同步电动机的控制装置的制作方法

本发明涉及一种同步电动机的控制装置，特别涉及一种防止在动力制动(dynamic brake)动作时发生同步电动机的减磁的同步电动机的控制装置。

背景技术：

为了使同步电动机紧急停止而使用动力制动。对动力制动进行简单说明。图1A中示出了同步电动机(以下也仅称为“电动机”)正在进行动作的情况下的电动机和驱动放大器的连接状态。电动机100通过动力线300而与驱动放大器200连接，电流流过电动机100的三相线圈(未图示)。图1B是电动机正在进行动作的情况下的在d-q坐标上表示的电压矢量图。在此，I_d是d相电流，I_q是q相电流，V_d是d相电压，V_q是q相电压，L_d是d轴电感，L_q是q轴电感，ω是频率，K_v是反电动势常数，R是绕组电阻。

在进行动力制动动作的情况下，如图2A所示，将电动机100从驱动放大器200分离，使与电动机100的三相线圈连接的动力线300成为短路状态，将因电动机100的感应电压而流过三相线圈的电流作为制动电流来对电动机100进行制动。图2B是电动机正在进行动力制动动作的情况下的在d-q坐标上表示的电压矢量图。在动力制动动作过程中，电动机100的端子间电压为0[V]。因而，反向的q相电流I_q(转矩生成电流)在电动机内流动以抵消反电动势K_vω，因此形成制动。

在此，当开始动力制动动作时，端子间电压从大的状态急剧地减少为0[V]。因此，动力制动(以下也称为“DB”)刚开始时电流振幅是振动性的。图3A和3B中示出了DB开始后的d相电流I_d和q相电流I_q的时间性变化。图3A表示时间为0[sec]的DB刚开始时的初始q相电流I_q为0[A]的情况。图3B表示初始q相电流I_q大的情况。此外，方便起见，设q相电流I_q(转矩生成电流)在图表上为正时电动机加速，在q相电流I_q为负时电动机减速。另外，设d相电流I_d(磁 场减弱电流)在图表上为正时为磁场减弱。

如图3A所示，在初始q相电流I_q为0[A]的情况下，d相电流I_d虽然也振动但是电流振幅比较小。与此相对，如图3B所示，在初始q相电流I_q大的情况下，d相电流I_d的振幅比初始q相电流I_q为0[A]的情况大。特别是，在DB刚开始时的时间t_m，d相电流I_d瞬间变大，存在电动机的转子中使用的永磁体发生减磁的担忧。

因此，报告了抑制由于动力制动动作而发生的减磁的方法(例如，日本专利第5616409号公报、日本特开2013-099210号公报、日本专利第5113395号公报。以下分别称为“专利文献1～3”。)。专利文献1中公开了以下方法：以使同步电动机的电流值小于最大电流值的方式控制同步电动机的电流，以防止由于在三相短路时产生的过渡性电流而可能发生的永磁体的不可逆减磁。然而，为了抑制电流而预先限制q相电流I_q，因此产生了不必要地限制转矩的问题。

专利文献2中公开了3个开关元件和电动机控制装置，其中，所述3个开关元件在被设为接通状态时使三相电动机所具有的三相的线圈短路，在被设为断开状态时解除三相的线圈的短路，在使3个开关元件为接通状态时流过三相的线圈中的任一相的线圈的电流超过规定阈值的情况下，所述电动机控制装置使3个开关元件在第一规定时间内为断开状态，在经过第一规定时间后使3个开关元件为接通状态。然而，可以认为，解除线圈的短路是在线圈的电流超过规定阈值之后，因此难以完全抑制因动力制动引起的减磁。

专利文献3中公开了以下的电动机的动力制动装置：在使电动机紧急停止的动力制动装置中，在从开始动力制动动作起的规定时间内，以通过反复进行用于控制制动电流的开关元件中的至少一部分开关元件的接通断开的PWM控制来施加制动从而减弱动力制动电流的方式进行控制，在经过规定时间后，以不进行PWM控制而将全部的开关元件始终固定为接通或断开从而流通原本应该流动的动力制动电流的方式进行控制。然而，可以认为，在该情况下，以减弱动力制动电流的方式进行控制也是在使动力制动动作开始 之后，因此难以完全抑制因动力制动引起的减磁。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种不过度地限制转矩就能够在避免同步电动机的减磁的同时进行动力制动动作的同步电动机的控制装置。

