专利名称：电动机控制方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以抑制驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动的电动机控制方法及其装置。
背景技术：
压缩机大致划分为单气缸压缩机和双气缸压缩机。其中，单气缸压缩机具有部件数量少、成本低的优点，另一方面，由于单气缸压缩机的负载转矩变动大，因而存在振动大、难以使动作稳定的不利情况。
因此，期望的是使单气缸压缩机尽可能低振动、高效率、且稳定地动作，并且期望的是采用可充分发挥逆变器性能的结构，使逆变器的成本尽可能低。
考虑到这些，以往提出了如下的方案把效率的降低抑制在规定值以下，在振动没有实际成为问题的范围内，进行转矩控制，以尽可能抑制大的速度变动值，具体地说，当速度变动值小于规定值时，减弱转矩控制(参照特开平10-174488号公报)。
并且，提出了如下方案随着速度增大，降低转矩脉动校正量，并且根据流入逆变器的电流脉动的峰值来调整转矩脉动校正量(参照特开2001-119981号公报)。
当在高速时执行一种对为使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制的电动机控制方法(以下称为转矩控制)，来充分抑制旋转速度变动时，指令电压成为大于等于逆变器可输出的电压，由于输出电压饱和，因而存在的问题是电流控制不稳定，并且转矩控制发散，电流控制不随动，电动机停止。
并且，在负载轻且低速时，由于电动机驱动所必需的电压低，因而在进行了逆变器的PWM驱动的情况下，脉宽缩短，空载时间的影响增大。而且，当此时进行转矩控制时，产生脉宽进一步缩短的状态，存在电动机的无位置传感器控制和电流控制不稳定的可能性。
而且，在负载轻时，虽然有时存在声音、振动不成为问题，不需要进行转矩控制的情况，然而当继续进行转矩控制时，反而使效率降低。
而且，当充分进行转矩控制时，由于流入逆变器直流部的负电流增大，因而对流入逆变器直流部的电流进行检测，在该负电流的可检测范围不充分的情况下，超过负侧的可检测电流范围，产生不能检测电流的状态，从而存在下述问题电流控制不稳定，并且转矩控制发散，电动机停止。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，本发明的第1目的是提供可根据逆变器的输出电压来调整转矩控制输出的电动机控制方法及其装置，本发明的第2目的是提供可调整转矩控制输出，以使得不超过电流传感器的检测极限的电动机控制方法及其装置，本发明的第3目的是提供可在负载轻时断开转矩控制的电动机控制方法及其装置。
本发明的第1方式的电动机控制方法，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以抑制驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动，其中，检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第2方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值，优先于旋转速度变动的抑制，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第3方式的电动机控制方法，作为前述检测值，采用逆变器的输出电压值或指令值的峰值。
本发明的第4方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第5方式的电动机控制方法，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，利用电流检测单元检测逆变器的电流，根据电流检测值控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。而且，这里，逆变器的电流可以是输出电流，也可以是输入电流。
本发明的第6方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，为了驱动电动机，使用电流检测单元检测逆变器的输入电流或输出电流，根据电流检测值控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
本发明的第7方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
本发明的第8方式的电动机控制方法，通过使用前述电流检测单元检测逆变器的输入电流来间接检测逆变器的输出电流，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输入电流的负侧的峰值不超过规定值。
本发明的第9方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测或推测负载，对负载小于规定值作出响应，不抑制电动机的旋转速度变动。
本发明的第10方式的电动机控制方法，根据平均电流检测或推测负载。
