永磁体型电动机的控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种永磁体型电动机的控制装置。
【背景技术】
[0002] 如果使永磁体型电动机高速运转或使其产生较大的电动机扭矩，则为了驱动电动 机而需要较高的电压，导致超过能够从放大器输出的电压，发生所谓的电压饱和的状态。如 果发生电压饱和，则不仅不能输出与指令相符的速度、扭矩，还会引起速度、电动机电流振 荡等控制特征的恶化。
[0003] 众所周知如下的称为弱磁通控制的方法，即，在永磁体型电动机的情况下，使d轴 电流（励磁电流）向负向流动，抑制电压饱和的发生。作为其一个例子，在专利文献1和专 利文献2中记载有下述方式，即，对表示电压饱和程度的电压饱和量进行检测，使与其相对 应的d轴电流流动。
[0004] 电压饱和量相当于电压指令值超过电压限幅值的量。因此，电压饱和量能够利用 电压指令值与电压限幅值的差分运算求出。此外，电压指令值可以想到正?负这两者，因此 电压饱和量在正?负这两个区域中发生。电压饱和量能够利用电压指令值和电压限幅值的 差值求出，但实际上需要考虑电压指令值以及电压限幅值的极性，因此仅用简单的减法器 无法求出。
[0005] 因此，如果考虑电压指令值的绝对值和电压限幅值（仅+值即可），无论电压饱和 量是哪种情况，都能够简单地仅利用电压指令值的绝对值一电压限幅值的减法运算求出。 如上所述，在专利文献3中记载有利用电压指令值的绝对值一电压限幅值的减法运算，求 出电压饱和量的方法。
[0006] 专利文献1 :日本专利第4507493号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2000 - 341990号公报
[0008] 专利文献3 :日本特开平11 一 27996号公报
【发明内容】
[0009] 近几年，以资源飞涨的影响及国际性的防止地球温室化的动态为背景，对抑制二 氧化碳的发生源即能量使用量的意识不断提高。其中，消耗世界总发电量的大约40%的旋 转电机受到关注，迫切需要改善其效率。因此，大多开始使用积极应用磁阻扭矩，与表面磁 体型（SPM(Surface Permanent Magnet))电动机相比效率高的内置磁体型（IPM(Interior Permanent Magnet))电动机。
[0010] 在永磁体型电动机的运转模式中，存在"正转?动力运行"、"正转·再生"、"反 转?动力运行"、"反转?再生"这4种。在如表面磁体型电动机这样d轴电感与q轴电感之 间不存在差值的情况下，针对电动机的运转模式，d轴电压和q轴电压动作的区域在直角坐 标（d轴电压和q轴电压的直角坐标）上清晰地分割开，如果在相同运转模式内，则电压指 令的极性不会改变。因此，如上所述，能够适用通过电压指令值的绝对值一电压限幅值的减 法运算而求出电压饱和量的方法。
[0011] 另一方面，在内置磁体型（IPM)电动机中，通过使d轴电流流动，而产生磁阻扭矩。 在内置磁体型电动机中，在相同运转模式内电压指令的极性也有可能改变。因此，不能使用 将电压饱和量利用电压指令值的绝对值一电压限幅值的减法运算而求出的方法。虽然并不 是不能在使用条件分支等的同时导出准确的电压饱和量，但可想到并不是简单的减法器， 计算变得复杂。
[0012] 本发明就是鉴于上述内容而提出的，其目的在于得到一种永磁体型电动机的控制 装置，其与表面磁体型电动机、内置磁体型电动机无关地，仅用简单的减法器，就能够求出 电压饱和量。
