CN103493362A - 电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种在起动模式下执行根据负载的变动而进行变动的旋转控制的电动机控制装置。所提出的电动机控制装置包括检测单元(4),基于相电流Iu～Iw对电流峰值Ip以及电流电角度θi进行检测；检测单元(5),基于相电流Iu～Iw和施加电压Vu～Vw来检测感应电压峰值Ep及感应电压电角度θe；转子位置检测单元(6),利用θm=θi-β-90°或θm=θe-γ-90来检测转子位置θm；速度变动检测单元(15),基于该θm来检测转速ω；以及起动单元(10),输出起动用电压指示值Vp以及起动用电压相位指示值θv,以规定的加速度使同步电动机(M)的转速上升,并且将由速度变动检测单元(15)所检测到的转速ω反映到θv中。

Description

电动机控制装置
技术领域
以下公开了涉及同步电动机的起动控制的技术。
背景技术
在越来越多地被用作为同步电动机(永磁体同步电动机)的驱动方式的正弦波驱动方式(180度通电方式)中,以无传感器方式检测转子位置(转子的旋转位置),执行向定子线圈进行适当通电的控制。作为具备该以无传感器方式检测转子位置的功能电动机控制装置,提出了专利文献1所公开的电动机控制装置。专利文献1的电动机控制装置能够在同步电动机的通常运行模式(位置检测运行)中以一定的精度以及低处理负荷来检测转子位置θm。
虽然同步电动机具备起动模式(强制换流运行)来作为进入通常运行模式的前置阶段,但在该起动模式中,表示转子坐标系的d轴相对于定子坐标系的α轴的角度(转子的绝对位置)的、转子位置θm的推定误差会变大,因此不进行基于转子位置θm的位置检测运行。因此,在起动模式中,利用专利文献2所公开的电动机控制装置来起动同步电动机。在专利文献2的电动机控制装置中,若在电动机停止状态下接收到包含目标转速(目标旋转数)的运行指令,则以起动电压设定部以及起动相位设定部所设定的施加电压以及施加电压相位来开始驱动,并以固定加速度使转速逐渐增大。并且,在转速达到比目标转速要低的规定值时,视为起动完成,执行转变为通常运行模式的控制。由此,无需处理能力较高的运算装置,能简单且可靠地完成起动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2011-10438号公报
专利文献2：日本专利特开2005-94853号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述,在同步电动机的起动模式中,转子位置的检测精度不佳,因此不进行转子位置的检测,而执行以固定加速度使转速逐渐增加的强制驱动。然而,若此时施加在同步电动机的输出轴上的负载产生变动,尤其是瞬间的变动,则可能会发生失步,导致起动消耗较多的时间。
起动模式中的负载变动尤其会出现在使用同步电动机的空调(空气调节器)的压缩机中。例如,若制冷剂的颗粒进入到压缩机的气缸内,则压缩行程的负载会增加。另一方面,由于吸入行程的负载照常不变,因此该情况下的起动模式中施加在同步电动机上的负载会根据压缩机的压缩、吸入行程而产生变动。
专利文献2所公开的电动机控制装置在起动模式中执行加速度一定的强制控制,而与负载无关,因此未应对上述那样存在负载变动的情况。鉴于上述技术背景,需要设法能在起动模式中随着负载的变动而变动。
解决技术问题所采用的技术方案
针对该问题提出的电动机控制装置包括：
电流检测单元,检测在同步电动机的定子线圈中流动的电流；
施加电压检测单元,检测施加在所述定子线圈上的施加电压；
转子位置检测单元,利用包含电流变量以及电压变量的规定的转子位置计算式来检测所述同步电动机的转子位置,其中,该电流变量以及电压变量是基于由所述电流检测单元所检测到的电流以及由所述施加电压检测单元所检测到的施加电压而求得；
速度·速度变动检测单元,基于由所述转子位置检测单元所检测到的转子位置来检测转速；以及