本发明的第11方式的电动机控制方法，具有可对供给逆变器的直流电压进行控制的变流器，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第12方式的电动机控制方法，根据前述检测值来对供给逆变器的直流电压进行控制。
本发明的第13方式的电动机控制装置，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括检测单元，检测逆变器的输出电压值或指令值；以及逆变器控制单元，根据该检测值控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第14方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括检测单元，检测逆变器的输出电压值或指令值；以及逆变器控制单元，根据该检测值，优先于旋转速度变动的抑制，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第15方式的电动机控制装置，作为前述检测值，采用逆变器的输出电压值或指令值的峰值。
本发明的第16方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括逆变器控制单元，使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第17方式的电动机控制装置，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括电流检测单元，检测逆变器的电流；以及逆变器控制单元，根据电流检测值控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。而且，这里，逆变器的电流可以是输出电流，也可以是输入电流。
本发明的第18方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括电流检测单元，为了驱动电动机，检测逆变器的输入电流或输出电流；以及逆变器控制单元，根据电流检测值控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
本发明的第19方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括逆变器控制单元，使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
本发明的第20方式的电动机控制装置，作为前述电流检测单元，采用通过检测逆变器的输入电流来间接检测逆变器的输出电流的电流检测单元，作为前述逆变器控制单元，采用控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输入电流的负侧的峰值不超过规定值的逆变器控制单元。
本发明的第21方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括负载检测单元，检测或推测负载；以及逆变器控制单元，对负载小于规定值作出响应，不抑制电动机的旋转速度变动。
本发明的第22方式的电动机控制装置，作为前述负载检测单元，采用根据平均电流检测或推测负载的负载检测单元。
本发明的第23方式的电动机控制装置，具有可对供给逆变器的直流电压进行控制的变流器，对用于使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，包括检测单元，检测逆变器的输出电压值或指令值；以及逆变器控制单元，根据该检测值控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
本发明的第24方式的电动机控制装置，还包含直流电压控制单元，该直流电压控制单元根据前述检测值来对供给逆变器的直流电压进行控制。
根据本发明的第1方式的电动机控制方法，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值，因而可防止在电压饱和前使转矩控制减弱并异常停止，而且即使在高速时，也能进行转矩控制直到逆变器的极限。
根据本发明的第2方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值，优先于旋转速度变动的抑制，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值，因而可防止在电压饱和前使转矩控制减弱并异常停止，而且即使在高速时，也能进行转矩控制直到逆变器的极限。
本发明的第3方式的电动机控制方法，作为前述检测值，采用逆变器的输出电压值或指令值的峰值，因而可起到与第1方式或第2方式同样的作用。
本发明的第4方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值，因而可防止在电压饱和前使转矩控制减弱并异常停止，而且即使在高速时，也能进行转矩控制直到逆变器的极限。
根据本发明的第5方式的电动机控制方法，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，使用电流检测单元检测逆变器的输出电流，根据输出电流检测值控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围，因而可防止在超过电流检测单元的检测范围前使转矩控制减弱并异常停止。
