CN104756396A - 一次磁通控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供如下技术：在一次磁通控制中，根据扭矩变更一次磁通指令值，由此适当地控制电流相位，从而根据扭矩而在效率良好的动作点来驱动旋转电动机。在某扭矩T下，在一次磁通的振幅Λδ取值λδ0(T)时，设电枢电流的振幅ia为最小值。此时，能够进行最大扭矩/电流控制。因此，对一次磁通指令值的振幅采用值λδ0(T)，进行一次磁通控制，由此，自动地决定电枢电流。即，唯一地决定电流相位β。即，将电流相位β控制为与该扭矩T对应的期望的相位，根据扭矩而在效率良好的动作点来驱动旋转电动机。

Description

一次磁通控制方法
技术领域
本发明涉及控制具有励磁部和电枢的同步电动机的技术。
特别是，涉及根据该励磁部产生的励磁磁通与由流过电枢绕组的电枢电流产生的电枢反作用磁通的合成即所谓的一次磁通控制旋转电动机的技术。
背景技术
以往，提出了各种基于一次磁通的旋转电动机的控制、所谓的一次磁通控制。一次磁通控制，简单来说，是通过对旋转电动机的一次磁通依据其指令值进行控制来稳定地控制旋转电动机的技术。
例如励磁磁通Λ0的相位用于旋转坐标系的d轴，将一次磁通[λ1](其被作为具有方向和振幅的矢量对待)的相位用于其它旋转坐标系的δ轴，将δ轴相对于d轴的相位差视为负载角其中，这里在相对于δ轴为90度进相的相位中采用γ轴。并且，定义δc轴和γc轴作为在一次磁通[λ1]的控制中采用的旋转坐标系的控制轴。δc轴和γc轴分别对应于δ轴和γ轴，将δc轴相对于d轴的相位差设定为
在该情况下，一次磁通[λ1]的指令值(以下称作“一次磁通指令值”)[Λ1*](其被作为具有方向和振幅的矢量对待)在其δc轴成分中具有正值Λδ*，γc轴成分为零。因此，如果一次磁通[λ1]与一次磁通指令值[Λ1*]一致，则一次磁通[λ1]的δc轴成分λ1δc与正值Λδ*(其也是一次磁通指令值[Λ1*]的振幅)相等，相位差与负载角相等，δc轴与δ轴一致。
在一次磁通控制中，例如，进行修正电压指令值的控制，使得不仅使一次磁通[λ1]的δc轴成分λ1δc与一次磁通指令值[Λ1*]的振幅Λδ*相等，还使其γc轴成分λ1γc为零。由此，相位差与负载角一致。
这样，能够控制为：在一次磁通控制中，使一次磁通[λ1]的振幅Λδ与指令值[Λ1*]的振幅Λδ*相等，使负载角与相位差一致，由此，使旋转电动机的扭矩T与该旋转角速度无关，而与电枢电流的振幅ia的γc轴成分iγc成比例。通常，振幅Λδ*设为固定来进行该控制。
具体而言，导入极对数n、电流振幅ia、电枢电流相对于q轴(其相对于d轴提前90度)的相位(所谓的电流相位)β和振幅Λδ，扭矩T由下式(1)求出。
[公式1]
T＝n·∧δ·iγ
＝n·∧δ·ia·cos(φ-β)       …(1)
另外，在下述的现有技术文献中的非专利文献6与下述的其它现有技术文献更换δ轴和γ轴来采用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3672761号公报
专利文献2：日本特开平4-91693号公报
非专利文献
非专利文献1：掘田、浅野、常広，「位置検出器のないDCブラシレスモータの制御法」昭和63年度電気関係学会東海支部連合大会，p.161
非专利文献2：角、常広，「DCブラシレスモータの位置センサレス制御法」，1990年度電気関係学会東海支部連合大会，p.172
非专利文献3：角、山村、常広，「DCブラシレスモータの位置センサレス制御法」，電気学会論文誌D，平成3年，111卷8号，p.639-644
非专利文献4：瓜田、塚本、常広，「一次磁束制御された同期機の定数推定法について，」1998年度電気関係学会東海支部連合大会，p.101
非专利文献5：瓜田，山村，常広，「同期機駆動用汎用インバータについて，」電気学会論文誌D，平成11年，119巻5号，p.707-712
非专利文献6：矢部，坂廼辺，「過変調PWMを併用したIPMモータのセンサレス駆動」，電気学会研究会資料.RM，回転機研究会2001(159)，p.7-12
非专利文献7：武田、松井、森本、本田，「埋込磁铁同期モータの設計と制御」，オーム社，2001年，p.23-26
发明内容
发明要解决的问题
