电机控制装置的制造方法_2

文档序号:9670358阅读:来源:国知局
流保护值和负电流保 护值之间下降的区域中,由于没有任何限制,q轴电流指令值Iq*被设定为q轴电流指令限 制值
[0036] 相比现有技术,本实施例的特征在于"基于电流保护值获得的信息",运将在后面 进行描述。
[0037]=相-两相转换单元34,电流减法器351、352W及控制器361、362被配置成执行 已知的电流反馈控制。
[0038]S相-两相转换单元34从布置在逆变器60(图2中"INV"所示)内的或者布置 在从逆变器60到电机80的电流路径中的未示出的电流传感器获取=相电流lu、Iv和Iw。 =相-两相转换单元34可W检测在=相电流中的两相电流,并根据基尔霍夫定律计算剩余 的一相电流。S相-两相转换单元34从旋转角度传感器85获取电机80的电角度0,并且 基于电角度0将=相电流lu、Iv和Iw=相-两相变换成q轴电流Iq和d轴电流Id。
[0039] 电流减法器351和352分别从q轴电流指令限制值和d轴电流指令限制 值中减去从S相-两相转换单元34反馈的q轴电流Iq和d轴电流IdW计算q 轴电流偏差AIq和d轴电流偏差AId。
[0040] 控制器361和362通常借助PI(比例积分)控制操作分别计算q轴电压指令值 Vq*和d轴电压指令值Vd*,使得q轴电流偏差AIq和d轴电流偏差AId收敛到0。在另 一个实施例中,还可W执行D(差分)控制操作。
[0041] 当q轴电压指令值Vq*和d轴电压指令值Vd*的电压向量的幅度(= V (Vq*2+Vd*2))超出例如参照电源电压设定的预定的电压保护值时,饱和保护单元37将修 正q轴电压指令值Vq*和d轴电压指令值Vd*中的至少一个W使绝对值减少,使得电压向 量的幅度变得等于或者小于电压保护值。
[0042] 在本实施例中,饱和保护单元37仅修正作为扭矩分量的q轴电压指令值Vq*,并且 照原样输出作为激励分量的d轴电压指令值Vd*。在下文中,由饱和保护单元37修正的q 轴电压指令值由符号"Vq**"表示。"由饱和保护单元37修正的q轴电压指令值Vq**"可 W简写成"饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**"。 阳0创饱和保护之后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*在如图4中所示的dq轴电压坐标中被表示。
[0044] 两相-S相转换单元38基于电角度0将饱和保护之后的q轴电压指令值Vq** 和d轴电压指令值Vd*两相-S相变换成S相电压指令值化*、Vv*和Vw*,并向逆变器60 输出经变换的值。
[0045] PWM转换单元39将S相电压指令值化*、Vv*和Vw*转换成的占空信号与载波相 比较,并将占空信号转换成PWM信号PWMJJ、PWM_V和PWM_W。
[0046] 在运种情况下,例如为了提高电压利用率,可W执行控制W通过S相调制或者两 相调制增加或者降低一个或者更多个相位的占空值。=相调制和两相调制例如是在日本专 利第2577738号和JP-A-2012-125022中公开的已知技术,并因此省略了它们的详细描述。
[0047] 基于PWM信号执行逆变器60中的开关元件61至66的接通/断开操作W产生期 望的S相AC电压化、Vv和Vw。通过向电机80施加S相AC电压化、Vv和Vw来控制电机 80的驱动W输出所需扭矩。
[0048] 随后,将给出作为第一实施例的特征配置的电压饱和量计算单元41,电流限制增 益计算单元421、422,电流保护值计算单元47U472W及LPF48U482的描述。现将描述各 个框的功能的概要,并在之后参照流程图(图6)描述计算内容的细节。
[0049] 电压饱和量计算单元41计算电压饱和量V_sat,电压饱和量V_sat是饱和保护之 后的q轴电压指令值Vq**和d轴电压指令值Vd*的电压向量的幅度。
[0050] 电流限制增益计算单元421和422基于电压饱和量V_sat分别地计算q轴电流限 制增益KIq_lim和d轴电流限制增益KW_lim。