根据本发明的第6方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，为了驱动电动机，使用电流检测单元检测逆变器的输入电流或输出电流，根据电流检测值控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围，因而可防止在超过电流检测单元的检测范围前使转矩控制减弱并异常停止。
根据本发明的第7方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围，因而可防止在超过电流检测单元的检测范围前使转矩控制减弱并异常停止。
根据本发明的第8方式的电动机控制方法，通过使用前述电流检测单元检测逆变器的输入电流来间接检测逆变器的输出电流，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输入电流的负侧的峰值不超过规定值，因而可把电流传感器的检测精度设定为所需的最低限度，可提高检测精度，并且可缩小电流检测范围，减少电流传感器的电容，可实现低成本，此外，可起到与第5方式至第7方式中的任何一项同样的作用。
根据本发明的第9方式的电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测或推测负载，对负载小于规定值作出响应，不抑制电动机的旋转速度变动，因而可提高负载轻时的稳定性，并可提高效率。
根据本发明的第10方式的电动机控制方法，根据平均电流检测或推测负载，因而可起到与第9方式同样的作用。
根据本发明的第11方式的电动机控制方法，具有可对提供给逆变器的直流电压进行控制的变流器，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值，因而可把逆变器的直流电压设定为所需的最小限度，进而即使在输入电压降低的情况下，也能防止异常停止于未然。
根据本发明的第12方式的电动机控制方法，根据前述检测值来对提供给逆变器的直流电压进行控制，因而可提高变流器、逆变器、电动机的效率，并可减少空载时间的影响，此外，可起到与第11方式同样的作用。
根据本发明的第13方式的电动机控制装置，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可使用检测单元检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值，使用逆变器控制单元控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
因此，可防止在电压饱和前使转矩控制减弱并异常停止，而且即使在高速时，也能进行转矩控制直到逆变器的极限。
根据本发明的第14方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可使用检测单元检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值，优先于旋转速度变动的抑制，使用逆变器控制单元控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
因此，可防止在电压饱和前使转矩控制减弱并异常停止，而且即使在高速时，也能进行转矩控制直到逆变器的极限。
根据本发明的第15方式的电动机控制装置，作为前述检测值，采用逆变器的输出电压值或指令值的峰值，因而可起到与第13方式或第14方式同样的作用。
根据本发明的第16方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可以使用逆变器控制单元使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
因此，可防止在电压饱和前使转矩控制减弱并异常停止，而且即使在高速时，也能进行转矩控制直到逆变器的极限。
根据本发明的第17方式的电动机控制装置，对从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可使用电流检测单元检测逆变器的电流，根据电流检测值，使用逆变器控制单元控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
因此，可防止在超过电流检测单元的检测范围前使转矩控制减弱并异常停止。
根据本发明的第18方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，为了驱动电动机，可使用电流检测单元检测逆变器的输入电流或输出电流，根据电流检测值，使用逆变器控制单元控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
因此，可防止在超过电流检测单元的检测范围前使转矩控制减弱并异常停止。
根据本发明的第19方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可使用逆变器控制单元使前述电动机的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