起动单元,在起动模式下输出起动用电压指示值以及起动用电压相位指示值,以规定的加速度来使基于这些指示值而驱动的所述同步电动机的转速上升,并且将由所述速度·速度变动检测单元所检测到的转速反映到所述起动用电压相位指示值中。
发明效果
上述提案所涉及的电动机控制装置中所检测到的转子位置是基于检测到的当前的电流以及施加电压的,并且其计算值反映了[感应电压电角度与电流电角度之差]。因此,基于该转子位置而检测到的转速会根据感应电压电角度与电流电角度之差(即、感应电压与电流的相位差)的变动而变动。在电动机矢量图中,通常,感应电压电角度与电流电角度之差会随着转子位置的提前而变大,并随着转子位置的延迟而变小。即,能够根据反映感应电压电角度与电流电角度之差来进行变动的转速,来在前后的检测周期中对转子位置是提前还是延迟、即转子的相对位置进行检测,而与转子位置(转子的绝对位置)的检测精度无关。并且,对于转速的变动=转子的相对位置变动,由于可以认为其与施加在同步电动机的输出轴上的负载的变动相对应,因此若根据检测到的转速的变动来适当调节加速度,则能在起动模式中执行随着负载的变动而进行变动的旋转控制。
附图说明
图1是表示电动机控制装置的实施方式的框图。
图2是正弦波通电过程中的(A)电流、(B)感应电压的各波形图。
图3是同步电动机的矢量图。
具体实施方式
图1示出了电动机控制装置的实施方式。
该实施方式的同步电动机M具有定子和转子,定子是三相的星形连接型,且包含U相、V相、W相的定子线圈,转子包含永磁体。图中仅示出了U相、V相、W相的各个定子线圈,省略了其它图示。另外,虽然以星形连接型为例进行表示,但也同样适用于三角形连接型。
驱动该同步电动机M的功率模块(IPM)PM中,U相、V相、W相各自的上臂侧开关元件+U、+V、+W以及下臂侧开关元件-U、-V、-W分别串联连接在直流电源的高位侧与低位侧之间。下臂侧开关元件-U、-V、-W的低位侧设有用于对流过各相的电流进行检测的分流电阻Ru、Rv、Rw。各开关元件+U～-W由逆变器驱动部1产生的PWM信号来驱动,同时利用正弦波通电(180度通电)来控制U相、V相、W相的各个定子线圈。利用分流电阻Ru、Rv、Rw来检测因该控制而流过各相U、V、W的电流。
逆变器驱动部1以及以下说明的各部分在本实施方式中假设由根据程序进行动作的微机等计算机来执行。然而并不限于此,也可以分别由硬件构成等。
相当于电流检测单元的相电流检测部2通过对施加在分流电阻Ru、Rv、Rw上的电压进行测定,来分别检测流过U相定子线圈的U相电流Iu、流过V相定子线圈的V相电流Iv、流过W相定子线圈的W相电流Iw。相当于施加电压检测单元的施加电压检测部3检测从上臂侧开关元件+U～+W分别施加在U相定子线圈、V相定子线圈、W相定子线圈上的U相施加电压Vu、V相施加电压Vv、W相施加电压Vw。
相当于电流峰值·电角度检测单元的相电流峰值·电角度检测部4基于由相电流检测部2所检测到的相电流Iu、Iv、Iw的值,来检测相电流峰值Ip以及相电流电角度θi。其检测方法如下。该检测方法已在上述专利文献1中进行了详细说明。
对U相、V相、W相进行正弦波通电时的相电流波形图如图2A所示,呈正弦波形的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw分别具有120°的相位差。根据该相电流波形图,相电流Iu、Iv、Iw、相电流峰值Ip、以及相电流电角度θi之间成立下式1。相电流峰值·电角度检测部4利用由相电流检测部2所检测到的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw,并根据式1来求得相电流峰值Ip以及相电流电角度θi。
[式1]
Iu=Ip×cos(θi)
Iv=Ip×cos(θi-2/3π)
Iw=Ip×cos(θi+2/3π)
对于相当于感应电压峰值·电角度检测单元的感应电压峰值·电角度检测部5,基于由相电流检测部2所检测到的相电流Iu、Iv、Iw、以及由施加电压检测部3所检测到的施加电压Vu、Vv、Vw,来检测感应电压峰值Ep以及感应电压电角度θe。其检测方法如下。该检测方法也已在上述专利文献1中进行了详细说明。