[0013] 为了解决上述课题，实现目的，本发明是一种永磁体型电动机的控制装置，其具有 PI电流控制器，该PI电流控制器针对向永磁体型电动机施加的电流，对旋转的dq轴坐标系 上的2个成分即d轴电流和q轴电流分别进行比例积分控制，该永磁体型电动机的控制装 置的特征在于，具有：电压指令旋转坐标变换器，其将d轴电压指令和q轴电压指令以规定 角度分别进行旋转坐标变换，将所述旋转坐标变换的结果作为d轴电压校正指令以及q轴 电压校正指令输出，其中，该d轴电压指令是为了对所述d轴电流进行控制而从所述PI电 流控制器输出的，该q轴电压指令是为了对所述q轴电流进行控制而从所述PI电流控制器 输出的；第1绝对值运算器，其对所述d轴电压校正指令的绝对值进行计算；第2绝对值运 算器，其对所述q轴电压校正指令的绝对值进行计算；第1减法器，其基于所述d轴电压校 正指令的绝对值、和将用于对所述d轴电压指令进行限制的d轴电压限幅值以所述规定角 度进行旋转坐标变换而得到的值即d轴电压旋转限幅值，求出d轴电压饱和量；以及第2减 法器，其基于所述q轴电压校正指令的绝对值、和将用于对所述q轴电压指令进行限制的q 轴电压限幅值以所述规定角度进行旋转坐标变换而得到的值即q轴电压旋转限幅值，求出 q轴电压饱和量。
[0014] 发明的效果
[0015] 本发明涉及的永磁体型电动机的控制装置实现下述效果，即，与表面磁体型电动 机、内置磁体型电动机无关地，仅用简单的减法器，就能够求出电压饱和量。
【附图说明】
[0016] 图1是表示本发明涉及的永磁体型电动机的控制装置的结构例的图。
[0017] 图2是表示电压指令值、电压限幅值和电压饱和量的关系的一个例子的图。
[0018] 图3是表示利用电压指令值的绝对值和电压限幅值进行的电压饱和量的计算的 一个例子的图。
[0019] 图4是表示在电动机速度ω和扭矩电流iq的直角坐标上的4种运转模式的分布 的图。
[0020] 图5是表示在d轴电流id和q轴电流iq的直角坐标上的电动机电压的等电压线 的一个例子的图。
[0021] 图6是表不表面磁体型电动机中的在d轴电压Vd和q轴电压Vq的直角坐标上的 电动机运转模式的图。
[0022] 图7是表示内置磁体型电动机的正转?动力运行运转下的d轴电压Vd和q轴电 压Vq的一个例子的图。
[0023] 图8是表示使用了表面磁体型电动机的情况下的电压指令值和电压限幅值、以及 根据这两者求出的电压饱和量的关系的图。
[0024] 图9是表示使用了内置磁体型电动机的情况下的电压指令值和电压限幅值、以及 根据这两者求出的电压饱和量的关系的图。
[0025] 图10是表示以角度β进行旋转坐标变换后的电压指令值和电压限幅值、以及根 据这两者求出的电压饱和量的关系的图。
【具体实施方式】
[0026] 下面，基于附图详细地说明本发明涉及的永磁体型电动机的控制装置的实施方 式。此外，本发明并不受本实施方式的限定。
[0027] 实施方式.
[0028] 图1是表示本发明涉及的永磁体型电动机的控制装置的结构例的图。本实施方式 的永磁体型电动机的控制装置将施加于永磁体型电动机34的电流分为旋转的直角坐标系 即dq轴坐标系的2个成分（d轴电流、q轴电流）而进行比例积分控制（PI (Proportional Integral)控制）。本实施方式的永磁体型电动机的控制装置具有：PffM逆变器32,其基于 后述的电压指令Vu*、Vv*、Vw*，向永磁体型电动机34供给电力；电流检测器33a、33b、33c， 它们检测永磁体型电动机34的电流iu、iv、iw ;以及速度检测器35,其检测永磁体型电动 机34的电动机速度ω。永磁体型电动机34可以是表面磁体型电动机，也可以是内置磁体 型电动机。另外，本实施方式的永磁体型电动机的控制装置具有：系数器37,其基于由速度 检测器35检测出的永磁体型电动机34的电动机速度ω (ω r)对dq轴坐标的旋转角速度 ω e进行运算；积分器38,其对旋转角速度ω e进行积分并输出dq