在旋转电动机的控制中，以往，追求使比T/ia变为最大的所谓的最大扭矩/电流控制。进而，在通过电流矢量控制而使扭矩固定的情况下，求出使振幅ia变得最小的电流相位β(参照例如非专利文献7)。
另一方面，在一次磁通控制中，为了设定适当的电流相位β，需要与电流矢量控制不同的方法。这是因为，不能如电流矢量控制那样直接控制电流相位。但是，此前还不知道这样的方法。
在一次磁通控制中，通常将一次磁通的振幅设为固定来进行控制，因此，在扭矩发生变动时，有时不能进行效率良好的电流相位下的控制。
本发明是鉴于上述方面而完成的，其目的在于提供如下技术：在一次磁通控制中，根据扭矩变更一次磁通指令值，由此适当地控制电流相位，从而根据扭矩而在效率良好的动作点来驱动旋转电动机。
用于解决问题的手段
在本发明的一次磁通控制方法中，对旋转电动机设定作为一次磁通([λ1])的指令值的一次磁通指令值([Λ1*])，按照所述一次磁通指令值控制所述一次磁通，所述旋转电动机包含具有电枢绕组的电枢以及与所述电枢相对地旋转的作为励磁部的转子。
所述一次磁通是所述励磁部产生的励磁磁通(Λ0)和由流过所述电枢的电枢电流(ia)产生的电枢反作用的磁通([λa]：id·Ld、iq·Lq)的合成。
而且，在该第1方式中，根据所述旋转电动机的扭矩(T)，变更所述一次磁通指令值，将所述电枢电流相对于q轴的电流相位(β)控制为与所述扭矩对应的期望的相位，其中，所述q轴比与所述励磁磁通(Λ0)同相的d轴提前π/2。
在本发明的一次磁通控制方法的第2方式中，基于所述一次磁通([λ1])、所述电枢电流(ia)与所述旋转电动机的扭矩(T)之间的关系，根据所述扭矩，设定使所述电枢电流变得最小的所述一次磁通的振幅(Λδ0(T))作为所述一次磁通指令值([Λ1*])的振幅(Λδ*)。
本发明的一次磁通控制方法的第3方式为：在该第2方式中，所述关系是导入所述一次磁通([λ1])相对于所述d轴的负载角所述电枢电流(ia)相对于所述q轴的电流相位β、所述励磁磁通的振幅Λ0、所述一次磁通的振幅Λδ、所述旋转电动机的d轴电感Ld和q轴电感Lq、所述电枢电流的d轴成分id和q轴成分iq、所述旋转电动机的极对数n、扭矩T，并根据 tanβ＝-id/iq、ia＝√(id2+iq2)来决定的。
本发明的一次磁通控制方法的第4方式为：在该第2方式或第3方式中，基于相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流和所述扭矩之间的关系，根据所述电枢电流，设定所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第5方式为：在该第2方式或第3方式中，基于相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流中的与所述一次磁通同相的同相成分(iδ)和所述扭矩之间的关系，根据所述电枢电流的所述同相成分，设定所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第6方式为：在该第2方式或第3方式中，基于相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流中的与所述一次磁通正交的正交成分(iγ)和所述扭矩之间的关系，根据所述电枢电流的所述正交成分，设定所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第7方式为：在该第3方式中，基于由相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流所产生的所述电枢反作用磁通以及所述励磁磁通决定的所述负载角和所述扭矩之间的关系，根据所述负载角，设定所述一次磁通指令值。
在本发明的一次磁通控制方法的第8方式中，基于所述一次磁通([λ1])、所述旋转电动机的损耗、所述旋转电动机的扭矩(T)以及旋转速度之间的关系，根据所述扭矩和所述旋转速度，设定使所述损耗变得最小的所述一次磁通作为所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第9方式为：在该第1～第8方式中的任意一个方式中，更新所述一次磁通指令值的周期与基于所述一次磁通指令值的所述一次磁通的控制的周期不同。