对U相、V相、W相进行正弦波通电时的感应电压波形图如图2B所示,呈正弦波形的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev、W相感应电压Ew分别具有120°的相位差。根据该感应电压波形图,感应电压Eu、Ev、Ew、感应电压峰值Ep、以及感应电压电角度θe之间成立下式2。
[式2]
Eu=Ep×cos(θe)
Ev=Ep×cos(θe-2/3π)
Ew=Ep×cos(θe+2/3π)
另一方面,施加电压Vu、Vv、Vw、相电流Iu、Iv、Iw、定子线圈的电阻值Rcu、Rcv、Rcw、以及感应电压Eu、Ev、Ew之间成立下式3。
[式3]
Vu-Iu×Rcu=Eu
Vv-Iv×Rcv=Ev
Vw-Iw×Rcw=Ew
对于感应电压峰值·电角度检测部5,其基于由相电流检测部2所检测到的U相电流Iu、V相电流Iv、W相电流Iw、及由施加电压检测部3所检测到的U相施加电压Vu、V相施加电压Vv、W相施加电压Vw,并根据式3来求得U相感应电压Eu、V相感应电压Ev、W相感应电压Ew,然后,基于所求得的U相感应电压Eu、V相感应电压Ev、W相感应电压Ew,并根据式2来求得感应电压峰值Ep和感应电压电角度θe。
对于相当于转子位置检测单元的转子位置检测部6,其将由相电流峰值·电角度检测部4所检测到的相电流峰值Ip、相电流电角度θi、以及由感应电压峰值·电角度检测部5所检测到的感应电压峰值Ep、感应电压电角度θe,来作为电流变量以及电压变量,据此检测转子位置θm(d轴相对于α轴的角度)。即,,的使用转子位置计算式,来检测同步电动机M的转子位置θm,上述转子位置计算式包含电流电角度θi或感应电压电角度θe作为变量,并包含基于感应电压电角度θe与电流电角度θi之差[θe-θi]、及电流峰值Ip或感应电压峰值Ep,而求得的电流相位β或感应电压相位γ作为变量(具体参照专利文献1)。
其中,具体说明第一检测方法和第二检测方法,上述第一检测方法的转子位置计算式中,使用包含相电流电角度θi、及基于相电流峰值Ip和[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]的电流相位β,来作为变量,,上述第二检测方法的转子位置计算式中,使用包含感应电压电角度θe、及基于相电流峰值Ip和[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]的感应电压相位γ,来作为变量。
(1)第一检测方法
第一检测方法中,包含检测到的相电流电角度θi以及电流相位β作为变量的转子位置计算式如下式4。
[式4]
θm=θi-β-90°
式4中的电流相位β是通过以相电流峰值Ip以及[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数,并参照预先准备的数据表来选出。该数据表按以下方式准备,并预先存储在存储器中。
关于数据表的制作,图3A示出了同步电动机M的转子旋转时的电动机矢量图,在d-q坐标中用矢量表示了施加电压V(Vu～Vw)、电流I(Iu～Iw)、感应电压E(Eu～Ew)的关系。感应电压E用[ωΨ]表示。此外,图3A中,Vd为施加电压V的d轴分量,Vq为施加电压V的q轴分量,Id为电流I的d轴分量,Iq为电流I的q轴分量,Ed为感应电压E的d轴分量,Eq为感应电压E的q轴分量。另外,以q轴为基准的电压相位为α,以q轴为基准的电流相位为β,以q轴为基准的感应电压相位为γ。图中的Ψa为转子的永磁体的磁通,Ld为d轴电感,Lq为q轴电感,R为定子线圈的电阻值(Rcu～Rcw),Ψ为转子的总交链磁通。
根据该电动机矢量图,将转子的转速设为ω从而成立下式5,并将与ω有关的值从式5的右边移到左边,从而成立式6。
[式5]
Figure BDA0000398928700000071
[式6]
Figure BDA0000398928700000081
