的部分向d轴电压的+方向进入。但 是，电压饱和成为大问题的情况是，重负载运转时即电压指令在d轴电压的一方向附近发 生时，由于电压饱和的发生，不能充分产生电动机扭矩的情况。特别地，在电压指令值倒入 至斜线区域的最下方时，存在电动机的最大扭矩点，因此能够通过本实施方式的动作，得到 最大限的电动机扭矩。因此，轻负载运转时的部分向d轴电压的+方向进入的轻负载时的 电压饱和量通过本实施方式的绝对值的运算，即使具有某种程度的误差，在实际使用上不 会成为大的问题。
[0069] 另外，对图9和图10进行比较可知，在旋转坐标变换的前后电压饱和量Λ Vd、 Λ Vq的值不可能严谨地相同。但是，在其后进行基于电压饱和量对电流指令通过反馈而实 施修正的控制，因此，虽然存在出现微小的响应性差异的可能性，但在动作本身中不会发生 较大的问题，能够抑制电压饱和的发生。
[0070] 使用图1，具体地对旋转坐标变换进行说明。旋转坐标变换器1基于下面的式 (10)，使d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*旋转角度β。旋转坐标变换器2基于下面 的式（11)，使d轴电压限幅值Vd_limit和q轴电压限幅值Vq_limit旋转角度β。
[0071]【数式1】
[0075] 此外，d轴电压限幅值Vd_limit、q轴电压限幅值Vq_limit可以是固定值，也可以 是根据PWM逆变器32的母线电压Vdc等的值计算出的可变值。另外，旋转坐标变换的角 度β是最大扭矩点处的电压指令值向q轴电压的负方向进入的角度，该角度根据电动机的 基本参数（绕组电阻R、d轴电感Ld、q轴电感Lq、永磁体磁通Φ、极对数Pm等）唯一地确 定，是能够事先利用计算求出的值。因此，在d轴电压限幅值Vd_limit以及q轴电压限幅 值Vq_limit为固定值的情况下，式（11)的右边全部成为固定的值，因此对于d轴电压校正 限幅值Vd_limit'和q轴电压校正限幅值，也能够不进行利用旋转坐标变换器2 实现的旋转坐标变换，事先利用计算求出并保存，使用所保存的值。
[0076] 此外，至此为止对正转?动力运行的运转模式进行了说明，但对于其他运转模式， 也没有问题而能够同样地适用本实施方式的电压饱和量的计算方法。但是，需要与电动机 速度对应地改变旋转坐标变换的角度的符号。具体而言，在电动机速度为正（ω >0)的 情况下，如果以角度β进行旋转坐标变换，则在电动机速度为负（ω <0)的情况下，以角 度一 β进行旋转坐标变换。
[0077] 另外，在将永磁体型电动机34设为表面磁体型电动机的情况下，设为β = 0即 可。通过变更β，无论表面磁体型电动机还是内置磁体型电动机都可应对。另外，在使用基 本参数不同的内置磁体型电动机的情况下，对β进行变更即可。
[0078] 如以上的说明所不，将d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*旋转角度β、以及将 d轴电压限幅值Vd_limit和q轴电压限幅值Vq_limit旋转角度β。因此，与表面磁体型 电动机、内置磁体型电动机无关地，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，求出电压饱和量。
[0079] 工业的实用性
[0080] 如上所示，本发明涉及的永磁体型电动机的控制装置对检测电压饱和量的永磁体 型电动机的控制装置有效，特别地，适合作为永磁体型电动机而使用内置磁体型电动机的 情况。
[0081] 标号的说明
[0082] 1、2旋转坐标变换器，11、14、16、21、24、26减法器，12 d轴电流控制器，13、23绝对 值运算器，15 q轴电流指令校正器，22 q轴电流控制器，25 d轴电流指令校正器，31二相三 相坐标变换器，32 PffM逆变器，33a、33b、33c电流检测器，34永磁体型电动机，35速度检测 器，36三相二相坐标变换器，37系数器、38积分器。
【主权项】
1. 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。2. 根据权利要求1所述的永磁体型电动机的控制装置，其特征在于，具有： q轴电流指令校正器，其基于所述d轴电压饱和量，求出用于避免电压饱和的q轴电流 指令校正量；以及 d轴电流指令校正器，其基于所述q轴电压饱和量，求出用于避免电压饱和的d轴电流 指令校正量， 基于所述q轴电流指令校正量对q轴电流指令进行校正，基于所述d轴电流指令校正 量对d轴电流指令进行校正。3. 根据权利要求1或2所述的永磁体型电动机的控制装置，其特征在于， 将所述d轴电压旋转限幅值以及所述q轴电压旋转限幅值设为预先计算出并保存的 值。4. 根据权利要求1、2或3所述的永磁体型电动机的控制装置，其特征在于， 还具有限幅值旋转坐标变换器，该限幅值旋转坐标变换器将所述d轴电压限幅值和所 述q轴电压限幅值以所述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 为所述d轴电压旋转限幅值以及所述q轴电压旋转限幅值输出。5. 根据权利要求1~4中任一项所述的永磁体型电动机的控制装置，其特征在于， 将所述规定角度设为在dq坐标系上最大扭矩点处的电压指令值和d轴所成的角度。
【专利摘要】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具有：旋转坐标变换器(1)，其将d轴电压指令和q轴电压指令以规定角度进行旋转坐标变换，并作为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、q轴电压指令是从PI电流控制器输出的；绝对值运算器(13)，其对d轴电压校正指令的绝对值进行计算；绝对值运算器(23)，其对q轴电压校正指令的绝对值进行计算；减法器(14)，其基于d轴电压校正指令的绝对值、和将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；以及减法器(24)，其基于q轴电压校正指令的绝对值、和将q轴电压限幅值以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。
【IPC分类】H02P21/00, H02P27/04
【公开号】CN105103434
【申请号】CN201380075408
【发明人】庄晓杰, 原川雅哉, 叶石敦生, 竹居宽人, 寺岛觉, 今中晶
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2013年4月10日
【公告号】WO2014167678A1