本发明的一次磁通控制方法的第10方式为：在该第1～第8方式中的任意一个方式中，当基于所述一次磁通指令值的所述一次磁通的控制处于过渡期时，不变更所述一次磁通指令值，在所述控制稳定的状态下，更新所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第11方式为：在该第4方式中，根据由低通滤波器处理后的所述旋转电动机的扭矩(T)，变更所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第12方式为：在该第5方式中，根据由低通滤波器处理后的所述同相成分(iδ)，变更所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第13方式为：在该第6方式中，根据由低通滤波器处理后的所述正交成分(iγ)，变更所述一次磁通指令值。
本发明的一次磁通控制方法的第14方式为：在该第7方式中，根据由低通滤波器处理后的所述负载角变更所述一次磁通指令值。
在本发明的一次磁通控制方法的第1方式～第14方式中，例如，根据所述扭矩的估计值，变更所述一次磁通指令值。
发明效果
根据本发明的一次磁通控制方法的第1方式，根据扭矩变更一次磁通指令值，由此，能够适当地控制电流相位，能够根据扭矩而在效率良好的动作点来驱动旋转电动机。
根据本发明的一次磁通控制方法的第2方式～第7方式，在扭矩固定的条件下，电枢电流相对于一次磁通具有最小值，因此，通过采用与该最小值对应的一次磁通指令值，能够实现最大扭矩/电流控制。
根据本发明的一次磁通控制方法的第8方式，在扭矩和旋转速度固定的条件下，损耗相对于一次磁通具有最小值，因此，通过采用与该最小值对应的一次磁通指令值，能够实现最大效率控制。
根据本发明的一次磁通控制方法的第9方式，抑制了一次磁通指令值的设定与一次磁通的控制的干涉。
根据本发明的一次磁通控制方法的第10方式，即使一次磁通指令值发生变化，也不易损害一次磁通控制的稳定性。
根据本发明的一次磁通控制方法的第11～第14方式，能够降低设定一次磁通指令值的振幅对一次磁通控制自身带来的影响。
本发明的目的、特征、方面和优点通过以下详细的说明和附图将更加清楚。
附图说明
图1是对一次磁通控制进行说明的矢量图。
图2是对一次磁通控制进行说明的矢量图。
图3是示出一次磁通的振幅、电枢电流的振幅和负载角之间的关系的曲线图。
图4是示出一次磁通的振幅、电枢电流的振幅和电流相位之间的关系的曲线图。
图5是示出用于得到一次磁通指令值的振幅的结构的框图。
图6是示出用于得到一次磁通指令值的振幅的结构的框图。
图7是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的扭矩与电枢电流的振幅的γ轴成分之间的关系的曲线图。
图8是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的扭矩与电枢电流的振幅的δ轴成分之间的关系的曲线图。
图9是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的扭矩与电枢电流的振幅之间的关系的曲线图。
图10是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的扭矩与负载角之间的关系的曲线图。
图11是示出用于得到一次磁通指令值的振幅的结构的框图。
图12是示出用于得到一次磁通指令值的振幅的结构的框图。
图13是示出用于得到一次磁通指令值的振幅的结构的框图。
图14是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的δ轴成分iδ与一次磁通振幅之间的关系的曲线图。
图15是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的γ轴成分iγ与一次磁通振幅之间的关系的曲线图。
图16是示出相对于一次磁通的振幅的损耗的曲线图。
图17是示出用于得到一次磁通指令值的振幅的结构的框图。
具体实施方式
在以下的实施方式中，旋转电动机包含：电枢，其具有电枢绕组；以及转子，其是与所述电枢相对地旋转的励磁部。该旋转电动机具有产生励磁磁通的永久磁铁或励磁部绕组。
第1实施方式.
