甚至即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
此外，为了实现所述第二目的，本发明之13是一种同步电机的控制方法，对电力转换电路提供适当的实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使由电力转换电路供电的同步电机接近实际指令θref，其特征在于根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ、推测速度w，进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq；根据所述实际位置θ、所述扭矩指令Tref、d轴实际电流Id和所述q轴实际电流Iq进行电流控制运算，提供电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref；使用所述实际位置θ，把所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref；根据所述q轴实际电流Iq、所述q轴实际电压指令Vqref，推测推测速度w。
根据所述同步电机的控制方法，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。
本发明之14是一种同步电机的控制方法，对电力转换电路提供适当的实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使由电力转换电路供电的同步电机接近实际指令θref，其特征在于根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ、推测速度w，进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref；使用同步电机的转子的实际位置θ，把流向同步电机的电流Iu、Iv、Iw转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq；根据所述实际位置θ、所述扭矩指令Tref、所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq，进行电流控制运算，提供d轴电压指令Vdref、q轴电压指令Vqref；使用所述实际位置θ把所述d轴电压指令Vdref、所述q轴电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref；根据所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref，推测推测速度w。
根据所述同步电机的控制方法，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。此外，因为推测速度w的推测精度变得更高，所以能把机械控制部的控制增益设定得更高。
本发明之15是一种同步电机的控制装置，对电力转换电路84提供适当的实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使由电力转换电路84供电的同步电机81接近实际指令θref，其特征在于包括提供所述同步电机81的实际位置θ的实际位置观测器82；观测所述同步电机81的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部83；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq第一坐标转换器86；根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ和推测速度w，进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref的机械控制部88；根据所述扭矩指令Tref、所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq和所述实际位置θ进行电流控制运算，提供d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref的电流控制部87；根据所述实际位置θ、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第二坐标转换电路85；根据所述q轴实际电流Iq和所述q轴电压指令Vqref，推测推测速度w的第一速度推测部89。
根据所述同步电机的控制装置，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。
本发明之16是一种同步电机的控制装置，对电力转换电路84提供适当的实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使由电力转换电路84供电的同步电机81接近实际指令θref，其特征在于包括提供所述同步电机81的实际位置θ的实际位置观测器82；观测所述同步电机81的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部83；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq第一坐标转换器86；根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ和推测速度w，进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref的机械控制部88；根据所述扭矩指令Tref、所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq和所述实际位置θ，进行电流控制运算，提供d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref的电流控制部87；根据所述实际位置θ、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第二坐标转换电路85；根据所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref，推测推测速度w的第二速度推测部90。
根据所述同步电机的控制装置，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。此外，因为推测速度w的推测精度提高，所以能把机械控制部的控制增益设定得更高。
图1是表示本发明实施例1的同步电机的电流控制装置结构的框图。
图2是表示本发明实施例2的同步电机的电流控制装置结构的框图。
图3是表示本发明实施例3的同步电机的电流控制装置结构的框图。
图4是表示本发明实施例4的同步电机的电流控制装置结构的框图。
图5是表示本发明实施例5的同步电机的电流控制装置结构的框图。
图6是表示本发明实施例6的同步电机的电流控制装置结构的框图。
图7是表示以往的电机控制装置的结构的框图。
图8是表示本发明实施例7的同步电机的控制装置结构的框图。
图9是表示本发明实施例7的同步电机的控制装置结构的框图。
图10是表示以往的同步电机的控制装置结构的框图。
此外，图中的符号1是同步电机，2是实际位置控制器，3是实际电流观测部，4是电力转换电路，5是第一坐标转换器，6是第二坐标转换器，7是感应电压补偿部，8是速度生成部，9a是电流反馈控制部，9b是电流反馈控制部，10a是电流观察器，10b是电流观察器，11是反馈控制部，12是前馈控制部，13是电压指令合成部，14a是电流观察器，14b是电流观察器，15是电压指令合成部，16是电压指令合成部，17是电压指令合成部，20是反馈控制部，81是同步电机，82是实际位置观测器，83是实际电流观测部，84是电力转换电路，85是第二坐标转换器，86是第一坐标转换器，87是电流控制部，88是机械控制部，89是第一速度推测部，90是第二速度推测部，91是微分器。
具体实施例方式
下面，关于用于实现第一目的的本发明，描述实施例1～6(图1～图6)，关于用于实现第二目的的本发明，描述实施例7和8(图8和图9)。
首先，参照图1说明本发明实施例1的同步电机的电流控制装置和控制方法。
以下，同步电机的电流控制装置是同步电机的电流控制方法的一个如图1所示，本实施例的同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，它由以下部分构成提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的电流观察器10a；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的反馈控制部9a；使用同步电机的转子的实际位置θ，把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第一坐标转换器5。
同步电机1、实际位置控制器2、实际电流观测部3、电力转换电路4、第一坐标转换器5、第二坐标转换器6与以往的装置相同。
在电流观察器10a中，d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob按如下生成。其中，s表示微分算子，Rd表示d轴等效电阻，Rq表示q轴等效电阻，Ld表示d轴等效电感，Lq表示q轴等效电感。Ld1、Ld2、Lq1、Lq2是电流观察器的增益，可以由极配置设定。