本发明的一个实施例所涉及的同步电动机的控制装置，具有：电流指令生成部，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部，其检测d相电流和q相电流；短路装置，其将同步电动机短路以对同步电动机施加动力制动；以及短路控制部，其控制短路装置，其中，电流指令生成部在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，短路控制部在接收到动力制动信号之后、且从电流指令生成部控制q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置以将同步电动机短路。

附图说明

本发明的目的、特征以及优点通过与附图相关联的以下的实施方式的说明会变得更进一步明确。在该附图中，

图1A是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行驱动的情况下的电动机和驱动放大器的连接状态的图，

图1B是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行驱动的情况下的d-q坐标上的电压矢量的图，

图2A是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行动力制动动作时的电动机和驱动放大器的连接状态的图，

图2B是表示以往的同步电动机中同步电动机(电动机)正在进行动力制动动作的情况下的d-q坐标上的电压矢量的图，

图3A是表示以往的同步电动机中动力制动动作初始的q相电流为0[A]的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图3B是表示以往的同步电动机中动力制动动作初始的q相电流大的情况 下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图4是本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，

图5是表示不应用本发明的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图6是表示使用本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图7是表示使用本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少且使d相电流增加的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图8A是表示电流相位变化前的d-q坐标上的电压矢量的图，

图8B是表示电流相位变化后的d-q坐标上的电压矢量的图，

图8C是表示电流相位变化后的d-q坐标上的电压矢量的图，

图9是本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，

图10是表示使用本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图11是表示使用本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少且使d相电流增加的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图12是表示使用本发明的实施例4所涉及的同步电动机的控制装置来在d相电压和q相电压变为0[V]之后使动力制动进行动作的情况下的d相电流和q相电流的时间性变化的图，

图13是本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，

图14是本发明的实施例6所涉及的同步电动机的控制装置的结构图，以及

图15是表示考虑了动力制动动作后的过渡状态的情况下的d-q坐标上的 电压矢量的图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明所涉及的同步电动机的控制装置。其中，需要注意的是，本发明的保护范围并不限定于这些实施方式，而涵盖权利要求书所记载的发明及其等同物。

[实施例1]

首先，使用附图来说明本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置。图4是本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的结构图。如图4所示，本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置101的特征在于，具有：电流指令生成部1，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部2，其检测d相电流和q相电流；短路装置3，其将同步电动机60短路以对同步电动机60施加动力制动；以及短路控制部4，其控制短路装置3，其中，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电流指令生成部1控制q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

详细说明图4所示的本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置101。从三相交流电源10向转换器20输入三相交流电压，转换器20将该三相交流电压转换为直流电压后输出该直流电压。所输出的直流电压通过平滑电容器30平滑化之后输入到逆变器40。逆变器40通过基于来自PWM信号生成部12的PWM信号V_U*、V_V*、V_W*的PWM控制，将直流电压转换为用于驱动同步电动机60的具有期望的频率的交流电压。

在逆变器40与同步电动机60之间设置有短路装置3。短路装置3按照来自短路控制部4的信号S将同步电动机60的端子短路，由此进行动力制动动作。

通过U相电流检测器4U和V相电流检测器4V来检测提供到同步电动机60的三相电流中的U相电流I_U和V相电流I_V，检测结果被输出到电流检测部2。 电流检测部2基于U相电流I_U和V相电流I_V来计算出d相电流I_d和q相电流I_q并输出到短路控制部4和电压指令生成部5。

同步电动机60具有定子63，该定子63具备绕组65U、65V、65W。并且，同步电动机60在定子63的内侧具备转子62，该转子62具备磁极64a～64d，以中心轴61为中心进行旋转。同步电动机60对被驱动体7进行驱动。

在同步电动机60的附近设置有检测同步电动机60的旋转角θ的旋转角检测器8。旋转角检测器8将旋转角θ的检测值输出到电流检测部2、PWM信号生成部12以及转速运算部9。转速运算部9以时间对旋转角θ进行微分来计算转速ω。所计算出的转速ω被输出到短路控制部4、转矩指令生成部11、电流指令生成部1以及电压指令生成部5。