图1和图2均是说明一次磁通控制的矢量图。
在一次磁通控制中，针对以励磁磁通Λ0的相位为基准的d－q坐标系(d轴与励磁磁通Λ0同相，q轴相对于d轴提前90度)(也就是说相对于转子的旋转)，设定以相位差为进相的δc－γc坐标系。然后，以使δc轴与跟一次磁通同相的δ轴一致的方式，调节对旋转电动机施加的电压。
首先，图1示出相位差与负载角一致的情况。如图1所示，电枢反作用的磁通[λa](其被作为具有方向和振幅的矢量对待)是q轴正向的磁通Lq·iq与d轴负向的磁通Ld·id的合成。
而且，一次磁通[λ1]是磁通[λa]和励磁磁通Λ0的合成，在δ轴上取正值Λδ(其与一次磁通指令值的振幅Λδ*一致)。
此外，在一次磁通[λ1]与一次磁通指令值[Λ1*]不一致的情况下，如图2所示，在相位差与负载角之间产生偏差。
进行如下控制：在进行一次磁通控制的δc-γc旋转坐标系中，使一次磁通[λ1]的δc轴成分λ1δc与一次磁通指令值[Λ1*]的δc轴成分Λδ*一致，使一次磁通[λ1]的γc轴成分λ1γc与一次磁通指令值[Λ1*]的γc轴成分Λγ*(＝0)一致。
电枢电流相对于q轴，提前了电流相位β，该振幅ia能够分解为q轴成分iq和d轴成分id。同样，振幅ia能够分解为γc轴成分iγc和δc轴成分iδc。在图1中，示出了γc轴与γ轴一致的情况，因此，示出了与γc轴成分iγc对应的γ轴成分iγ。此外，为了避免图变得复杂，在图1中，省略了与δc轴成分iδc对应的成分，在图2中，省略了q轴成分iq和d轴成分id。
图3是示出扭矩T保持某固定值时的、作为一次磁通[λ1的振幅的正值Λδ、电枢电流的振幅ia与负载角之间的关系的曲线图。可判断出，相对于正值Λδ，振幅ia具有极小值。使用给出这样的振幅ia的极小值的正值Λδ(将其表示为值Λδ0(T))来进行一次磁通控制，由此，能够实现最大扭矩/电流控制。
在一次磁通控制中，如上所述，不仅使一次磁通[λ1]的δc轴成分λ1δc与正值Λδ*一致，还使一次磁通[λ1]的γc轴成分λ1γc与一次磁通指令值[Λ1*]的γ轴成分0一致，因此，通过仅将正值Λδ*设定为值Λδ0(T)，即可唯一地决定一次磁通[λ1]的该振幅Λδ和负载角
而且，如果决定了一次磁通[λ1]，则励磁磁通Λ0固定，因此，磁通[λa]是唯一确定的(参照图1)。而且，构成磁通[λa]的磁通Lq·iq、Ld·id分别与电枢电流的q轴成分iq和d轴成分id成比例，该比例常数Lq、Ld由旋转电动机的电感决定。因此，其结果是，针对某扭矩T，只要决定了取值Λδ0(T)的正值Λδ*，则无需再次进行电流矢量控制那样的计算，即可适当地控制电流相位β。图4是示出扭矩T保持某固定值时的正值Λδ、振幅ia和电流相位β之间的关系的曲线图。
当然，值Λδ0(T)取决于扭矩T而取不同的值。因此，针对各种扭矩T，只要求出一次磁通的振幅Λδ与电枢电流的振幅ia之间的关系，即可采用根据扭矩得到的值Λδ0(T)作为一次磁通指令值的振幅Λδ*。由此，在一次磁通控制中，能够实现最大扭矩/电流控制。