[0051] 将参照图5描述q轴电流限制增益计算单元421的详细配置。相同的配置被应用 于d轴电流限制增益计算单元422。在图5的描述中,因为与将要在之后描述的流程图(图 6)匹配,因此在一系列算术处理中,当前处理中的计算值(当前值)用(n)表示,而前一处 理中的计算值用(n-1)表示。另一方面,在图2中着重配置的概要的描述,省略了(n)的详 述。 阳05引 比计算器43从电压饱和量计算单元41获取电压饱和量的当前值V_sat(n),并且 计算通过使预先存储的目标电压饱和量V_sat_tgt除W电压饱和量的当前值V_sat(n)获 得的比rv(n)。 阳05:3]如图4中所示,当电压饱和量V_sat(n)变得大于目标电压饱和量V_sat_tgt时, 比rv(n)变得小于I。另一方面,当电压饱和量V_sat(n)变得小于目标电压饱和量V_sat_tgt时,比rv(n)变得大于1。
[0054] 乘法器44使从延迟元件46输入的q轴电流限制增益的先前值KIq_lim(n-l)乘 W比rv(n),并计算q轴电流限制增益的当前"暂定值"KIq_lim(n)_X。换言之,乘法器44 将通过修正电压饱和量的当前值V_sat(n)W匹配参照先前值KIq_lim(n-l)的目标电压饱 和量V_sat_tgt所获得的值设定为电流增益限度的当前暂定值。 阳化日]对于q轴电力增益暂定值KIq_lim(n)_X,增益确定单元45将最大值限制于KIq_ 1im_max,并将最小值限制于KIq_l并输出q轴电流限制增益确定值KIq_lim(n)。例 如,将q轴电流限制增益最大值KIq_lim_max设定成稍小于1的值,而将q轴电流限制增益 最小值KIq_lim_min设定成稍大于0的值。
[0056] 返回图2,电流保护值计算单元471和472分别使q轴电流和d轴电流的额定电流 与电流限制增益确定值和KW_lim相乘,并分别地计算q轴电流保护值Iq_guard 和d轴电流保护值W_guard。
[0057] 低通滤波器(在下文中称为LP巧481和482通常是一阶滞后滤波器,并去除q轴 电流保护值Iq_guard和d轴电流保护值Id_guard的预定范围中的频率分量,具体是等于 或者高于预定频率的高频分量。结果,可W去除噪声或者抑制输入的突然变化所引起的输 出变化。
[0058] 本实施例旨在主要抑制相对于电流指令值Iq*和Id*的电流保护值Iq_guard和 IcLguard的突然变化,并实现控制稳定性。对于滤波器引起的相位滞后,将常数设定到不影 响控制响应的程度。
[0059] q轴电流保护值的滤波值Iq_guartlpf和d轴电流保护值的滤波值Itguart Ipf分别地被输入到电流指令值限制单元321和322。
[0060] 如上所示,第一实施例的特征在于使用基于"作为饱和保护之后的q轴电压指令 值Vq**和d轴电压指令值Vd*的电压向量的幅度的电压饱和量V_sat"计算出的"电流保 护值Iq_guard和Id_guard"来限制电流指令值Iq*和Id*。
[0061] 随后,将参照图6的流程图来描述要由电机控制装置101执行的电流指令值限制 处理。在流程图的描述中,符号"S"表示步骤。在本示例中,S3W及末尾被添加"A"的S4A W及S5A是与之后要描述的第二实施例不同的特定于第一实施例的步骤。
[0062] 处理例程例如与控制器36的控制周期同步地被重复执行。当前处理被设定为第 n处理,当前处理中的计算值(当前值)由(n)表示,而前一处理中的计算值(先前值)由 (n-1)表不。
[006引在Sl中,在电压饱和量计算单元41中基于饱和保护之后的q轴电压指令值Vq** 和d轴电压指令值Vd*计算电压饱和量的当前值V_sat(n)。具体地,可W通过式(1. 1)计 算平方和的平方根。当相位角0v(参照图4)公知时,可W通过式(1.2)计算平方和的平 方根。 W64][式 1]

[0067] 将参照图5通过在符号和式中包含q轴电流和d轴电流来描述S2-1和S2-2。 W側在S2-1中,在电流限制增益计算单元421的比计算器43中计算电压饱和量的当
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