因此，可防止在超过电流检测单元的检测范围前使转矩控制减弱并异常停止。
根据本发明的第20方式的电动机控制装置，作为前述电流检测单元，采用通过检测逆变器的输入电流来间接检测逆变器的输出电流的电流检测单元，作为前述逆变器控制单元，采用控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输入电流的负侧的峰值不超过规定值的逆变器控制单元，因而可把电流传感器的检测精度设定为所需的最低限度，可提高检测精度，并且可缩小电流检测范围，减少电流传感器的电容，可实现低成本，此外，可起到与第17方式至第19方式中的任何一项同样的作用。
根据本发明的第21方式的电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可使用负载检测单元检测或推测负载，对负载小于规定值作出响应，使逆变器控制单元不抑制电动机的旋转速度变动。
因此，可提高负载轻时的稳定性，并可提高效率。
根据本发明的第22方式的电动机控制装置，作为前述负载检测单元，采用根据平均电流检测或推测负载的负载检测单元，因而可起到与第21方式同样的作用。
根据本发明的第23方式的电动机控制装置，具有可对提供给逆变器的直流电压进行控制的变流器，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器施加给电动机的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载的电动机的旋转速度变动进行抑制，其中，可使用检测单元检测逆变器的输出电压值或指令值，根据该检测值，使用逆变器控制单元控制逆变器的电压或电流，使得逆变器的输出电压值或指令值不超过规定值。
因此，可把逆变器的直流电压设定为所需的最小限度，进而即使在输入电压降低的情况下，也能防止异常停止于未然。
根据本发明的第24方式的电动机控制装置，还包含直流电压控制单元，该直流电压控制单元根据前述检测值来对供给逆变器的直流电压进行控制，因而可提高变流器、逆变器、电动机的效率，并可减少空载时间的影响，此外，可起到与第23方式同样的作用。
图1是示出本发明的电动机控制装置的一实施方式的方框图。
图2是示出各部波形的图。
图3是示出位置检测部的一例的方框图。
图4是示出本发明的电动机控制装置的另一实施方式的方框图。
图5是示出本发明的电动机控制装置的又一实施方式的方框图。
图6是示出本发明的电动机控制装置的又一实施方式的方框图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的电动机控制方法及其装置的实施方式进行详细说明。
图1是示出本发明的电动机控制装置的一实施方式的方框图。
该电动机控制装置向变流器2提供交流电源1而获得直流电源，使用平滑用电容器3进行平滑化，使用逆变器4将其变为交流电源并提供给电动机5。然后，使用该电动机(马达)5驱动压缩机6。
并且，由电压检测部11a和电流检测部11b检测提供给电动机5的电压和电流，并将其提供给位置检测部12。把从该位置检测部12输出的角速度提供给微分器13并输出角加速度，由基波成分抽出部14抽出角加速度的基波成分，并提供给振幅调整部15。然后，由减法部16从平均电流指令中减去振幅调整部15的输出，把该减法结果、电流检测值和来自位置检测部12的转子位置提供给电流控制部17进行电流控制运算，并把电压指令提供给逆变器4。并且，把该电压指令提供给峰值电压控制部18，把来自峰值电压控制部18的输出作为调整指令提供给振幅调整部15。
前述压缩机6旋转1转具有1次或2次左右的周期负载变动。
作为前述电动机5，可采用各种结构的电动机。
前述位置检测部12使用电动机5的电压/电流以及磁铁磁通，和d轴及q轴电感(Ld、Lq)等设备常量，算出转子的旋转位置和旋转角速度。
前述微分器13对角速度进行微分来算出角加速度。
前述基波成分抽出部14抽出角加速度的基波成分。因此，作为基波成分抽出部14的输出，在电动机旋转1转压缩机6的负载变动1次的情况下，抽出与电动机转数相同频率的角加速度变动并输出，在电动机旋转1转压缩机6的负载变动2次的情况下，抽出为电动机转数的2倍的频率的角加速度变动并输出。
前述振幅调整部15将角加速度的基波成分进行放大并输出。这里，在振幅调整部15中，通常通过将基波成分的振幅进行积分等把放大程度(增益)设定成无限大。并且，对调整指令的提供进行响应，例如，进行从积分值中去除预定比例的值等的处理来降低增益。
前述峰值电压控制部18检测电压指令的峰值电压，当峰值电压就要超过以逆变器的最大输出电压或最大调制率为基准而预先设定的值时(具体地说，例如，在超过了比该值稍小的值的情况下)，把指示应抑制振幅的调整指令输出到振幅调整部15。
然而，可以采用如下装置来替代峰值电压控制部18检测逆变器4的输出电压值或电压指令值，根据该检测值，把调整指令提供给振幅调整部15，使得逆变器4的输出电压值或电压指令值不超过规定值。
参照图2所示的各部波形作进一步说明。另外，图2中(A)表示单气缸压缩机的轴转矩，图2中(B)表示在以平均转矩进行驱动时的电动机角速度，图2中(C)表示电动机角加速度，图2中(D)表示在进行了图1的控制的情况下的电动机输出转矩。并且，在这些图中，横轴是转子的旋转角度(机械角)。而且，对振幅调整部15的增益为无限大的情况进行说明。