换言之，根据扭矩T变更一次磁通指令值[Λ1*]，来进行一次磁通控制，由此，能够根据该扭矩，将电流相位β控制为期望的相位。
在如以往那样进行将一次磁通指令值[Λ1*]的振幅Λδ*设为固定的一次磁通控制时，旋转电动机有时在相对于该扭矩T效率较差的动作点被驱动。与此相对，在上述的技术中，根据扭矩T变更振幅Λδ*，由此，能够适当地控制电流相位β，能够根据扭矩T而在效率良好的动作点来进行驱动。
尤其是，通过采用值Λδ0(T)作为振幅Λδ*，能够实现最大扭矩/电流控制。此外，如以上简单描述的那样，得到振幅Λδ*后的一次磁通控制是公知的，因此，此处省略详细动作、该动作所需的结构的说明。
图5是示出用于得到这样的振幅Λδ*的结构的框图。一次磁通指令值设定部1存储一次磁通[λ1]的振幅Λδ、电枢电流的振幅ia与旋转电动机的扭矩T之间的关系。而且，根据扭矩T，输出使振幅ia变得最小的值Λδ0(T)作为一次磁通指令值[Λ1*]的振幅Λδ*。
在图5中，图3及图4所示的振幅ia与值Λδ0(T)之间的关系描绘了针对各种扭矩T而存储在一次磁通指令值设定部1中的图像。
或者，一次磁通指令值设定部1基于上述关系进行计算，输出振幅Λδ*。公知的是，在一次磁通的振幅Λδ、比例常数Lq、Ld、负载角电枢电流的振幅ia、q轴成分iq、d轴成分id与电流相位β之间，具有下式(2)的关系。其中，具有 的关系。
[公式2]
因此，通过计算式(1)、(2)，能够按每一扭矩T求出使振幅ia变得最小的一次振幅Λδ的值Λδ0(T)。
此外，扭矩T可以使用检测出的值。或者，可以使用估计值T＾。估计值T＾可参照图2而根据下式(3)求出。
[公式3]
T＾＝n(λ1δc·iγc-λ1γc·iδc)  …(3)
或者，在旋转电动机处于稳定状态的情况下，认为一次磁通[λ1]与其指令值[Λ1*]一致。因此，也可以参照图1和图2，根据下式(4)求出估计值T＾。
[公式4]
T＾＝n·∧δ*·iγc       …(4)
或者，能够以期望的扭矩T使一次磁通控制实际动作，并得到振幅Λδ*应该取的值Λδ0(T)。图6是示出如下技术的框图：根据某控制定时处的一次磁通指令值[Λ1*]的振幅Λδ*[n-1]，求出其下一控制定时处的一次磁通指令值[Λ1*]的振幅Λδ*[n]。此处，求出使振幅ia变得最小的振幅Λδ*，也可使用与变更参数、求出控制对象值的极大值的所谓“登山法”相同的方法。
在从某控制定时处的一次磁通指令值[Λ1*]的振幅Λδ*[n-2]而以变化量ΔΛδ增大到其下一控制定时处的振幅Λδ*[n-1]时，设想振幅ia以差分Δia增大的情况。在该情况下，如远离使振幅ia变得最小的值Λδ0(T)那样，从振幅Λδ*[n-2]变化为振幅Λδ*[n-1]。因此认为，使振幅Λδ*[n]相对于振幅Λδ*[n-1]，以变化量ΔΛδ减小，由此接近值Λδ0(T)。
相反，在从振幅Λδ*[n-2]以变化量ΔΛδ增大到振幅Λδ*[n-1]时，设想振幅ia以差分Δia减小的情况。在该情况下，如接近使振幅ia变得最小的值Λδ0(T)那样，从振幅Λδ*[n-2]变化到振幅Λδ*[n-1]。因此认为，振幅Λδ*[n]相对于振幅Λδ*[n-1]，以变化量ΔΛδ增大，由此接近值Λδ0(T)。