Idob*s＝-Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdref)/Ld (1)Vdob*s＝Ld2*(Idfb-Idob) (2)Iqob*s＝-Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqref)/Lq (3)Vqob*s＝Lq2*(Iqfb-Iqob) (4)在反馈控制部9a中，按如下生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref。其中，kda、kqa是反馈增益。
Vdref＝kda*(Idref-Idob) (5)Vqref＝kqa*(Iqref-Iqob) (6)根据实施例1的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，而使用由电流观察器10a获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，可抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。
此外，关于反馈控制部9a，也可以不是由表达式(5)、(6)表示的比例控制，而由比例和积分控制构成。此外，关于电流观察器10a，也可以考虑d、q轴的干涉成分来构成。
下面，参照图2说明本发明实施例2的同步电机的电流控制装置。
如图2所示，本实施例的电流控制装置对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，它由以下部分构成提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的电流观察器10b；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo的反馈控制部9b；使用所述实际位置θ生成实际速度w的速度生成器8；根据所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo、所述实际速度w，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的感应电压补偿部7；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
在电流观察器10b中，按如下生成d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob。
Idob*s＝-Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdo)/Ld(7)Vdob*s＝Ld2*(Idfb-Idob) (8)Iqob*s＝-Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqo)/Lq(9)Vqob*s＝Lq2*(Iqfb-Iqob) (10)
在反馈控制部9b中，按如下生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo。其中，kda、kqa是反馈增益。
Vdo＝kda*(Idref-Idob) (11)Vqo＝kqa*(Iqref-Iqob) (12)在速度生成器8中，按如下生成实际速度w。
w＝s*θ (13)在感应电压补偿部7中，按如下生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref。其中，φd、φq是d、q轴的等效磁通量系数。
Vdref＝Vdo+φd*w (14)Vqref＝Vqo+φq*w (15)根据实施例2的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，而使用由电流观察器10b获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，能抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，把反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使在温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，当同步电机的旋转速度急剧变化时，通过用感应电压补偿部7补偿感应电压，抑制由电流观察器10b获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob中的推测误差，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
此外，关于电流反馈控制部9b，也可以不是由表达式(11)、(12)表示的比例控制，而由比例和积分控制构成。
此外，关于电流观察器10b，也可以考虑d、q轴的干涉成分来构成。
下面，参照图3说明本发明实施例3的同步电机的电流控制装置。
如图3所示，本实施例的同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，它由以下部分构成提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的电流观察器10b；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff的前馈控制部12；根据所述d轴第二模拟电流指令Idff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb的反馈控制部11；根据所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff生成d轴第一模拟电压指令Vdo和所述q轴第一模拟电压指令Vqo的电压指令合成器13；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo的反馈控制部9b；使用所述实际位置θ生成实际速度w的速度生成器8；根据所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo、所述实际速度w，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的感应电压补偿部7；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第一坐标转换器5。
在前馈控制部12中，按如下生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff。其中，Kdf、Kqf是前馈控制部12的控制增益。
Idff*s＝-Rd*Idff/Ld+Vdff (16)Vdff＝Kdf*(Idref-Idff) (17)Iqff*s＝-Rq*Iqff/Lq+Vqff (18)
Vqff＝Kqf*(Iqref-Iqff) (19)在反馈控制部11中，按如下生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb。
Vdfb＝kda*(Idff-Idob) (20)Vqfb＝kqa*(Iqff-Iqob) (21)在电压指令合成部13中，按如下生成d轴第一模拟电压指令Vdo和所述q轴第一模拟电压指令Vqo。
Vdo＝Vdfb+Vdff (22)Vqo＝Vqfb+Vqff (23)根据本实施例3的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器10b获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，能抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，当同步电机的旋转速度急剧变化时，通过用感应电压补偿部7补偿感应电压，抑制由电流观察器10a获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob中的推测误差，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。通过直接向电压指令合成部13输入由前馈控制部12生成的d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff，对于指令能获得更高速的电流的响应特性。
此外，关于反馈控制部11，可以不是表达式(20)、(21)表示的比例控制，可以由比例和积分控制构成。
下面，参照图4说明本发明实施例4的同步电机的电流控制装置。
如图4所示，本实施例的同步电机的电流控制装置，对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，它由以下部分构成提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob的电流观察器14a；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和q轴第一模拟电压指令Vqo的反馈控制部9b；根据所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob和所述q轴模拟干扰电压Vqob生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的电压指令合成器15；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第一坐标转换器5。