上级控制装置13向转矩指令生成部11和短路控制部4输出速度指令ω*。转矩指令生成部11从上级控制装置13获取速度指令ω*，生成转矩指令τ*并输出到电流指令生成部1。

电流指令生成部1基于从转矩指令生成部11输出的转矩指令τ*来生成d相电流指令I_d*和q相电流指令I_q*，将它们输出到电压指令生成部5和短路控制部4。

电压指令生成部5基于d相电流指令I_d*和q相电流指令I_q*来生成d相电压指令V_d*和q相电压指令V_q*并输出到PWM信号生成部12。

PWM信号生成部12基于d相电压指令V_d*和q相电压指令V_q*来生成各相的PWM信号V_U*、V_V*、V_W*并输出到逆变器40。

从同步电动机的控制装置101的外部对电流指令生成部1和短路控制部4输入用于使同步电动机60停止的动力制动信号。此外，适于将本发明应用于如无法进行通常的减速停止那样的非正常停止的情况，但是不限于此。例如，也能够将本发明应用于通常动作的减速。

接着，说明使用本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的情况下的效果。图5中示出了不应用本发明的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图。设在时间t₀开始动力制动(DB)动作。DB开 始前d相电流I_d和q相电流I_q是固定的，但是DB开始后变为振动性的。如上所述，DB开始时的q相电流I_q越大则振幅越大，当d相电流I_d的振幅大时存在招致同步电动机的磁体的减磁的担忧。

因此，在本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置中，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电流指令生成部1控制q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。即，并不是在接收到动力制动信号之后即刻地使动力制动进行动作，而是在从电流指令生成部1接收到动力制动信号来控制q相电流指令起经过了规定的时间之后使动力制动进行动作。图6中示出了使用本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图。设在时间t₁电流指令生成部1和短路控制部4接收到动力制动信号。电流指令生成部1在时间t₁以使q相电流I_q减少的方式控制q相电流指令。这样一来，时间t₁以后q相电流I_q开始减少。在估计为q相电流I_q已充分减少的时间t₂开始动力制动的动作。这样，在本发明中使动力制动动作与接收到动力制动信号的定时相比延迟，在此期间使q相电流I_q减少。其结果，能够抑制动力制动动作过程中的作为磁场减弱电流的d相电流I_d的增加，从而能够避免同步电动机的减磁。

在此，就以下的方面进行说明：即使不是在接收到动力制动信号后即刻地开始动力制动动作、而是如本发明那样使动力制动动作延迟规定的时间，也未必会成为缺点。如图3A所示，在动力制动动作初始的q相电流I_q为0[A]的情况下，在动力制动动作后，q相电流I_q立即变为负而产生减速转矩。然而，如图3B所示，在动力制动动作初始的q相电流I_q大的情况下，在动力制动动作后，q相电流I_q暂时为正，这意味着产生了加速转矩。由于q相电流I_q是振动性的，因此q相电流I_q会再次变为正。因而，q相电流I_q的振动性越大，则产生加速转矩的时段越长。这样，存在以下情况：在动力制动动作初始的q相电流I_q大的状态下，即使使动力制动进行动作，q相电流I_q也会振动而瞬间地变为加速。其结果，可以说即使接收到动力制动信号后立即使动力制动进 行动作，也未必能够尽早停止同步电动机。根据以上的方面，可以说动力制动动作的延迟未必会成为缺点。

接着，说明本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的第一变形例。在第一变形例中，特征在于，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，并且以使d相电流增加的方式控制d相电流指令。

图7中示出了使用本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少且使d相电流增加的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图。在时间t₃电流指令生成部1接收到动力制动信号之后，以使q相电流I_q减少的方式控制q相电流指令，并且以使d相电流I_d增加的方式控制d相电流指令。然后，在从接收到动力制动信号起规定时间后的时间t₄使动力制动动作开始。通过像这样使d相电流I_d增加，能够降低动力制动即将动作时的d相电压和q相电压。

接着，说明本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的第二变形例。在第二变形例中，特征在于，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后以使分别流向U相、V相、W相的电流的相位向减小同步电动机的端子间电压的振幅的方向变更的方式控制d相电流指令和q相电流指令。