由此,在图3A的电动机矢量图下成立式5、式6,以此为基础来预先生成数据表。即,在使电动机矢量图中所示的电流相位β及电流I分别在规定范围内呈阶梯状增加的同时,保存[感应电压相位γ-电流相位β]为规定值时的电流相位β,从而生成以相当于电流I的相电流峰值Ip、以及相当于[感应电压相位γ-电流相位β]的[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数的电流相位β的数据表。
详细而言,例如如上述专利文献1的图5所示,在使电流相位β以逐次增加0.001°的方式来从-180°增加到180°、并且使电流I以逐次增加1A的方式来从0A增加到64A的同时,利用同步电动机M固有的d轴电感Ld和q轴电感Lq,并基于电动机矢量图来求得电压相位α、电流相位β、感应电压相位γ。并且,对[感应电压相位γ-电流相位β]为1°、2°、3°、…时的电流相位β进行保存。由此,制作出以相当于电流I的相电流峰值Ip为一个参数、并以相当于[感应电压相位γ-电流相位β]的[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为另一个参数的电流相位β的数据表。
若将从该数据表中选出的电流相位β和相电流电角度θi代入转子位置计算式的式4,则检测出转子位置θm。
(2)第二检测方法
第二检测方法中,包含检测到的感应电压电角度θe以及感应电压相位γ作为变量的转子位置计算式如下式7。
[式7]
θm=θe-γ-90°
式7中的感应电压相位γ是通过以相电流峰值Ip以及[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数,并参照预先准备的数据表来选出。该数据表按以下方式准备,并预先存储在存储器中。
在图3A的电动机矢量图下成立式5、式6,也以此为基础来预先生成该情况下的数据表。即,在使电动机矢量图中所示的电流相位β及电流I分别在规定范围内呈阶梯状增加的同时,保存[感应电压相位γ-电流相位β]为规定值时的感应电压相位γ,从而生成以相当于电流I的相电流峰值Ip、以及相当于[感应电压相位γ-电流相位β]的[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数的感应电压相位γ的数据表。
详细而言,与上述相同,在使电流相位β以逐次增加0.001°的方式来从-180°增加到180°、并且使电流I以逐次增加1A的方式来从0A增加到64A的同时,利用同步电动机M固有的d轴电感Ld和q轴电感Lq,并基于电动机矢量图来求得电压相位α、电流相位β、感应电压相位γ。并且,对[感应电压相位γ-电流相位β]为1°、2°、3°、…时的感应电压相位γ进行保存。由此,制作出以相当于电流I的相电流峰值Ip为一个参数、并以相当于[感应电压相位γ-电流相位β]的[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为另一个参数的感应电压相位γ的数据表。
若将从该数据表中选出的感应电压相位γ和感应电压电角度θe代入转子位置计算式的式7,则检测出转子位置θm。
若采用执行上述第一及第二检测方法的转子位置检测部6,则由于使用上述转子位置计算式来直接求得转子位置θm,因此能在通常运行模式中以高精度来检测转子位置θm。此外,由于采用从预先准备的数据表中选出转子计算式所包含的变量之一、即电流相位β或感应电压相位γ的方式,因此与每次都通过计算来求得电流相位β或感应电压相位γ的情况相比,处理负荷较低。然而,如果可以不考虑处理负荷,则也可以采用通过每次的计算来算出的结构。
在上述说明的第一及第二检测方法中,作为数据表,例示了以相电流峰值Ip及[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数来选出电流相位β或感应电压相位γ的表。除此以外,也同样可以使用以感应电压峰值Ep及[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数来选出电流相位β或感应电压相位γ的数据表,或以相电流峰值Ip、感应电压峰值Ep及[感应电压电角度θe-相电流电角度θi]为参数来选出电流相位β或感应电压相位γ的数据表中的任何一个。
