CN105518988A - 电力转换装置和永磁体同步电动机的控制方法 - Google Patents

Abstract

因为使永磁体同步电动机的运转停止时电流和电压成为零而不能获得信息，所以会失去此前推测的磁极位置的信息，存在使永磁体同步电动机再次起动时每次都要推测磁极位置的问题。于是，在具有将直流转换为交流的电力转换部的、对使用永磁体的同步电动机进行变速控制的电力转换装置中，包括检测上述同步电动机中流动的电流的电流检测电路；在上述同步电动机起动时推测上述同步电动机的磁极位置的推测单元；和保存表示上述同步电动机停止时的磁极位置的磁极位置推测数据的存储器，还包括选择保存在上述存储器中的磁极位置推测数据或由上述推测单元获得的磁极位置推测数据的选择单元；和使用上述选择单元中选择的磁极位置推测数据来驱动上述同步电动机的控制部。

Description

电力转换装置和永磁体同步电动机的控制方法

技术领域

本发明涉及电力转换装置和永磁体同步电动机的控制方法。

背景技术

以往，用电力转换装置对永磁体同步电动机进行变速控制的情况下，必须在永磁体同步电动机起动时检测磁极位置。这是因为永磁体同步电动机的磁极位置与电力转换装置的输出相位不同时，会因同步电动机特有的失步现象而变得无法控制。专利文献1中，公开了根据存储装置中保存的绝对刻度的绝对位置和电流相位关系，通过计算导出电源接通时绝对刻度的绝对位置处的电流相位的磁极检测方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-116759号公报

发明内容

发明要解决的课题

通常，使永磁体同步电动机运转的情况下，用永磁体同步电动机的电流和电压的信息，推测永磁体同步电动机的磁极位置。但是，停止永磁体同步电动机的运转时电流和电压成为零、不能获得信息，所以会失去此前推测的磁极位置的信息，需要在使永磁体同步电动机再次起动时每次推测磁极位置的方案。

如果是具备磁极位置传感器的永磁体同步电动机，则在电力转换装置停止的情况下也总是能够检测出磁极位置，但不具备磁极位置传感器的永磁体同步电动机的情况下，在从停止开始起动之前，每次都检测磁极位置。

因此，专利文献1的段落[0008]中，公开了：“在基于作为起动位置的临时的磁极位置决定要施加的电流相位的同步电动机的磁极检测方法中，对于推测磁极位置后的绝对刻度的绝对位置和该位置处的电流相位，在存储装置中保存某个绝对刻度的绝对位置处的电流相位、或者某个电流相位下的绝对刻度的绝对位置，从下一次电源接通时起根据存储装置中保存的绝对刻度的绝对位置与电流相位的关系，通过计算导出电源接通时绝对刻度的绝对位置处的电流相位的磁极检测方法。”。

但是，引用文献1的发明中，作为磁极位置传感器的绝对位置检测器(绝对式编码器)是必需的，是设置在同步电动机的与负载相反的一侧的状态。因为在电动机中设置编码器的情况下，必须将编码器设置在电动机的与负载相反的一侧，所以需要两轴的电动机，存在包括编码器的电动机尺寸增大引起的确保设置场所的问题、因噪声混入编码器输出而产生的错误信号、需要两轴加工的特殊电动机等课题。

一般而言，检测磁极位置的时间需要数百m秒至数秒的时间，所以起动时每次都检测该磁极位置，在频繁地反复起动、停止的负载用途的情况下会导致节拍时间(tacttime)的增加，可以认为是不优选的推测模式。

但是，例如，带有机械制动器的永磁体同步电动机等情况下，电动机停止时必定施加制动，所以电动机不会惯性旋转、或者在停止时被负载转动，所以无需在从停止开始起动之前，每次都检测磁极位置，能够利用初始磁极位置推测使永磁体同步电动机从停止开始起动。

即，取决于系统结构，存在无需每次都检测磁极位置，能够利用初始磁极位置推测数据进行控制的用途。于是，本发明中，目的在于提供一种用户能够与系统结构相应地选择用于确定磁极位置的方案的结构。