图8A和图8B中示出了表示电流相位变化前、电流相位变化后的各自的情况下的d-q坐标上的电压矢量的图。在图8A中，将电流相位变化前的d相电流设为I_d1，将电流相位变化前的q相电流设为I_q1。以不变更d相电流、q相电流的指令的大小、而是使分别流向U相、V相、W相的电流的相位错开θ的方式生成指令。这样一来，电压矢量如图8B那样变化，端子间电压与图8A相比变小。此外，图8B与使端子间电压矢量相同的图8C之间等效。在电流相位变化后，I_d1、I_q1不过是从控制装置观测的表面上的d相电流、q相电流。与此相对，能够说I_d2为有助于减弱磁场的实质性d相电流，I_q2为有助于生成转矩的实质性q相电流，I_d2>I_d1且I_q1>I_q2。因而，可知在从使电流相位错开起经过规定时间后开始动力制动动作的情况下，实质上也使q相电流减少并且使d 相电流增加，能够得到与上述第一变形例同样的效果。此外，为了便于说明变更电流相位的效果，以不变更d相电流、q相电流的指令的大小的情况为例进行了说明，但是也可以在变更d相电流、q相电流的指令的大小的同时变更电流相位。

如以上所说明的那样，根据本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置，在接收到动力制动信号之后，使q相电流I_q减少，在经过规定时间后开始动力制动动作。因此，不过度地限制转矩就能够在避免同步电动机的减磁的同时进行同步电动机的动力制动动作。

[实施例2]

接着，使用附图来说明本发明的实施例2所涉及的同步电动机的控制装置。图9是本发明的实施例2所涉及的同步电动机的控制装置的结构图。如图9所示，本发明的实施例2所涉及的同步电动机的控制装置102的特征在于，具有：电压指令生成部5，其生成d相电压指令和q相电压指令；电流检测部2，其检测d相电流和q相电流；短路装置3，其将同步电动机60短路以对同步电动机60施加动力制动；以及短路控制部4，其控制短路装置3，其中，电压指令生成部5在接收到动力制动信号之后，控制d相电压指令和q相电压指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电压指令生成部5控制d相电压指令和q相电压指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

实施例2所涉及的同步电动机的控制装置102与实施例1所涉及的同步电动机的控制装置101的不同之处在于以下两点。第一点是：电压指令生成部5和短路控制部4接收动力制动信号。第二点是：电压指令生成部5在接收到动力制动信号之后，控制d相电压指令和q相电压指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电压指令生成部5控制d相电压指令和q相电压指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。实施例2所涉及的同步电动机的控制装置102的其它结构与实施例1所涉及的同步电动机的控制装置101中的结构相同，因此省略详细的说明。

根据本发明的实施例2所涉及的同步电动机的控制装置，电压指令生成部5在接收到动力制动信号之后，控制d相电压指令和q相电压指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电压指令生成部5控制d相电压指令和q相电压指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。因此，与实施例1同样地，能够在动力制动动作时使q相电流I_q减少。其结果，不过度地限制转矩就能够在避免同步电动机60的减磁的同时进行同步电动机60的动力制动动作。

[实施例3]

接着，说明本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置。本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的结构与图4所示的本发明的实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的结构相同。本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的特征在于，具有：电流指令生成部1，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部2，其检测d相电流和q相电流；短路装置3，其将同步电动机60短路以对同步电动机60施加动力制动；以及短路控制部4，其控制短路装置3，其中，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，控制q相电流指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且q相电流达到预先决定的值之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

实施例3所涉及的同步电动机的控制装置与实施例1所涉及的同步电动机的控制装置的不同之处在于，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且q相电流达到预先决定的值之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路，来代替短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电流指令生成部1控制q相电流指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的其它结构与实施例1所涉及的同步电动机的控制装置中的结构相同，因此省略详细的说明。