在以平均转矩{参照图2中(A)(D)的波状线)进行了驱动的情况下，在压缩机的轴转矩大于平均转矩的情况下进行减速，反之在压缩机的轴转矩小于平均转矩的情况下进行加速。因此，角加速度大致成为使压缩转矩上下颠倒的形式，角加速度的基波成分如图2中(C)所示。因此，通过使电动机的输出转矩变动成与角加速度的基波成分反相，可削减速度变动的基波成分。这里，如图2中(D)的虚线所示，在作为电动机输出转矩没有获得足以抵消速度变动的基波成分的振幅的情况下，由于依然残留角加速度的基波成分，因而在振幅调整部进行进一步地调整，以输出大的振幅，稳定在角加速度的基波成分为0的振幅上。
并且，即使在由于某些延迟等使得输出转矩的相位和角加速度的相位发生少许偏差的情况下，由于进行如下控制对由压缩机轴转矩和电动机输出转矩的残差转矩产生的角加速度的基波成分进行检测，并将其抵消，因而最终把角加速度的基波成分控制为0。
通过这种控制，由于可以削减速度变动的基波成分，因而可以有效地削减振动。
在图1的实施方式中，基波成分与电流指令重叠，然而如前所述，由于少许的相位偏差等可通过反馈控制而忽略不计，因而通过不具有电流控制的控制等，也能使基波成分直接与电压指令重叠。并且，在内部具有转矩指令的控制的情况下，使基波成分与转矩指令重叠当然是有效的。
根据该控制，由于仅削减基波成分，因而轻易不会受到控制延迟等的影响，与以往公知的重复控制等相比，可实现稳定的控制。并且，在驱动压缩机等的情况下，仅削减基波成分就能获得充分的减振效果。
而且，在上述说明中仅以基波成分为对象，然而显然，也可以控制成，除了基波成分以外，还抽出2次等高次的角加速度成分，并抵消转矩变动。然而，在此情况下，由于具有控制复杂、发散的可能性高的缺点，另一方面，减振性也没有那么高，因而必须通过与需求规格的折衷来选择应成为控制对象的高次成分。
然而，在图1的实施方式中，由于可根据来自峰值电压控制部18的调整指令来降低振幅调整部15的增益，因而角加速度的基波成分不为0，但可以将旋转速度变动抑制在逆变器4可输出的电压范围内，能够驱动电动机5，而不象以往那样，发生电压指令超过逆变器的最大输出电压或最大调制率，控制发散这样的不利情况。
图3是示出位置检测部的一例的方框图，具有第1转换部121，以3相检测电压为输入转换成2相电压；第2转换部122，以3相检测电流为输入转换成2相电流；电压降算出部123，算出由绕组电阻R引起的电压降；第1减法部124，从2相电压中减去所算出的电压降；积分部125，对第1减法部124的减法结果进行积分；磁通算出部126，算出由q轴电感Lq引起的磁通；第2减法部127，从积分结果中减去所算出的磁通；转子位置算出部128，根据第2减法部127的减法结果来算出转子位置；以及微分部129，对转子位置进行微分来算出角速度。
然而，也可采用其他结构的位置检测部。
图4是示出本发明的电动机控制装置的另一实施方式的方框图。
该电动机控制装置与图1的电动机控制装置的不同点仅为采用检测逆变器4的输入电流的电流检测部11c来替代电流检测部11b；以及采用以逆变器4的输入电流为输入生成调整指令并提供给振幅调整部15的负电流控制部19，来替代峰值电压控制部18。
逆变器4的输入电流基本上沿图4中实线箭头方向流动(正电流流动)，然而在电动机5的功率因数不良的情况下，或者在转矩变动量大的情况下，电流有时也沿虚线箭头方向流动(负电流流动)。因此，电流检测部11c必须不仅能检测正电流，还能检测负电流。然而，当把正电流和负电流的检测范围设定成相同时，负电流的检测范围超过了需要的范围，检测精度恶化。因此，通过使负电流的检测范围小于正侧的检测范围，可使检测范围变小，提高检测精度。然而，在转矩变动量大的情况下，由于发生超出负电流的检测范围、不能检测电流的状态，因而存在产生控制发散、电动机5停止的不利情况的可能性。因此，设置负电流控制部19，在该负电流控制部19中，检测负电流值或负电流的峰值，当负电流值或负电流的峰值就要超过预先对可检测电流范围设定的值时(具体地说，例如，在超过绝对值比该值稍小的值的情况下)，把抑制振幅的指令输出到振幅调整部15。当振幅调整部15收到该指令时，本应在此之前通过积分等来实现无限大的增益，使得角加速度的基波成分为0，然而却通过从积分值中去除预定比例的值等来进行降低增益的处理。
因此，角加速度的基波成分不为0，但可将旋转速度变动抑制在可检测电流的范围内，能够驱动电动机5，并可提高电流检测精度，而不象以往那样，超出电流检测范围，使控制发散，导致电动机停止。
图5是示出本发明的电动机控制装置的又一实施方式的方框图。
该电动机控制装置与图1的电动机控制装置的不同点仅为，省略峰值电压控制部18，设置负载转矩推测部20。
该负载转矩推测部20，例如，以平均电流指令为输入来推测负载转矩，对所推测的负载转矩小于规定值作出响应，把指示应使振幅为0的指令提供给振幅调整部15。然而，当然也可以根据平均电流指令以外的值来推测负载转矩。
振幅调整部15对收到该指令作出响应，本应在此之前通过积分等实现无限大的增益，使得角加速度的基波成分为0，然而却在输出为0之前，通过进行从积分值中去除预定比例的值等的处理，进行降低增益的处理。