用于解决课题的技术方案

为了达成上述目的，例如，本发明中，具有将直流转换为交流的电力转换部的、对使用永磁体的同步电动机进行变速控制的电力转换装置包括：检测所述同步电动机中流动的电流的电流检测电路；在所述同步电动机起动时推测所述同步电动机的磁极位置的推测单元；和保存表示所述同步电动机停止时的磁极位置的磁极位置推测数据的存储器，还包括选择保存在所述存储器中的磁极位置推测数据或由所述推测单元获得的磁极位置推测数据的选择单元；和使用所述选择单元选择的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机的控制部。

发明效果

根据本发明，能够通过与系统相应地使用磁极位置推测数据而削减磁极位置推测时间。

附图说明

图1是实施例的电力转换装置的结构图的一例。

图2是实施例的电力转换装置的结构图的另一例。

图3是永磁体同步电动机的简易等价电路。

图4是实施例的电力转换装置的控制模块图。

图5是实施例的数字操作面板的显示例。

图6是实施例的电力转换装置的控制模块图。

图7是实施例的数字操作面板的显示例。

图8是实施例的电力转换装置的结构图。

图9是实施例的数字操作面板的显示例。

图10是实施例的控制流程图的一例。

图11是实施例的磁极位置检测的说明图。

具体实施方式

以下用附图对于本实施例1进行说明。其中，对于各图中共通的结构附加相同的参考编号。另外，本实施例1不限定于图示的例子。以下用附图说明实施例1中的电力转换装置的方式。图1是实施例1的电力转换装置的结构图的一例。

图1的电力转换装置10具备用于对与负载装置11直接连结的PM电动机(以下称为永磁体同步电动机)供给电力的转换器1、平滑用电容器2、逆变器3、控制运算装置4、控制电路5、冷却风扇6、数字操作面板7、驱动电路8、电压检测电路9构成。图1中，示出了使用交流电源作为任意的输入电源的情况。转换器1将交流电力转换为直流电力。直流中间电路中具备平滑用电容器2。

逆变器3将直流电力转换为任意的频率的交流电力。在逆变器3内，搭载有代表性的开关元件例如IGBT。此处，开关元件不限定于IGBT，只要具有开关元件的形式即可。例如，也可以是作为具有超越硅(Si)的物性值极限的性能的宽带隙半导体元件的SiC(碳化硅)或GaN(氮化镓)等。

冷却风扇6使转换器1和逆变器3内的功率组件冷却。数字操作面板7设定、变更电力转换装置的各种控制数据并进行异常状态和监视显示。操作面板7中设置有能够进行异常显示的显示部，检测出电力转换装置中的异常时在该显示部上显示。本实施例的操作面板7并不特别限定种类，但作为数字操作面板考虑装置使用者的操作性而构成为可以在观看显示部的显示的同时进行操作。

其中，显示部不一定需要与操作面板7一体地构成，但为了使操作面板7的操作者能够在观看显示的同时进行操作而优选采用一体结构。从操作面板7输入的电力转换装置的各种控制数据保存在未图示的存储部中。

控制电路5起到基于由数字操作面板7输入的各种控制数据控制逆变器3的开关元件，并且负责电力转换装置10整体的控制的作用，搭载有控制运算装置4(例如微控制器等)，构成为能够与从数字操作面板7输入的各种控制数据相应地进行必要的控制处理。另外，构成为能够与从上级装置12(例如通信装置或无线装置)输入的各种控制数据相应地进行必要的控制处理。

虽然省略了内部结构，但是控制运算装置4(例如微控制器等)基于来自保存各种控制数据的存储部的存储数据的信息进行运算。

电流检测器CT检测永磁体同步电动机的U相、W相的线电流。V相的线电流根据交流条件(iu+iv+iw＝0)，按iv＝-(iu+iw)求出。

图1中示出了使用2个CT的例子，但也可以使用3个CT，检测U相、V相、W相各自的线电流。

驱动电路8基于来自控制电路5的指令驱动逆变器3的开关元件。驱动电路8内搭载有开关稳压电路(DC/DC转换器)，生成电力转换装置运转所需的各直流电压，将其对各结构供给。直流电压检测电路9检测构成直流中间电路的平滑用电容器2的电压。另外，作为任意的输入电源不是供给交流电源、而是供给直流电源的情况下，在直流端子P侧连接直流电源的+侧，在直流端子N侧连接直流电源的-侧即可。进而，也可以将交流端子R与S与T连接，在该连接点上连接直流电源的+侧，在直流端子N侧连接直流电源的-侧，反之，也可以在直流端子P侧连接直流电源的+侧，将交流端子R与S与T连接，在该连接点上连接直流电源的-侧。