图10中示出了表示使用本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图。设在时间t₅电流指令生成部1和短路控制部4接收到动力制动信 号。电流指令生成部1在时间t₅以使q相电流I_q减少的方式控制q相电流指令。这样一来，时间t₅以后q相电流I_q减少，在时间t₆，q相电流I_q达到预先决定的阈值I_qth。短路控制部4在判断为q相电流I_q已达到阈值I_qth的情况下，在时间t₆开始动力制动动作。这样，在本发明中，在确认了q相电流I_q已达到规定阈值I_qth之后开始动力制动动作。其结果，能够抑制动力制动动作过程中的作为磁场减弱电流的d相电流I_d的增加，从而能够避免同步电动机60的减磁。

接着，说明本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的第一变形例。在第一变形例中，特征在于，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，并且以使d相电流增加的方式控制d相电流指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且q相电流和d相电流中的至少一方达到分别预先决定的值之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

图11中示出了表示使用本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置来使q相电流减少且使d相电流增加的情况下的动力制动动作后的d相电流和q相电流的时间性变化的图。电流指令生成部1在时间t₇接收到动力制动信号之后，以使q相电流I_q减少的方式控制q相电流指令，并且以使d相电流I_d增加的方式控制d相电流指令。然后，在时间t₈，短路控制部4在判断为q相电流I_q已达到作为预先决定的值的阈值I_qth的情况下，使动力制动动作开始。通过像这样使d相电流I_d增加，能够降低动力制动即将动作时的d相电压和q相电压。在上述的例子中，例示了在确认了q相电流I_q已达到作为预先决定的值的阈值I_qth之后使动力制动动作开始的情况，但是不限于此。即，也可以在确认了d相电流I_d已达到阈值I_dth之后、或者q相电流I_q和d相电流I_d这两者已达到各自的阈值I_qth或I_dth之后，使动力制动动作开始。

接着，说明本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的第二变形例。在第二变形例中，特征在于，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使分别流向U相、V相、W相的电流的相位向减小同步电动机的端子间电压的振幅的方向、或者接近磁场减弱电流的方向变更的方式，控制 d相电流指令和q相电流指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且q相电流和d相电流中的至少一方达到分别预先决定的值之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。在第二变形例中，通过使电流的相位错开来使q相电流I_q减少、使d相电流I_d增加，在确认了q相电流I_q和d相电流I_d中的至少一方已达到分别预先设定的阈值I_qth或I_dth之后开始动力制动动作，能够得到与上述第一变形例同样的效果。

如以上所说明的那样，根据本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置，在接收到动力制动信号之后，在确认了q相电流I_q已达到预先设定的阈值I_qth之后开始动力制动动作。因此，不过度地限制转矩就能够在避免同步电动机的减磁的同时进行同步电动机的动力制动动作。

[实施例4]

接着，说明本发明的实施例4所涉及的同步电动机的控制装置。本发明的实施例4所涉及的同步电动机的控制装置的结构与图9所示的本发明的实施例2所涉及的同步电动机的控制装置的结构相同。本发明的实施例4所涉及的同步电动机的控制装置的特征在于，具有：电压指令生成部5，其生成d相电压指令和q相电压指令；电流检测部2，其检测d相电流和q相电流；短路装置3，其将同步电动机60短路以对同步电动机60施加动力制动；以及短路控制部4，其控制短路装置3，其中，电压指令生成部5在接收到动力制动信号之后，控制d相电压指令和q相电压指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且q相电压和d相电压中的至少一方达到分别预先决定的值之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

实施例4所涉及的同步电动机的控制装置与实施例2所涉及的同步电动机的控制装置的不同之处在于，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且q相电压达到预先决定的值之后，控制短路装置以将同步电动机60短路，来代替短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且从电压指令生成部5控制d相电压指令和q相电压指令起经过了规定的时间之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。实施例4所涉及的同步电动机的控制装置的其它结构与 实施例2所涉及的同步电动机的控制装置中的结构相同，因此省略详细的说明。

图12中示出了表示使用本发明的实施例4所涉及的同步电动机的控制装置来在d相电压和q相电压变为0[V]之后使动力制动进行动作的情况下的d相电流和q相电流的时间性变化的图。在图12中，示出了将d相电压和q相电压均设为0[V]的例子，但是不限于此。即，也可以在q相电压和d相电压中的至少一方达到分别预先决定的其它值时使动力制动进行动作。