因此，期望如下动作：增分产生器2输入变化量ΔΛδ和差分Δia，输出ΔΛδ×g(Δia)，加法器在振幅Λδ*[n-1]上加上ΔΛδ×g(Δia)，求出振幅Λδ*[n]。其中，在值Q为正时，函数g(Q)取值(-1)，在值Q为负时，函数g(Q)取值1。
图7～图9是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的扭矩T与和电枢电流之间的关系的曲线图。图7是示出扭矩T与振幅ia的γ轴成分iγ之间的关系的曲线图，图8是示出扭矩T与振幅ia的δ轴成分iδ之间的关系的曲线图，图9是示出扭矩T与振幅ia之间的关系的曲线图。图10是示出实现最大扭矩/电流的动作点处的扭矩T与负载角之间的关系的曲线图。这些曲线图示出了，针对实现最大扭矩/电流的动作点，扭矩T是由γ轴成分iγ，δ轴成分iδ，振幅ia和负载角唯一地决定的。
例如，关于图7～图10所示的曲线图，可以根据式(1)、(2)来求出，也可以通过实验求出。
当然，也可以组合γ轴成分iγ和δ轴成分iδ，求出取决于扭矩T的新的指标，对振幅Λδ*采用与该指标对应的值Λδ0(T)。不过，该指标必须唯一地取决于扭矩T。鉴于图2，可认为振幅ia是该指标之一。
此外，在稳定状态下，iγ＝iγc、iδ＝iδc成立。因此，替代扭矩T，而对振幅Λδ*采用与γc轴成分iγc、δc轴成分iδc、振幅ia以及与相位差对应的值Λδ0(T)，由此，能够实现最大扭矩/电流。在该情况下，不需要检测扭矩T的装置。
图11是示出输出与γc轴成分iγc、δc轴成分iδc、振幅ia以及与相位差对应的值Λδ0(T)来作为振幅Λδ*的技术的框图。
一次磁通指令值设定部4具有扭矩估计部3和一次磁通指令值设定部1。扭矩估计部3基于γc轴成分iγc、δc轴成分iδc(或者，还有振幅ia)或相位差来设定扭矩估计值Te。扭矩估计值Te不是根据式(3)及式(4)得到的估计值T＾，而是根据式(1)和式(2)或者图7～图10估计出的扭矩T的估计值。
这样，无需检测扭矩T，即可实现最大扭矩/电流。
图12例示了在一次磁通指令值设定部1的前级设置有滤波器5的结构。此外，图13例示了在一次磁通指令值设定部4的前级设置有滤波器5的结构。滤波器5作为低通滤波器而发挥作用。基于通过低通滤波器处理而得到的扭矩T来设定一次磁通指令值，由此，抑制其急剧的变化。由此，一次磁通控制自身能够降低按每一扭矩T(或该估计值Te)、或者按每一δc轴成分iδc、γc轴成分iγc或相位差设定振幅Λδ*所带来的影响。
此外，图11所示的一次磁通指令值设定部4不是必须具有扭矩估计部3和一次磁通指令值设定部1。期望的是，预先以实验方式得到δ轴成分iδ与值Λδ0之间的关系(参照图14)或者γ轴成分iγ与值Λδ0之间的关系(参照图15)，将其公式化或作为表(或映射图)。这是因为，不需要临时求出扭矩估计值Te。
第2实施方式.