在电流观察器14a中，按如下生成d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob。
Idob*s＝-Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdref)/Ld (24)Vdob*s＝Ld2*(Idfb-Idob) (25)Iqob*s＝-Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqref)/Lq (26)Vqob*s＝Lq2*(Iqfb-Iqob) (27)在电压指令合成器15中，按如下生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref。
Vdref＝Vdob+Vdo (28)Vqref＝Vqob+Vqo (29)根据本实施例4的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器14a获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，能抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接把由电流观察器14a获得的d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob输入电压指令合成器15中，直接补偿干扰电压成分，即使同步电机1、电力转换部4、参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。另外，关于电流观察器电路14a，也可以考虑d、q轴的干涉成分来构成。
下面，参照图5说明本发明实施例5的同步电机的电流控制装置。
如图5所示，本实施例的同步电机的电流控制装置对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，它由以下部分构成提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的第二坐标转换器6；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff的前馈控制部12；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob的电流观察器14a；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb的反馈控制部11；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob和所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的电压指令合成器16；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第一坐标转换器5。
在电压指令合成器16中，按如下生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref。
Vdref＝Vdob+Vdfb+Vdff (30)Vqref＝Vqob+Vqfb+Vqff (31)根据本实施例5的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，而使用由电流观察器14a获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，能抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接把由电流观察器14a获得的d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob输入电压指令合成器15中，直接补偿干扰电压成分，即使同步电机1、电力转换电路4、参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。甚至通过直接把由前馈控制部12生成的d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff输入电压指令合成器16，对于指令能获得更高速的电流的响应特性。
下面，参照图6说明本发明实施例6的同步电机的电流控制装置。
如图6所示，本实施例的同步电机的电流控制装置对电力转换电路4提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb以及q轴实际电流Iqfb与d轴电流指令Idref和q轴电流指令Iqref一致，它由以下部分构成提供所述同步电机的实际位置θ的实际位置观测器2；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部3；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb第二坐标转换器6；根据所述d轴电流指令Idref、所述q轴电流指令Iqref，生成d轴第二模拟电流指令Idff、q轴第二模拟电流指令Iqff、d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff的前馈控制部12；根据所述d轴实际电流Idfb、所述q轴实际电流Iqfb、d轴第一模拟电压指令Vdo、q轴实际电压指令Vqo，推测d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob的电流观察器14b；根据所述d轴第二模拟电流指令Idff、所述q轴第二模拟电流指令Iqff、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令Vdfb、q轴第三模拟电压指令Vqfb的反馈控制部11；根据所述d轴第二模拟电压指令Vdff、所述q轴第二模拟电压指令Vqff、所述d轴第三模拟电压指令Vdfb、所述q轴第三模拟电压指令Vqfb、所述d轴模拟干扰电压Vdob、所述q轴模拟干扰电压Vqob，生成d轴第一模拟电压指令Vdo和所述q轴第一模拟电压指令Vqo的电压指令合成器17；使用所述实际位置θ生成实际速度w的速度生成器8；根据所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo、所述实际速度w，在所述d轴第一模拟电压指令Vdo、所述q轴第一模拟电压指令Vqo中加上感应电压，生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref的感应电压补偿部7；使用所述实际位置θ把所述d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwrefd的第一坐标转换器5。
在电流观察器14b中，按如下生成d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob、d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob。
Idob*s＝-Rd*Idob/Ld+Ld1*(Idfb-Idob)+(Vdob+Vdo)/Ld (32)Vdob*s＝Ld2*(Idfb-Idob)(33)Iqob*s＝-Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iqfb-Iqob)+(Vqob+Vqo)/Lq (34)Vqob*s＝Lq2*(Iqfb-Iqob)(35)在电压指令合成部17中，按如下生成d轴第一模拟电压指令Vdref和所述q轴第一模拟电压指令Vqref。
Vdo＝Vdff+Vdfb+Vdob(36)Vqo＝Vqff+Vqfb+Vqob(37)根据本实施例6的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器14b获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，能抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接把由电流观察器14b获得的d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob输入电压指令合成器15中，直接补偿干扰电压成分，即使同步电机1、电力转换电路4、参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过把由前馈控制部12生成的d轴第二模拟电压指令Vdff、q轴第二模拟电压指令Vqff直接输入电压指令合成部16中，对于指令能获得更高速的电流的响应特性。当同步电机的旋转速度急剧变化时，通过由感应电压补偿部7补偿干电压，抑制由电流观察器14b获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob的推测误差，即使同步电机的旋转速度急剧变化时，也能获得良好的电流响应特性。此外，关于电流观察器14b，也可以考虑d、q轴的干涉成分来构成。