如图12所示，在以使q相电压变为0[V]的方式调整d相电流I_d和q相电流I_q后开始动力制动动作的情况下，d相电流I_d和q相电流I_q不振动。但是若在接收到动力制动信号后瞬间地使d相电压和q相电压为0[V]，则会与即刻地使动力制动进行动作的情况同样地d相电流I_d和q相电流I_q发生振动。因此，优选的是，经过某种程度的时间(例如几毫秒)后使d相电压和q相电压接近0[V]。这样，在通过调整d相电压指令和q相电压指令来使d相电压和q相电压逐渐接近0[V]的方法中，在失去d相电流I_d和q相电流I_q的相位的情况下，只要将d相电压V_d和q相电压V_q不进行区分地都设为0[V]即可。因此，即使在例如电动机的角度检测器进行误动作的情况下也能够使用本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置。

[实施例5]

接着，使用附图来说明本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置。图13是本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置的结构图。如图13所示，本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置103的特征在于，具有：电流指令生成部1，其生成d相电流指令和q相电流指令；电流检测部2，其检测d相电流和q相电流；短路装置3，其将同步电动机60短路以对同步电动机60施加动力制动；短路控制部4，其控制短路装置3；以及最大电流估计部6，其基于检测出的q相电流来逐次估计最大的d相电流，其中，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，短路控制部2在接收到动力制动信号之后、且最大电流估计部6 所估计出的动力制动后的最大估计电流变为容许值以下之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

如图5所示，当短路控制部4接收到动力制动信号后即刻地开始动力制动动作时，有时d相电流会增加到引起同步电动机60的减磁的水平。因此，在接收到动力制动信号之后，电流指令生成部1以使q相电流减少的方式控制q相电流指令。在此，能够基于动力制动动作时的q相电流来估计动力制动动作后的最大的d相电流。因此，在本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置中，最大电流估计部6基于q相电流的检测值来逐次估计最大的d相电流，短路控制部2在接收到动力制动信号之后、且最大电流估计部6所估计出的动力制动后的最大估计电流变为容许值以下之后开始动力制动动作。通过这样，能够根据q相电流的检测值来适当地决定使动力制动动作延迟的时间，因此能够在避免同步电动机的减磁的同时迅速地使同步电动机停止。

此外，最大电流的容许值根据同步电动机中使用的磁体的温度而变化。因此，也可以是磁体温度越高则越降低容许值。

接着，说明本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置的第一变形例。在第一变形例中，特征在于，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使q相电流减少的方式控制q相电流指令，并且以使d相电流增加的方式控制d相电流指令。

根据本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置的第一变形例，与使用图11说明的本发明的实施例3所涉及的同步电动机的控制装置的第一变形例同样地，能够通过增加d相电流I_d来降低动力制动即将动作时的d相电压和q相电压。

接着，说明本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置的第二变形例。在第二变形例中，特征在于，电流指令生成部1在接收到动力制动信号之后，以使分别流向U相、V相、W相的电流的相位向减小同步电动机的端子间电压的振幅的方向变更的方式控制d相电流指令和q相电流指令。在第二变形例中，通过使电流的相位错开来使q相电流I_q减少、使d相电流I_d增加， 在确认为q相电流I_q已达到预先设定的阈值I_qth之后开始动力制动动作，能够得到与上述第一变形例同样的效果。

如以上所说明的那样，根据本发明的实施例5所涉及的同步电动机的控制装置，设置最大电流估计部来逐次估计动力制动动作开始后的最大的d相电流，因此能够在避免同步电动机的减磁的同时迅速地使同步电动机停止。

[实施例6]

接着，使用附图来说明本发明的实施例6所涉及的同步电动机的控制装置。图14是本发明的实施例6所涉及的同步电动机的控制装置的结构图。如图14所示，本发明的实施例6所涉及的同步电动机的控制装置104的特征在于，具有：电压指令生成部5，其生成d相电压指令和q相电压指令；电流检测部2，其检测d相电流和q相电流；短路装置3，其将同步电动机60短路以对同步电动机施加动力制动；短路控制部4，其控制短路装置3；以及最大电流估计部6，其基于检测出的q相电流来逐次估计最大的d相电流，其中，电压指令生成部5在接收到动力制动信号之后，控制d相电压指令和q相电压指令，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且最大电流估计部6所估计出的动力制动后的最大估计电流变为容许值以下之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。