图2是结构图的另一例。与图1的结构例同样能够进行后述的控制。对于与图1共通的结构和相同的功能，附加了相同的参考编号。与图1的不同点是电流检测器的检测位置。

SH1、SHi、SHd是电流检测用的分流电阻器，SH1检测直流中间电路的N侧的电流，SHi与构成逆变器3的下臂的各开关元件即U相和V相和W相的IGBT连接，SHd与各开关元件即IGBT上并联连接的二极管连接。

即，在电力转换装置的直流母线一侧设置的分流电阻器SHi是检测各IGBT中流动的合成电流的电流检测器，分流电阻器SHd是检测与各IGBT并联连接的二极管中流动的合成电流的电流检测器。能够用设置在电力转换装置的直流母线一侧的分流电阻器检测永磁体同步电动机中流动的电流。

另外，分流电阻SHi、SHd与构成U相的下臂的IGBT和二极管连接，但也可以与构成U相的上臂的IGBT和二极管连接而检测电流。另外，图3是被本实施例的电力转换装置驱动的永磁体同步电动机的简易等价电路。由电枢电阻Ra、电枢电感La、电枢电流Ia、速度电动势Ea、永磁体的磁通φm构成。

图4是本实施例的电力转换装置的控制模块图。其在图1和图2所公开的控制电路5内部的控制模块中，示出了由控制运算装置4(例如微控制器等)执行的一部分处理模块。

作为用电力转换装置驱动永磁体同步电动机的控制，设安装的磁体生成的磁通φm的方向为d轴，以与d轴正交的q轴(电角θ＝90°)上流动电枢电流Ia的方式控制电流的矢量。为了设定d轴，不使用磁极位置传感器而是用磁极位置推测电路推测磁体生成的磁通方向。

发生转矩无论直流电动机、交流电动机，都用磁通与电流的外积表达(T＝φm*I*sinθ)。该情况下，磁通φm与电枢电流Ia的电角被控制为θ＝90°，所以发生转矩T＝φm*Ia*sin90°＝φm*Ia。该情况下，电枢电流Ia相当于转矩电流成分Iq。

用电流检测器CT检测永磁体同步电动机的线电流，用dq轴转换部将检测出的电流转换至正交的dq轴，分解为励磁电流成分Id和转矩电流成分Iq。

不进行弱磁控制等的情况下，d轴电流控制的电路以设定为磁通φm的方向上流动的d轴电流指令Id*＝0，检测出的励磁电流成分Id总为0的方式工作。如果这样控制，则q轴电流控制系统将永磁体同步电动机中流动的电枢电流Ia作为转矩电流成分Iq来工作进行控制。即，能够使永磁体同步电动机中流动的电枢电流Ia作为与电动机的发生转矩成比例的转矩电流成分来工作。

在弱磁区间中，设定为d轴电流指令Id*＜0，使安装的磁体生成的磁通φm减少(φd＝φm-k*Id)。为了使磁通φm减少，将永磁体同步电动机中流动的电枢电流Ia的相位控制为90°以上(θ＞90°)即可。

一般而言，检测磁极位置的时间需要数百m秒至数秒的时间，所以起动时每次都检测该磁极位置，在频繁地反复起动、停止的负载用途的情况下会导致节拍时间的增加，可以认为是不优选的推测模式。

但是，例如，带有机械制动器的永磁体同步电动机等情况下，电动机停止时必定施加制动，因此电动机不会惯性旋转、或者在停止后被负载转动，所以推测检测出的磁极位置不会变化。因此，无需在从停止状态开始起动之前，每次都检测磁极位置，能够使用开始起动之后停止的时刻的磁极位置推测数据使永磁体同步电动机起动。