因此，角加速度的基波成分不为0，然而由于负载轻，因而振动没有问题，效率提高。特别是在低速的情况下，在受到空载时间的影响、转矩变动大的情况下，电流控制和无传感器的位置检测等变得不稳定，然而通过使振幅调整部15的输出为0，可提高电流控制和无传感器的位置检测等的稳定性。
图6是示出本发明的电动机控制装置的又一实施方式的方框图。
该电动机控制装置与图1的电动机控制装置的不同点仅为在整流电路2和平滑用电容器3之间设置了变流器(升压电路)7；还设置了检测逆变器4的直流部的电压的直流电压检测部11d；还设置了直流电压控制部21，该直流电压控制部21以峰值电压控制部18的输出和直流电压检测部11d的输出为输入并输出对变流器7的控制指令。
在采用该实施方式的情况下，与图1的实施方式一样，使用峰值电压控制部18来检测电压指令的峰值电压，当峰值电压就要超过预先对由直流电压决定的逆变器的最大输出电压或最大调制率设定的值时，把指示抑制振幅的指令提供给振幅调整部15。当振幅调整部15收到该指令时，本应在此之前通过积分等实现无限大的增益，使得角加速度的基波成分为0，然而却进行从积分值中去除预定比例的值等的处理，进行降低增益的处理。
因此，尽管角加速度的基波成分不为0，但可以将旋转速度变动抑制在由直流电压决定的逆变器可输出的电压的范围内，可驱动电动机5，而不象以往那样，发生电压指令超过逆变器的最大输出电压或最大调制率，使控制发散的不利情况。
而且，即使在由直流电压控制部21所控制的直流电压低于在充分抑制旋转速度变动时所必需的电压的情况下，也能驱动电动机5，而不存在问题。而且，对于还未使直流电压充分升高的情况，即使在直流电压控制的控制响应缓慢，直流电压暂时不足的状态下，也能驱动电动机5，而不存在问题。因此，可根据成为目标的振动、效率各种要素来自由决定直流电压。
而且，也能进行以下控制。使用峰值电压控制部18检测电压指令的峰值电压，当峰值电压就要超过预先对由直流电压决定的逆变器4的最大输出电压或最大调制率设定的值时，把提高直流电压的指令输出到直流电压控制部21，在不是这样的情况下，输出降低直流电压的指令，收到该指令，通过使用直流电压控制部21控制直流电压，可把直流电压降低到极限，可充分抑制旋转速度变动。在此情况下，通过尽可能降低升压比，可提高变流器的效率。而且，由于直流电压低，因而可提高逆变器4和电动机5的效率，由于可扩展逆变器的脉宽，因而可减少空载时间对无传感器的位置检测和电流控制的影响。
另外，以上各实施方式对使用硬件来实施以上各实施方式的情况作了说明，当然也可以使用软件来实施。
权利要求
1.一种电动机控制方法，对从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，检测逆变器(4)的输出电压值或指令值，根据该检测值控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
2.一种电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，检测逆变器(4)的输出电压值或指令值，根据该检测值，优先于旋转速度变动的抑制，控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
3.根据权利要求1或权利要求2中的任何一项所述的电动机控制方法，前述检测值是逆变器(4)的输出电压值或指令值的峰值。
4.一种电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，使前述电动机(5)的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
5.一种电动机控制方法，对从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，使用电流检测单元(11c)检测逆变器(4)的电流，根据电流检测值控制逆变器(4)的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
6.一种电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，为了驱动电动机(5)，使用电流检测单元(11c)检测逆变器(4)的输入电流或输出电流，根据电流检测值控制逆变器(4)的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
7.一种电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，使前述电动机(5)的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器(4)的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
8.根据权利要求5至权利要求7中的任何一项所述的电动机控制方法，通过使用前述电流检测单元(11c)检测逆变器(4)的输入电流来间接检测逆变器(4)的输出电流，控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输入电流的负侧的峰值不超过规定值。
9.一种电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，检测或推测负载，对负载小于规定值作出响应，不抑制电动机(5)的旋转速度变动。