下面，参照图8说明本发明实施例7的同步电机的控制装置和控制方法。以下，同步电机的控制装置是同步电机的控制方法的一个实施例。
如图8所示，本实施例的同步电机的控制装置对电力转换电路84提供适当的实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使由电力转换电路84供电的同步电机81接近实际指令θref，其由以下部分构成提供所述同步电机81的实际位置θ的实际位置观测器82；观测所述同步电机81的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部83；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq第一坐标转换器86；根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ和推测速度w，进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref的机械控制部88；根据所述扭矩指令Tref、所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq和所述实际位置θ进行电流控制运算，提供d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref的电流控制部87；根据所述实际位置θ、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第二坐标转换电路85；根据所述q轴实际电流Iq和所述q轴电压指令Vqref，推测推测速度w的第一速度推测部89。
同步电机81、实际位置观测82、实际电流观测部83、电力转换电路84、第二坐标转换器85、第一坐标转换器86、电流控制部87、机械控制部88与以往装置的相同。
在第一速度推测部89中按如下生成推测速度w。
其中，s表示微分算子，Rq是q轴等效电阻，Lq表示q轴等效电感。Lq1、Lq2是电流观察器的增益，可以由极配置设定。可是，Iqob是q轴推测电流，Vqob是q轴推测电压干扰。
Iqob*s＝-Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iq-Iqob)+(Vqob+Vqref)/Lq (38)Vqob*s＝Lq2*(Iqfb-Iqob)(39)W＝-Vqob/φ (40)根据本第7实施例的同步电机的控制装置，通过代替微分器91，用第一速度推测部根据所述q轴实际电流Iq和所述q轴电压指令Vqref推测推测速度w，推测速度w的精度不直接依赖于实际位置θ的分辨率等。
因此，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。
下面，参照图9说明本发明实施例8的同步电机的控制装置和控制方法。以下，同步电机的控制装置是同步电机的控制方法的一个实施例。如图9所示，本实施例的同步电机的控制装置，对电力转换电路84提供适当的实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref，以便使由电力转换电路84供电的同步电机81接近实际指令θref，它有以下部分构成提供所述同步电机81的实际位置θ的实际位置观测82；观测所述同步电机81的2相以上的电流，提供实际电流Iu、Iv、Iw的实际电流观测部83；根据所述实际位置θ和实际电流Iu、Iv、Iw，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流Iq第一坐标转换器86；根据所述实际指令θref、所述同步电机的转子的实际位置θ、推测速度w进行机械控制运算，提供扭矩指令Tref的机械控制部88；根据所述扭矩指令Tref、所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq和所述实际位置θ进行电流控制运算，提供d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref的电流控制部87；根据所述实际位置θ、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref，提供实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref的第二坐标转换电路85；根据所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq、所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref，推测推测速度w的第二速度推测部90。
在第二速度推测部90中，按如下生成推测速度w。
其中，Rd表示d轴等效电阻，Ld表示d轴等效电感。Ld1、Ld2是电流观察器的增益，可以由极配置设定。Idob是d轴推测电流，Vdob是d轴推测电压干扰。
Idob*s＝-Rd*Idob/Ld+Ld1*(Id-Idob)-w*Iqob*Lq/Ld+(Vdref+Vdob)/Ld (41)Vdob*s＝Ld2*(Id-Idob)(42)Iqob*s＝-Rq*Iqob/Lq+Lq1*(Iq-Iqob)+w*Idob*Ld/Lq+(Vqob+Vqref)/Lq (43)Vqob*s＝Lq2*(Iq-Iqob)(44)W＝-Vqob/φ (45)根据实施例8的同步电机的控制装置，通过代替微分器91，用第二速度推测部90根据所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流Iq、所述d轴电压指令Vdref、所述q轴电压指令Vqref，推测推测速度w，推测速度w的精度不直接依赖于实际位置θ的分辨率。因此，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。此外，因为第二速度推测部90比第一速度推测部89的推测速度w的推测精度更高，所以能把机械控制部的控制增益设定得更高。
以上，参照特定的实施例详细说明了本发明，但是，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，能对其进行各种变更和修正。
本申请参照2001年7月4日提交的日本专利申请(专利申请号2001-203576)和2001年7月10日提交的日本专利申请(专利申请号2001-209395)，其内容作为参考被编入本申请。
根据本发明之1的同步电机的电流控制方法，通过抑制d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的噪声，能把电流反馈增益设定为很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之2的同步电机的电流控制方法，通过抑制d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的噪声，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接补偿感应电压，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之3的同步电机的电流控制方法，通过抑制d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的噪声，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接补偿感应电压，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。甚至通过直接补偿d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff，对于指令，获得更高速的电流响应特性。
根据本发明之4的同步电机的电流控制方法，通过抑制d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的噪声，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接补偿d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob，即使同步电机1和电力转换电路4和参数急剧变动，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之5的同步电机的电流控制方法，通过抑制d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的噪声，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接补偿d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob，即使同步电机1和电力转换电路4和参数急剧变动，也能获得良好的电流响应特性。甚至通过直接补偿d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff，对于指令，能获得更高速的电流的响应特性。