将利用上述转子位置检测部6所检测到的转子位置θm输入到通常运行旋转控制部7。通常运行旋转控制部7基于从外部输入的运行指令和转子位置θm,来输出电压指示值Vp以及电压相位指示值θv。这些电压指示值Vp以及电压相位指示值θv在通常运行模式下会被提供给逆变器驱动部1,并且还会将与其对应的PWM信号从逆变器驱动部1向功率模块PM输出。
在通常运行模式下,利用由转子位置检测6所检测到的转子位置θm,由通常运行旋转控制部7执行位置检测运行。然而,在起动模式中,该转子位置θm的检测精度会下降,因此,由接下来说明的起动单元来执行旋转控制。
本实施方式中,相当于起动单元的起动电压·起动相位设定部10会在起动模式下输出起动用电压指示值Vp以及起动用电压相位指示值θv。这些指示值Vp、θv通过模式切换开关11被提供给逆变器驱动部1,并从该逆变器驱动部1输出PWM信号,从而由功率模块PM驱动同步电动机M。关于这种基于指示值Vp、θv来驱动的同步电动机M的起动转速,起动电压·起动相位设定部10例如以1rpm/1msec的规定加速度来使起动转速上升。模式切换开关11在通常运行模式下将从通常运行旋转控制部7输出的指示值Vp、θv传输到逆变器驱动部1,在起动模式下将从起动电压·起动相位设定部10输出的指示值Vp、θp传输到逆变器驱动部1。
起动电压·起动相位设定部10根据从起动电流设定部12输出的起动电流值Is,并通过PI控制、P控制等来产生表示起动模式中的施加电压峰值的起动用电压指示值Vp。若在电动机停止状态下输入包含目标转速的旋转指令,则起动电流设定部12设定与最大输出转矩相对应的电流值,来作为起动电流值Is。在起动同步电动机M时,由于不清楚所需的转矩,因此将功率模块PM中所能流过的最大电流值设定为起动电流值Is。
从起动电流设定部12输出的起动电流值Is由加法部13进行修正,之后输入到起动电压·起动相位设定部10。从相电流峰值·电角度检测部4向加法部13输入相电流峰值Ip,将相电流峰值Ip反馈到起动电流值Is,来确保输入到起动电压·起动相位设定部10的起动电流值Is较为合适。
起动电压·起动相位设定部10根据从加速度设定部14输出的固定的加速度θa,来产生表示起动模式下的施加电压相位的起动用电压相位指示值θv。若在电动机停止状态下输入包含目标转速的运行指令,则加速度设定部14根据该运行指令向起动电压·起动相位设定部10输出固定的角加速度θa。并且,当θa×经过时间t达到运行指令中包含的目标转速、或者如上述专利文献2中那样、达到比运行指令中包含的目标转速要低的规定值时,加速度设定部14切换模式切换开关11,从而设为通常运行旋转控制部7采用的通常运行模式。
在根据该角加速度θa产生起动用电压相位指示值θv时,起动电压·起动相位设定部10将由速度·速度变动检测部15所检测到的转子的转速(角速度)ω反映到起动用电压相位指示值θv中。相当于速度·速度变动检测单元的速度·速度变动检测部15会基于由转子位置检测部6所检测到的转子位置θm,来通过dθm/dt检测转速ω。起动电压·起动相位设定部10利用角加速度θa及检测转速ω(相当于检测转速ω的角度),并利用下式8来设定起动用电压相位指示值θv。式中,θv(-1)表示上一次的起动用电压相位指示值θv,Δt表示控制周期。
[式8]
θv=θv(-1)+[θaΔt+ω]Δt
由此,起动电压·起动相位设定部10反映出由速度·速度变动检测部15所检测到的转子的转速ω,从而设定起动用电压相位指示值θv。由于可以认为转速ω的变动与施加在同步电动机M的输出轴上的负载的变动相对应,因此根据检测到的转速ω的变动来适当调节加速度,由此能在起动模式中执行随着负载的变动而进行变动的旋转控制。
在转子位置检测部6中检测出的转子位置θm是反映了[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的计算值。因此,对于在速度·速度变动检测部15中基于转子位置θm而检测出的转速ω,其会根据[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的变动而变动。关于这一点,参照图3B及图3C进行说明。图3B及图3C是起动模式下、在控制为固定值的电流I下的电动机矢量图。