值Λδ0(T)也可以不是给出最大扭矩/电流的一次磁通[λ1]的振幅，而是给出最小电力/扭矩的一次磁通[λ1]。在该情况下，只要决定取值Λδ0(T)的振幅Λδ*来进行一次磁通控制，就无需再次进行电流矢量控制那样的计算，即可适当地控制用于得到最大效率的电流相位β。
即，如果基于一次磁通[λ1]、旋转电动机的损耗、旋转电动机的扭矩T和旋转速度之间的关系，根据扭矩T和旋转速度，设定使损耗变得最小的一次磁通作为一次磁通指令值，来进行一次磁通控制，即可实现最大效率控制。
图16是示出旋转电动机的扭矩T和旋转速度固定的情况下、相对于一次磁通[λ1]的振幅Λδ的损耗的曲线图。曲线G1、G2分别表示旋转电动机的铜损、铜损和铁损的合计。铜损与流过旋转电动机的电流的2次方成比例，因此，能够采用给出曲线G1的最小值的一次磁通作为第1实施方式中的值Λδ0(T)。
在本实施方式中，求出给出曲线G2的最小值的一次磁通[λ1]的振幅来作为值Λδ1(T)，采用其作为一次磁通指令[Λ1*]的振幅Λδ*。
关于这样的值Λδ1(T)，与使用图6说明的方式同样地，能够通过与所谓的“登山法”相似的方法来求出。
具体而言，参照图17，根据某控制定时处的振幅Λδ*[n-1]，求出其下一控制定时处的振幅Λδ*[n]。此处，求出使电力使变得最小的振幅Λδ*。
在从某控制定时处的振幅Λδ*[n-2]以变化量ΔΛδ增大到其下一控制定时处的振幅Λδ*[n-1]时，设想电力以差分ΔP增大的情况。
增分产生器6输入变化量ΔΛδ和差分ΔP，输出ΔΛδ×g(ΔP)，加法器7在振幅Λδ*[n-1]上加上ΔΛδ×g(ΔP)，求出振幅Λδ*[n]。关于函数g，也如上述那样。
在第2实施方式中，也可以与第1实施方式同样地，使用滤波器，去除扭矩T(或该估计值Te)的一次磁通控制的控制频率附近的成分，来设定振幅Λδ*。
此外，也可以分别预先通过实验求出根据旋转速度而使损耗变得最小的一次磁通的值Λδ1(T)，或者根据旋转速度和扭矩T而使损耗变得最小的一次磁通的值，将这些值设于表(或映射图)。进而，只要根据旋转速度和扭矩T，从上述表中读出使损耗变得最小的一次磁通的值，设定读出的值作为上述一次磁通指令值即可。
此外，旋转速度可以是关于电气角的值，也可以是关于机械角的值。在稳定状态下，控制轴(δc轴、γc轴)的速度或(电气角)速度指令与旋转速度一致，因此，也可以是使用它们来替代旋转速度。
或者，在第1实施方式和第2实施方式中，也可以替代采用滤波器，使更新振幅Λδ*的周期慢于一次磁通控制的控制周期。由此，抑制一次磁通指令值[Λ1*]的设定与一次磁通控制的干涉。
或者，仅在速度脈动收敛于规定的范围时更新振幅Λδ*，除此以外，不更新振幅Λδ*，由此，能够稳定地执行一次磁通控制。
换言之，期望的是，即使一次磁通指令值[Λ1*]变化，出于一次磁通控制的稳定性不易破坏的观点，一次磁通指令值[Λ1*]在基于此的一次磁通控制处于过渡期时也不进行变更，而在一次磁通控制稳定的状态下进行更新。
对本发明作了详细说明，然而上述的说明在全部方面只是例示，本发明不限定于此。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下可以设想未例示的无数的变形例。

Claims (15)

1.一种一次磁通控制方法，对旋转电动机设定作为一次磁通([λ1])的指令值的一次磁通指令值([Λ1*])，按照所述一次磁通指令值控制所述一次磁通，所述旋转电动机包含具有电枢绕组的电枢以及与所述电枢相对地旋转的作为励磁部的转子，其中，
所述一次磁通是所述励磁部产生的励磁磁通(Λ0)和由流过所述电枢的电枢电流(ia)产生的电枢反作用磁通([λa]：id·Ld、iq·Lq)的合成，