根据本发明之6的同步电机的电流控制方法，通过抑制d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb的噪声，能把电流反馈增益设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过直接补偿d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob，即使同步电机1和电力转换电路4和参数急剧变动，也能获得良好的电流响应特性。另外通过直接补偿d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff，对于指令，能获得更高速的电流的响应特性。甚至通过直接补偿感应电压，即使同步电机的旋转速度急剧变化时，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之7的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器10a获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把电流反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之8的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器10b获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把电流反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，当同步电机的旋转速度急剧变化，通过由感应电压补偿部7补偿感应电压，抑制由电流观察器10b获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob的推测误差，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之9的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器10b获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把电流反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，当同步电机的旋转速度急剧变化，通过由感应电压补偿部7补偿感应电压，抑制由电流观察器10a获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob的推测误差，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。甚至通过把由前馈控制部12生成的d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff直接输入电压指令合成器13中，对于指令能获得更高速的电流的响应特性。
根据本发明之10的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器14a获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把电流反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过把由电流观察器14a获得的d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob直接输入电压指令合成器15中，直接补偿干扰电压成分，即使同步电机1、电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之11的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器14a获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把电流反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过把由电流观察器14a获得的d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob直接输入电压指令合成器15中，直接补偿干扰电压成分，即使同步电机1、电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。通过把由前馈控制部12生成的d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff直接输入电压指令合成器16中，对于指令能获得更高速的电流响应特性。
根据本发明之12的同步电机的电流控制装置，通过代替测定电流Idfb、Iqfb，使用由电流观察器14b获得的d轴模拟电流Idob、q轴模拟电流Iqob进行反馈控制，抑制测定电流Idfb、Iqfb中包含的噪声，能把电流反馈增益kda、kqa设置得很高，所以，即使温度等影响引起同步电机1和电力转换电路4产生参数变动或电源变动等时，也能获得良好的电流响应特性。此外，通过把由电流观察器14b获得的d轴模拟干扰电压Vdob和q轴模拟干扰电压Vqob直接输入电压指令合成器15中，直接补偿干扰电压成分，即使同步电机1、电力转换电路4和参数的变动急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。另外通过把由前馈控制部12生成的d轴第二模拟电压指令Vdff和q轴第二模拟电压指令Vqff直接输入电压指令合成器16中，对于指令能获得更高速的电流响应特性。甚至当同步电机的旋转速度急剧变化时，通过用感应电压补偿部7补偿感应电压，抑制由电流观察器14b获得的d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob的推测误差，即使同步电机的旋转速度急剧变化，也能获得良好的电流响应特性。
根据本发明之13同步电机的电流控制方法，通过用第一速度推测部根据所述q轴实际电流Iq和所述q轴电压指令Vqref推测推测速度w，推测速度w变得不依赖于实际位置θ的分辨率等。因此，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。
根据本发明之14的同步电机的控制方法，通过根据d轴实际电流Id、q轴实际电流Iq、d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref推测推测速度w，推测速度w的精度直接依赖于实际位置θ的分辨率。因此，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。此外，通过利用d轴实际电流Id、q轴实际电流Iq、d轴电压指令Vdref和q轴电压指令Vqref，推测速度w的推测精度变得更高，所以能把机械控制部的控制增益设定得更高。
根据本发明之15的同步电机的控制装置，通过代替微分器91，用第一速度推测部根据所述q轴实际电流Iq和所述q轴电压指令Vqref推测推测速度w，推测速度w变得不依赖于实际位置θ的分辨率等。因此，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。
根据本发明之16的同步电机的控制装置，通过代替微分器91，用第二速度推测部90根据所述d轴实际电流Id和所述q轴实际电流Iq和所述d轴电压指令Vdref和所述q轴电压指令Vqref推测推测速度w，推测速度w的精度变得不依赖于实际位置θ的分辨率等。因此，在缩短采样时间时，即使不提高编码器的分辨率，也能获得良好的即时响应性和可靠性。此外，第二速度推测部90比第一速度推测部89的推测速度w的推测精度高，所以能把机械控制部的控制增益设定得更高。
权利要求
1.一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、q轴实际电流(Iqfb)、d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)，推测d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)；根据d轴电流指令(Idref)、q轴电流指令(Iqref)、d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和所述q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)。