图3B及图3C中,实线的矢量表示当前的相位,虚线的矢量表目标的相位。参照图3B可知,[感应电压电角度θe-电流电角度θi]会随着转子位置θm的提前而变大。另一方面,参照图3C可知,[感应电压电角度θe-电流电角度θi]随着转子位置θm的延迟而变小。即,能够根据反映[感应电压电角度θe-电流电角度θi]来进行变动的转速ω,在前后的检测周期中对转子位置θm是提前还是延迟、即转子的相对位置Δθm进行检测,而与转子位置θm的检测精度无关。由于可以认为转速ω的变动=转子的相对位置变动Δθm是与施加在同步电动机M的输出轴上的负载的变动相对应的,因此根据检测到的转速ω的变动来适当调节加速度,由此能在起动模式下执行根据负载的变动进行变动的旋转控制。
对于起动电压·起动相位设定部10所进行的起动用电压相位指示值θv的设定,也能够施加与负载相对应的加速度限制。为执行该加速度调节而设置了相当于加速度调节单元的加速度调节部16。加速度调节部16在由速度·速度变动检测部15所检测到的转速ω的变动量超过规定的阈值ωth时,对起动用电压相位指示值θv进行调节,以降低转速ω。转速ω的变动量例如能够设为[ω(0)-ω(-1)],式中的ω(0)是最新的检测转速,ω(-1)是上一次的检测转速。
起动模式下的负载变动可能会在使用了同步电动机M的空调的压缩机中表现得较为显著。例如,在由于夜间的降温等而变冷的压缩机中,气缸内的制冷剂可能会液化从而以液体的形态存在,若在该状态下起动压缩机,则会产生液压缩行程。液压缩行程与通常的气体制冷剂压缩行程相比,负载变得异常大,因此驱动压缩机的同步电动机M的负载矢量在低转速下也较高,若转速ω上升,则会进一步急剧变高。另一方面,由于吸入行程的负载照常不变,因此该情况下的起动模式下施加在同步电动机M上的负载会根据压缩机的压缩、吸入行程而产生较大变动。
若在如上述那样负载产生较大变动时,执行以固定的加速度使转速ω强制上升的控制,则可能发生失步,导致起动消耗较多时间。因此,决定将这种负载变动设想在内的阈值ωth,当转速ω的变动量超过该阈值ωth时,加速度调节部16设定负的角加速度θa’,起动电压·起动相位设定部10根据该负的角加速度θa’来设定起动用电压相位指示值θv。由此,同步电动机M的转速ω变慢,在液压缩行程中,转速ω也下降到能运行的低转速{例如120rpm左右),防止失步的发生。
若能暂时以低转速来使同步电动机M运行,则由于存在于压缩机气缸内的液体量较少,因此很快会被排出。由此,若负载变轻,则由速度·速度变动检测部15所检测到的转速ω的变动量会变小,因此加速度调节部16解除加速度调节,执行使用加速度设定部14设定的角加速度θa的正常的起动模式。
在加速度调节部16中,除了上述规定的阈值ωth以外,也可以设定小于该阈值ωth的其它阈值ωth’。此时的加速度调节部16在由速度变动检测部15所检测到的转速ω的变动量超过阈值ωth’时,例如设角加速度θa=0来调节起动用电压相位指示值θv,以防止转速ω上升。通过设置比第一阈值ωth小的第二阈值ωth’即中间电平,从而进一步使失步难以产生。
除了根据转速ω的变动来推定负载变动以外,加速度调节部16也可以基于能视为转矩变动的[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的变动,来执行加速度调节。此时的加速度调节部16从转子位置检测部6输入[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的值,通过与预先存储的上一次的值进行比较来检测变动。并且,当[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的变动量超过以与上述同样的方式所决定的规定的阈值Tth时,设定负的角加速度θa’,起动电压·起动相位设定部10根据该角加速度θa’来设定起动用电压相位指示值θv。由此,能使同步电动机M的转速ω变慢。之后,若[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的变动量小于阈值Tth,则加速度调节部16解除加速度调节,执行使用加速度设定部14所设定的角加速度θa的正常起动模式。