10.根据权利要求9所述的电动机控制方法，根据平均电流检测或推测负载。
11.一种电动机控制方法，具有可对供给逆变器(4)的直流电压进行控制的变流器(7)，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，检测逆变器(4)的输出电压值或指令值，根据该检测值控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
12.根据权利要求11所述的电动机控制方法，根据前述检测值来对供给逆变器(4)的直流电压进行控制。
13.一种电动机控制装置，对从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括检测单元(18)，检测逆变器(4)的输出电压值或指令值；以及逆变器控制单元(15)，根据该检测值控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
14.一种电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括检测单元(18)，检测逆变器(4)的输出电压值或指令值；以及逆变器控制单元(15)，根据该检测值，优先于旋转速度变动的抑制，控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
15.根据权利要求13或权利要求14中的任何一项所述的电动机控制装置，前述检测值是逆变器(4)的输出电压值或指令值的峰值。
16.一种电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括逆变器控制单元(15)，使前述电动机(5)的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
17.一种电动机控制装置，对从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括电流检测单元(11c)，检测逆变器(4)的电流；以及逆变器控制单元(15)，根据电流检测值控制逆变器(4)的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
18.一种电动机控制方法，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括电流检测单元(11c)，为了驱动电动机(5)，检测逆变器(4)的输入电流或输出电流；以及逆变器控制单元(15)，根据电流检测值控制逆变器(4)的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
19.一种电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括逆变器控制单元(15)，使前述电动机(5)的输出转矩变动的振幅减少，控制逆变器(4)的电压或电流，以便不超过可检测电流的范围。
20.根据权利要求17至权利要求19中的任何一项所述的电动机控制装置，前述电流检测单元(11c)通过检测逆变器(4)的输入电流来间接检测逆变器(4)的输出电流，前述逆变器控制单元(15)控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输入电流的负侧的峰值不超过规定值。
21.一种电动机控制装置，对为了使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括负载检测单元(20)，检测或推测负载；以及逆变器控制单元(15)，对负载小于规定值作出响应，不抑制电动机(5)的旋转速度变动。
22.根据权利要求21所述的电动机控制装置，前述负载检测单元(20)根据平均电流检测或推测负载。
23.一种电动机控制装置，具有可对供给逆变器(4)的直流电压进行控制的变流器(7)，对用于使电动机输出转矩变动而从逆变器(4)施加给电动机(5)的电压或电流进行控制，以便对驱动周期性负载(6)的电动机(5)的旋转速度变动进行抑制，其特征在于，包括检测单元(18)，检测逆变器(4)的输出电压值或指令值；以及逆变器控制单元(15)，根据该检测值控制逆变器(4)的电压或电流，使得逆变器(4)的输出电压值或指令值不超过规定值。
24.根据权利要求23所述的电动机控制装置，还包含直流电压控制单元(21)，该直流电压控制单元(21)根据前述检测值来对供给逆变器(4)的直流电压进行控制。
全文摘要
一种电动机控制装置，其包括峰值电压控制部(18)，检测电压指令的峰值电压，当峰值电压就要超过以逆变器的最大输出电压或者最大调制率为基准而预先设定的值时，把指示应抑制振幅的调整指令输出到振幅调整部(15)；以及振幅调整部(15)，对调整指令的提供进行响应，例如，进行从积分值中去除预定比例的值等处理来降低增益，根据逆变器的输出电压来调整转矩控制输出。
文档编号H02P27/06GK1703826SQ200380101270
公开日2005年11月30日 申请日期2003年10月10日 优先权日2002年10月11日
发明者北野伸起 申请人:大金工业株式会社