2.一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、q轴实际电流(Iqfb)、d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)，推测d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)；根据d轴电流指令(Idref)、q轴电流指令(Iqref)、d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)；使用所述同步电机的转子的实际位置(θ)，在所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)中加上感应电压，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)。
3.一种同步电机的电流控制方法，对电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于根据d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)，生成d轴第二模拟电流指令(Idff)和q轴第二模拟电流指令(Iqff)、d轴第二模拟电压指令(Vdff)和q轴第二模拟电压指令(Vqff)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)把流向同步电机电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、q轴实际电流(Iqfb)、d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)，推测d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)；根据所述d轴第二模拟电流指令(Idff)和所述q轴第二模拟电流指令(Iqff)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第三模拟电压指令(Vdfb)和q轴第三模拟电压指令(Vqfb)；根据所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴第二模拟电压指令(Vdff)和所述q轴第二模拟电压指令(Vqff)，生成所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)和所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)；使用所述同步电机的转子的实际位置(θ)，在所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)和所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)中加上感应电压，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)。
4.一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)，推测d轴模拟电流(Idob)、q轴模拟电流(Iqob)、d轴模拟干扰电压(Vdob)和q轴模拟干扰电压(Vqob)；根据d轴电流指令(Idref)、q轴电流指令(Iqref)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)、q轴第一模拟电压指令(Vqo)；根据所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)和所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴模拟干扰电压(Vdob)和所述q轴模拟干扰电压(Vqob)，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)。
5.一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于根据d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)生成d轴第二模拟电流指令(Idff)和q轴第二模拟电流指令(Iqff)、d轴第二模拟电压指令(Vdff)和q轴第二模拟电压指令(Vqff)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)，推测d轴模拟电流(Idob)、q轴模拟电流(Iqob)、d轴模拟干扰电压(Vdob)和q轴模拟干扰电压(Vqob)；根据所述d轴第二模拟电流指令(Idff)、所述q轴第二模拟电流指令(Iqff)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第三模拟电压指令(Vdfb)和q轴第三模拟电压指令(Vqfb)；根据所述d轴第二模拟电压指令(Vdff)、所述q轴第二模拟电压指令(Vqff)、所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴模拟干扰电压(Vdob)和所述q轴模拟干扰电压(Vqob)，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)；使用所述同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和所述q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)。
6.一种同步电机的电流控制方法，向电力转换电路提供适当的实际电压指令，以便使流向由电力转换电路供电的同步电机的电流与电流指令一致，其特征在于根据d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)生成d轴第二模拟电流指令(Idff)和q轴第二模拟电流指令(Iqff)、d轴第二模拟电压指令(Vdff)和q轴第二模拟电压指令(Vqff)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)推测d轴模拟电流(Idob)、q轴模拟电流(Iqob)、d轴模拟干扰电压(Vdob)、q轴模拟干扰电压(Vqob)；根据所述d轴第二模拟电流指令(Idff)、所述q轴第二模拟电流指令(Iqff)、所述d轴模拟电流(Idob)、所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第三模拟电压指令(Vdfb)和q轴第三模拟电压指令(Vqfb)；根据所述d轴第二模拟电压指令(Vdff)、所述q轴第二模拟电压指令(Vqff)、所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴模拟干扰电压(Vdob)、所述q轴模拟干扰电压(Vqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)；使用所述同步电机的转子的实际位置(θ)，在所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)和所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)中加上感应电压，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)；使用所述同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和所述q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)。
7.一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路(4)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使与同步电机(1)的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)及q轴实际电流(Iqfb)与d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置(θ)的实际位置观测器(2)；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(3)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)第二坐标转换器(6)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)，推测d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)的电流观察器(10a)；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)的反馈控制部(9a)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把所述d轴实际电压指令(Vdref)和所述q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)的第一坐标转换器(5)。