在利用[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的加速度调节部16中,除了上述第一阈值Tth以外,也可以设定比该阈值Tth小的第二阈值Tth'。此时的加速度调节部16在[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的变动量超过第二阈值Tth’时,例如设角加速度θa=0来调节起动用电压相位指示值θv,以防止转速ω上升。
利用[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的加速度调节部16也可以不从转子位置检测部6输入[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的值,而从相当于电流电角度检测单元的相电流峰值·电角度检测部4、以及相当于感应电压电角度检测单元的感应电压峰值·电角度检测部5来输入感应电压电角度θe以及电流电角度θi,并利用自身来检测[感应电压电角度θe-电流电角度θi],从而调节起动用电压相位指示值θv。此时,加速度调节部16能独立于转子位置检测部6以及速度·速度变动检测部15来进行动作。
上述与加速度调节部16有关的结构也可以与上述专利文献2所公开的电动机控制装置等组合起来使用。
对于加速度调节部16的加速度调节控制流程,在空调的压缩机中使用同步电动机M的情况下,可以如下述那样。
首先,执行基于速度·速度变动检测部15所检测到的转速ω来计算当前的压缩机旋转一周的时间的步骤。接着,在该压缩机旋转一周的时间内,执行对转速ω的最大值和最小值、或者[感应电压电角度θe-电流电角度θi]的最大值和最小值进行持续检测的步骤。然后,执行将该最大值与最小值之差、与阈值ωth、ωth'或与阈值Tth、Tth'进行比较、并按上述方式调节加速度的步骤。
标号说明
1逆变器驱动部
2相电流检测部
3施加电压检测部
4相电流峰值·电角度检测部
5感应电压峰值·电角度检测部
6转子位置检测部
7通常运行旋转控制部
10起动电压·起动相位设定部
11模式切换开关
12起动电流设定部
13加法部
14加速度设定部
15速度·速度变动检测部
16加速度调节部

Claims (9)

1.一种电动机控制装置,其特征在于,包括：
电流检测单元,该电流检测单元检测在同步电动机的定子线圈中流动的电流；
施加电压检测单元,该施加电压检测单元检测施加在所述定子线圈上的施加电压；
转子位置检测单元,该转子位置检测单元利用包含电流变量以及电压变量的规定的转子位置计算式来检测所述同步电动机的转子位置,其中,该电流变量以及电压变量是基于由所述电流检测单元所检测到的电流以及由所述施加电压检测单元所检测到的施加电压而求得的；
速度·速度变动检测单元,该速度·速度变动检测单元基于由所述转子位置检测单元所检测到的转子位置来检测转速；以及
起动单元,该起动单元在起动模式下输出起动用电压指示值以及起动用电压相位指示值,以规定的加速度来使基于这些指示值而驱动的所述同步电动机的转速上升,并且将由所述速度·速度变动检测单元所检测到的转速反映到所述起动用电压相位指示值中。
2.如权利要求1所述的电动机控制装置,其特征在于,
包括加速度调节单元,在由所述速度·速度变动检测单元所检测到的转速的变动量超过第一阈值时,该加速度调节单元调节所述起动用电压相位指示值,以使所述同步电动机的转速下降。
3.如权利要求2所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述加速度调节单元在由所述速度·速度变动检测单元所检测到的转速的变动量超过第二阈值时,调节所述起动用电压相位指示值,以防止所述同步电动机的转速上升,其中,该第二阈值小于所述第一阈值。