根据所述旋转电动机的扭矩(T)，变更所述一次磁通指令值，将所述电枢电流相对于q轴的电流相位(β)控制为与所述扭矩对应的期望的相位，其中，所述q轴比与所述励磁磁通(Λ0)同相的d轴提前π/2。
2.根据权利要求1所述的一次磁通控制方法，其中，
基于所述一次磁通([λ1])、所述电枢电流(ia)与所述旋转电动机的扭矩(T)之间的关系，根据所述扭矩，设定使所述电枢电流变得最小的所述一次磁通的振幅(Λδ0(T))作为所述一次磁通指令值(Λ1*)的振幅(Λδ*)。
3.根据权利要求2所述的一次磁通控制方法，其中，
所述关系是导入所述一次磁通([λ1])相对于所述d轴的负载角所述电枢电流(ia)相对于所述q轴的电流相位β、所述励磁磁通的振幅Λ0、所述一次磁通的振幅Λδ、所述旋转电动机的d轴电感Ld和q轴电感Lq、所述电枢电流的d轴成分id和q轴成分iq、所述旋转电动机的极对数n、扭矩T，并根据 tanβ＝-id/iq、ia＝√(id2+iq2)来决定的。
4.根据权利要求2所述的一次磁通控制方法，其中，
基于相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流和所述扭矩之间的关系，根据所述电枢电流，设定所述一次磁通指令值。
5.根据权利要求2所述的一次磁通控制方法，其中，
基于相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流中的与所述一次磁通同相的同相成分(iδ)和所述扭矩之间的关系，根据所述电枢电流的所述同相成分，设定所述一次磁通指令值。
6.根据权利要求2所述的一次磁通控制方法，其中，
基于相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流中的与所述一次磁通正交的正交成分(iγ)和所述扭矩之间的关系，根据所述电枢电流的所述正交成分，设定所述一次磁通指令值。
7.根据权利要求3所述的一次磁通控制方法，其中，
基于由相对于所述一次磁通取最小值的所述电枢电流所产生的所述电枢反作用磁通以及所述励磁磁通决定的所述负载角和所述扭矩之间的关系，根据所述负载角，设定所述一次磁通指令值。
8.根据权利要求1所述的一次磁通控制方法，其中，
基于所述一次磁通([λ1])、所述旋转电动机的损耗、所述旋转电动机的扭矩(T)以及旋转速度之间的关系，根据所述扭矩和所述旋转速度，设定使所述损耗变得最小的所述一次磁通作为所述一次磁通指令值。
9.根据权利要求1所述的一次磁通控制方法，其中，
更新所述一次磁通指令值的周期与基于所述一次磁通指令值的所述一次磁通的控制的周期不同。
10.根据权利要求1所述的一次磁通控制方法，其中，
当基于所述一次磁通指令值的所述一次磁通的控制处于过渡期时，不变更所述一次磁通指令值，在所述控制稳定的状态下，更新所述一次磁通指令值。
11.根据权利要求4所述的一次磁通控制方法，其中，
根据由低通滤波器处理后的所述旋转电动机的扭矩(T)，变更所述一次磁通指令值。
12.根据权利要求5所述的一次磁通控制方法，其中，
根据由低通滤波器处理后的所述同相成分(iδ)，变更所述一次磁通指令值。
13.根据权利要求6所述的一次磁通控制方法，其中，
根据由低通滤波器处理后的所述正交成分(iγ)，变更所述一次磁通指令值。
14.根据权利要求7所述的一次磁通控制方法，其中，
根据由低通滤波器处理后的所述负载角变更所述一次磁通指令值。
15.根据权利要求1所述的一次磁通控制方法，其中，
根据所述扭矩的估计值，变更所述一次磁通指令值。
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