8.一种同步电机的电流控制装置，向电力转换电路(4)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)及q轴实际电流(Iqfb)与d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置(θ)的实际位置观测器(2)；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(3)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)第二坐标转换器(6)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)，推测d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)的电流观察器(10b)；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)的反馈控制部(9b)；使用所述实际位置(θ)生成实际速度(w)的速度生成器(8)；根据所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)、所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)、所述实际速度(w)，在所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)、所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)中加上感应电压，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)的感应电压补偿部(7)；使用所述实际位置(θ)把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)的第一坐标转换器(5)。
9.一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路(4)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)以及q轴实际电流(Iqfb)与d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置(θ)的实际位置观测器(2)；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(3)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)的第二坐标转换器(6)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)，推测d轴模拟电流(Idob)和q轴模拟电流(Iqob)的电流观察器10b；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)，生成d轴第二模拟电流指令(Idff)、q轴第二模拟电流指令(Iqff)、d轴第二模拟电压指令(Vdff)、q轴第二模拟电压指令(Vqff)的前馈控制部12；根据所述d轴第二模拟电压指令(Idff)、所述q轴第二模拟电压指令(Iqff)、所述d轴模拟电流Idob、所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、q轴第三模拟电压指令(Vqfb)的反馈控制部11；根据所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴第二模拟电压指令(Vdff)、所述q轴第二模拟电压指令(Vqff)生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)的电压指令合成器13；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)的反馈控制部(9b)；使用所述实际位置(θ)生成实际速度(w)的速度生成器(8)；根据所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)、所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)、所述实际速度(w)，在所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)、所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)中加上感应电压，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)的感应电压补偿部(7)；使用所述实际位置(θ)把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)d的第一坐标转换器(5)。
10.一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路(4)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)及q轴实际电流(Iqfb)与d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置(θ)的实际位置观测器(2)；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(3)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(ldfb)和q轴实际电流(Iqfb)的第二坐标转换器(6)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)，推测d轴模拟电流(Idob)、q轴模拟电流(Iqob)、d轴模拟干扰电压(Vdob)和q轴模拟干扰电压(Vqob)的电流观察器(14a)；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和q轴第一模拟电压指令(Vqo)的反馈控制部(9b)；根据所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴模拟干扰电压(Vdob)和所述q轴模拟干扰电压(Vqob)，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)的电压指令合成器(15)；使用所述实际位置(θ)把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)的第一坐标转换器(5)。
11.一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路(4)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)及q轴实际电流(Iqfb)与d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置(θ)的实际位置观测器(2)；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(3)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)的第二坐标转换器(6)；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)，生成d轴第二模拟电流指令(Idff)、q轴第二模拟电流指令(Iqff)、d轴第二模拟电压指令(Vdff)、q轴第二模拟电压指令(Vqff)的前馈控制部(12)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)，推测d轴模拟电流(Idob)、q轴模拟电流(Iqob)、d轴模拟干扰电压(Vdob)和q轴模拟干扰电压(Vqob)的电流观察器(14a)；根据所述d轴第二模拟电压指令(Idff)、所述q轴第二模拟电压指令(Iqff)、所述d轴模拟电流Idob和所述q轴模拟电流Iqob，生成d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、q轴第三模拟电压指令(Vqfb)的反馈控制部(11)；根据所述d轴第二模拟电压指令(Vdff)、所述q轴第二模拟电压指令(Vqff)、所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴模拟干扰电压(Vdob)和所述q轴模拟干扰电压(Vqob)，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)的电压指令合成器(16)；使用所述实际位置(θ)把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)的第一坐标转换器(5)。