4.如权利要求1所述的电动机控制装置,其特征在于,
包括加速度调节单元,在所述感应电压电角度与所述电流电角度之差的变动量超过第一阈值时,该加速度调节单元调节所述起动用电压相位指示值,以使所述同步电动机的转速下降。
5.如权利要求4所述的电动机控制装置,其特征在于,
所述加速度调节单元在所述感应电压电角度与所述电流电角度之差的变动量超过第二阈值时,调节所述起动用电压相位指示值,以防止所述同步电动机的转速上升,其中,该第二阈值小于所述第一阈值。
6.如权利要求1所述的电动机控制装置,其特征在于,还包括：
电流峰值·电角度检测单元,该电流峰值·电角度检测单元基于由所述电流检测单元所检测到的电流来检测电流峰值以及电流电角度；以及
感应电压峰值·电角度检测单元,该感应电压峰值·电角度检测单元基于由所述电流检测单元所检测到的电流和由所述施加电压检测单元所检测到的施加电压,来检测感应电压峰值以及感应电压电角度,
所述转子位置检测单元利用所述转子位置计算式来检测所述同步电动机的转子位置,在所述转子位置计算式中,包含所述电流电角度或所述感应电压电角度作为变量,并且包含基于所述电流峰值或所述感应电压峰值、及所述感应电压电角度与所述电流电角度之差,而求得的电流相位或感应电压相位作为变量。
7.一种电动机控制装置,其特征在于,包括：
电流检测单元,该电流检测单元检测在同步电动机的定子线圈中流动的电流；
施加电压检测单元,该施加电压检测单元检测施加在所述定子线圈上的施加电压；
转子位置检测单元,该转子位置检测单元利用包含电流变量以及电压变量的规定的转子位置计算式,来检测所述同步电动机的转子位置,其中,该电流变量以及电压变量是基于由所述电流检测单元所检测到的电流以及由所述施加电压检测单元所检测到的施加电压而求得；
速度·速度变动检测单元,该速度·速度变动检测单元基于由所述转子位置检测单元所检测到的转子位置来检测转速；以及
起动单元,该起动单元在起动模式下输出起动用电压指示值以及起动用电压相位指示值,并以规定的加速度来使基于这些指示值而驱动的所述同步电动机的转速上升；以及
加速度调节单元,该加速度调节单元基于由所述速度·速度变动检测单元所检测到的转速的变动量来调节所述起动用电压相位指示值。
8.如权利要求7所述的电动机控制装置,其特征在于,还包括：
电流峰值·电角度检测单元,该电流峰值·电角度检测单元基于由所述电流检测单元所检测到的电流来检测电流峰值以及电流电角度；以及
感应电压峰值·电角度检测单元,该感应电压峰值·电角度检测单元基于由所述电流检测单元所检测到的电流和由所述施加电压检测单元所检测到的施加电压,来检测感应电压峰值以及感应电压电角度,
所述转子位置检测单元利用所述转子位置计算式来检测所述同步电动机的转子位置,在所述转子位置计算式中,包含所述电流电角度或所述感应电压电角度作为变量,并且包含基于所述电流峰值或所述感应电压峰值、及所述感应电压电角度与所述电流电角度之差,而求得的电流相位或感应电压相位作为变量。
9.一种电动机控制装置,其特征在于,包括：
电流检测单元,该电流检测单元检测在同步电动机的定子线圈中流动的电流；
施加电压检测单元,该施加电压检测单元检测施加在所述定子线圈上的施加电压；
电流电角度检测单元,该电流电角度检测单元基于由所述电流检测单元所检测到的电流来检测电流电角度；
感应电压电角度检测单元,该感应电压电角度检测单元基于由所述电流检测单元所检测到的电流、及由所述施加电压检测单元所检测到的施加电压,来检测感应电压电角度；
起动单元,该起动单元在起动模式下输出起动用电压指示值以及起动用电压相位指示值,并以规定的加速度来使基于这些指示值而驱动的所述同步电动机的转速上升；以及
加速度调节单元,该加速度调节单元基于所述感应电压电角度与所述电流电角度之差来调节所述起动用电压相位指示值。
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