实施例6所涉及的同步电动机的控制装置104与图9所示的实施例2所涉及的同步电动机的控制装置102的不同之处在于，还具有基于所检测出的q相电流来逐次估计最大的d相电流的最大电流估计部6，短路控制部4在接收到动力制动信号之后、且最大电流估计部6所估计出的动力制动后的最大估计电流变为容许值以下之后，控制短路装置3以将同步电动机60短路。实施例6所涉及的同步电动机的控制装置104的其它结构与实施例2所涉及的同步电动机的控制装置102中的结构相同，因此省略详细的说明。

根据本发明的实施例6所涉及的同步电动机的控制装置，与实施例5所涉及的同步电动机的控制装置同样地，设置最大电流估计部来逐次估计动力制动动作开始后的最大的d相电流，因此能够在避免同步电动机的减磁的同时 迅速地使同步电动机停止。

接着，说明动力制动动作后的过渡状态下的d相电流和q相电流。图15中示出了表示考虑了动力制动动作后的过渡状态的情况下的d-q坐标上的电压矢量的图。在图15中，将sinωt的系数的有效值取为横轴，将cosωt的系数的有效值取为纵轴。此时，同步电动机的端子间电压能够表示为以下的式(1)。

$\sqrt{2}(K_v\mathrm{\ω}+{\mathrm{RI}}_q+L_q\·\frac{{\mathrm{dI}}_q}{dt}-L_d{I}_d\mathrm{\ω})\sin \mathrm{\ω}t+\sqrt{2}({\mathrm{RI}}_d+L_q{I}_q\mathrm{\ω}+L_d\·\frac{{\mathrm{dI}}_d}{dt})cos\mathrm{\ω}t---\left(1\right)$在动力制动动作后，端子间电压始终为0[V]，因此以下的式(2)和(3)成立。

$K_v\mathrm{\ω}+{\mathrm{RI}}_q+I_q\·\frac{{\mathrm{dI}}_q}{dt}-L_d{I}_d\mathrm{\ω}=0---\left(2\right)$

${\mathrm{RI}}_d+L_q{I}_q\mathrm{\ω}+L_d\·\frac{{\mathrm{dI}}_d}{dt}=0---\left(3\right)$

若对上述的式(2)和(3)进行变形，则能够得到以下的式(4)和(5)。

$\frac{{\mathrm{dI}}_q}{dt}=\frac{1}{L_q}(-K_v\mathrm{\ω}-{\mathrm{RI}}_q+L_d{I}_d\mathrm{\ω})---\left(4\right)$

$\frac{{\mathrm{dI}}_d}{dt}=\frac{1}{L_d}(-{\mathrm{RI}}_d-L_q{I}_q\mathrm{\ω})---\left(5\right)$

另一方面，如果Δt小则下述的式(6)和(7)成立。

$I_q(t+\mathrm{\Δ}t)=I_q\left(t\right)+\frac{{\mathrm{dI}}_q}{dt}\·\mathrm{\Δ}t---\left(6\right)$

$I_d(t+\mathrm{\Δ}t)=I_d\left(t\right)+\frac{{\mathrm{dI}}_d}{dt}\·\mathrm{\Δ}t---\left(7\right)$

因而，能够得到以下的式(8)和(9)。

$I_q(t+\mathrm{\Δ}t)=I_q\left(t\right)+\frac{1}{L_q}(-K_v\mathrm{\ω}-{\mathrm{RI}}_q+L_d{I}_d\mathrm{\ω})\mathrm{\Δ}t---\left(8\right)$

$I_d(t+\mathrm{\Δ}t)=I_d\left(t\right)+\frac{1}{L_d}(-{\mathrm{RI}}_d-L_q{I}_q\mathrm{\ω})\mathrm{\Δ}t---\left(9\right)$

通过使用上述的式(8)和(9)，能够计算动力制动动作后的过渡状态下的d相电流和q相电流。

如以上所说明的那样，根据本发明所涉及的同步电动机的控制装置，不 过度地限制转矩就能够在避免同步电动机的减磁的同时进行动力制动动作。