12.一种同步电机的电流控制装置，对电力转换电路(4)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使与同步电机1的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)及q轴实际电流(Iqfb)与d轴电流指令(Idref)和q轴电流指令(Iqref)一致，其特征在于包括提供所述同步电机的实际位置(θ)的实际位置观测器(2)；观测同步电机的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(3)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Idfb)和q轴实际电流(Iqfb)第二坐标转换器(6)；根据所述d轴电流指令(Idref)、所述q轴电流指令(Iqref)，生成d轴第二模拟电流指令(Idff)、q轴第二模拟电流指令(Iqff)、d轴第二模拟电压指令(Vdff)、q轴第二模拟电压指令(Vqff)的前馈控制部(12)；根据所述d轴实际电流(Idfb)、所述q轴实际电流(Iqfb)、d轴第一模拟电压指令(Vdo)、q轴实际电压指令(Vqo)，推测d轴模拟电流(Idob)、q轴模拟电流(Iqob)、d轴模拟干扰电压(Vdob)和q轴模拟干扰电压(Vqob)的电流观察器(14b)；根据所述d轴第二模拟电流指令(Idff)、所述q轴第二模拟电流指令(Iqff)、所述d轴模拟电流(Idob)和所述q轴模拟电流(Iqob)，生成d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、q轴第三模拟电压指令(Vqfb)的反馈控制部(11)；根据所述d轴第二模拟电压指令(Vdff)、所述q轴第二模拟电压指令(Vqff)、所述d轴第三模拟电压指令(Vdfb)、所述q轴第三模拟电压指令(Vqfb)、所述d轴模拟干扰电压(Vdob)、所述q轴模拟干扰电压(Vqob)，生成d轴第一模拟电压指令(Vdo)和所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)的电压指令合成器(17)；使用所述实际位置(θ)生成实际速度(w)的速度生成器(8)；根据所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)、所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)、所述实际速度(w)，在所述d轴第一模拟电压指令(Vdo)、所述q轴第一模拟电压指令(Vqo)中加上感应电压，生成d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)的感应电压补偿部(7)；使用所述实际位置(θ)把所述d轴实际电压指令(Vdref)和q轴实际电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)d的第一坐标转换器(5)。
13.一种同步电机的控制方法，对电力转换电路提供适当的实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使由电力转换电路供电的同步电机接近实际指令(θref)，其特征在于根据所述实际指令(θref)、所述同步电机的转子的实际位置(θ)、推测速度(w)，进行机械控制运算，提供扭矩指令(Tref)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Id)和q轴实际电流(Iq)；根据所述实际位置(θ)、所述扭矩指令(Tref)、d轴实际电流(Id)和所述q轴实际电流(Iq)进行电流控制运算，提供d轴电压指令(Vdref)和q轴电压指令(Vqref)；使用所述实际位置(θ)，把所述d轴电压指令(Vdref)和所述q轴电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)；根据所述q轴实际电流(Iq)、所述q轴实际电压指令(Vqref)，推测推测速度(w)。
14.一种同步电机的控制方法，对电力转换电路提供适当的实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使由电力转换电路供电的同步电机接近实际指令(θref)，其特征在于根据所述实际指令(θref)、所述同步电机的转子的实际位置(θ)、推测速度(w)，进行机械控制运算，提供扭矩指令(Tref)；使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流(Iu、Iv、Iw)转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流(Iq)；根据所述实际位置(θ)、所述扭矩指令(Tref)、所述d轴实际电流(Id)、所述q轴实际电流(Iq)，进行电流控制运算，提供d轴电压指令(Vdref)、q轴电压指令(Vqref)；使用所述实际位置(θ)把所述d轴电压指令(Vdref)、所述q轴电压指令(Vqref)转换为实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)；根据所述d轴实际电流Id、所述q轴实际电流(Iq)、所述d轴电压指令(Vdref)和所述q轴电压指令(Vqref)，推测推测速度(w)。
15.一种同步电机的控制装置，对电力转换电路(84)提供适当的实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使由电力转换电路(84)供电的同步电机(81)接近实际指令(θref)，其特征在于包括提供所述同步电机(81)的实际位置(θ)的实际位置观测器(82)；观测所述同步电机(81)的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(83)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Id和q轴实际电流(Iq)的第一坐标转换电路(86)；根据所述实际指令(θref)、所述同步电机的转子的实际位置(θ)和推测速度(w)，进行机械控制运算，提供扭矩指令(Tref)的机械控制部(88)；根据所述扭矩指令(Tref)、所述d轴实际电流(Id)、所述q轴实际电流(Iq)和所述实际位置(θ)进行电流控制运算，提供d轴电压指令(Vdref)和q轴电压指令(Vqref)的电流控制部(87)；根据所述实际位置(θ)、所述d轴电压指令(Vdref)和所述q轴电压指令(Vqref)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)的第二坐标转换电路(85)；根据所述q轴实际电流(Iq)和所述q轴电压指令(Vqref)，推测推测速度(w)的第一速度推测部(89)。
16.一种同步电机的控制装置，对电力转换电路(84)提供适当的实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)，以便使由电力转换电路(84)供电的同步电机(81)接近实际指令(θref)，其特征在于包括提供所述同步电机(81)的实际位置(θ)的实际位置观测器(82)；观测所述同步电机(81)的2相以上的电流，提供实际电流(Iu、Iv、Iw)的实际电流观测部(83)；根据所述实际位置(θ)和实际电流(Iu、Iv、Iw)，转换为与所述同步电机的转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流(Id)和q轴实际电流(Iq)第一坐标转换电路(86)；根据所述实际指令(θref)、所述同步电机的转子的实际位置(θ)和推测速度(w)，进行机械控制运算，提供扭矩指令(Tref)的机械控制部(88)；根据所述扭矩指令(Tref)、所述d轴实际电流(Id)、所述q轴实际电流(Iq)和所述实际位置(θ)，进行电流控制运算，提供d轴电压指令(Vdref)和q轴电压指令(Vqref)的电流控制部(87)；根据所述实际位置(θ)、所述d轴电压指令(Vdref)和所述q轴电压指令(Vqref)提供实际电压指令(Vuref、Vvref、Vwref)的第二坐标转换电路(85)；根据所述d轴实际电流(Id)、所述q轴实际电流(Iq)、所述d轴电压指令(Vdref)和所述q轴电压指令(Vqref)，推测推测速度(w)的第二速度推测部(90)。
全文摘要
本发明提供一种同步电机的电流控制方法和控制装置。使用同步电机的实际位置(θ)，把流向同步电机的电流转换为与转子磁通量矢量同步旋转的旋转坐标轴上的d轴实际电流Idfb和q轴实际电流Iqfb，根据d轴实际电流Idfb、q轴实际电流Iqfb、d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，推测d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob，根据d轴电流指令Idref、q轴电流指令Iqref、d轴模拟电流Idob和q轴模拟电流Iqob生成d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref，使用同步电机的转子的实际位置(θ)，把d轴实际电压指令Vdref和q轴实际电压指令Vqref转换为实际电压指令Vuref、Vvref、Vwref。由此，即使存在温度等的影响，也能够使同步电机保持良好的电流响应特性。
文档编号H02P21/00GK1522487SQ02813460
公开日2004年8月18日 申请日期2002年7月3日 优先权日2001年7月4日
发明者郭双晖, 小黑龙一, 一 申请人:株式会社安川电机