即，取决于系统结构，存在无需每次都检测磁极位置，能够使用开始起动之后停止的时刻的磁极位置推测数据进行控制的用途。

这样的用途的情况下，能够通过将开始起动之后停止的时刻的磁极位置推测数据保存在存储器中而解决。

不切断电力转换装置的电源的情况下，只是保存在存储器(例如RAM)中，切断电源的情况下，如果只是保存在存储器中，推测的磁极位置的信息会随着电源切断而丢失。因此，在电源切断时每次都将开始起动之后停止的时刻的磁极位置保存在非易失性的存储器中。如果采用这样的结构，则能够在接通电源的时刻使用非易失性存储器中保存的磁极位置的信息使永磁体同步电动机起动。

对存储器的数据保存，根据来自数字操作面板7或上级装置12的指令由控制运算电路装置4(例如微控制器等)进行处理。

图11是本实施例的磁极位置检测的说明图。(c)是关于检测出的磁极位置是以什么为基准的位置的说明图。以三相永磁体同步电动机的电枢绕组的U相为基准决定检测出的磁极位置的角度δ。

将该磁极位置的角度δ设定为控制上的d轴，将相对于d轴的直角方向设定为控制上的q轴。例如，不实施弱磁控制等的情况下，以电枢电流Ia仅在控制上的q轴流动的方式进行控制。即，检测出的磁极位置是以电枢绕组的U相为基准的角度δ(磁通φm的方向)，将该磁极位置的角度δ(磁极位置推测数据)保存在存储器中。本实施例中，以电枢绕组的U相为基准进行了说明，但也可以是V相基准或W相基准。另外，也可以设定假想的基准轴，以该轴为基准决定检测出的磁极位置的角度δ。

当然，电力转换装置内部的控制运算装置4(例如微控制器等)检测同步电动机的磁极位置，按照该检测值控制同步电动机，所以总是识别出了同步电动机的磁极位置。即，同步电动机被电力转换装置控制旋转时，控制运算装置4总是识别出了磁极位置位于哪一个角度δ。因此，也识别出了同步电动机停止的时刻的磁极位置的角度δ。

但是，同步电动机停止时惯性旋转，或者在风扇等停止后被风转动时，控制运算装置4识别出的磁极位置与实际的磁极位置(磁极位置因停止后的旋转而改变)变得不同。因此，控制运算装置4不能了解同步电动机的实际的磁极位置。

此处，说明了以U相为基准将角度δ设为磁极位置，但关于磁极位置(磁通φm的方向)有多种方法，本例只是一例，并不限定磁极位置(磁通φm的方向)的决定方法和磁极位置的角度δ。即，磁极位置的角度δ也可以不是实际的角度，只要能够规定磁极的位置即可。

(a)是对于同步电动机的起动/停止运转模式，示出了未设置机械制动器等的情况下的磁极位置的例子。不具有机械制动器等的情况下，电动机被电力转换装置起动，停止时惯性旋转，或者风扇等的情况下在停止后被风转动，因此停止时的磁极位置(磁通φm的方向)φmA实际上移动到φma，实际的磁极位置(磁通φm的方向)φma存在于与电力转换装置识别出的磁极位置(磁通φm的方向)φmA不同的位置而变得无法控制。

电动机每次停止时，各时刻的电力转换装置识别出的磁极位置(磁通φm的方向)φmA、φmB、φmC、φmD、φmE与实际的磁极位置(磁通φm的方向)φma、φmb、φmc、φmd、φme产生较大的差异，电力转换装置识别出的磁极位置与实际的磁极位置不同，所以成为无法控制同步电动机的状态。因此，在这样的依赖于负载的系统中，必须在从停止状态开始起动之前，每次都正确地检测出磁极位置，需要按照检测出的实际的磁极位置进行控制。此处，磁极位置(磁通φm的方向)φm0是第一次起动时检测出的初次的磁极位置(初始磁极位置)。

另外，即使不具有机械制动器等，当不存在电动机被电力转换装置起动，停止时惯性旋转、或者在风扇停止后被风转动的问题的情况下，因为无需每次都检测磁极位置，所以如果将磁极位置保存在存储器中，使用该存储器数据起动，则不会变得无法控制。

(b)是对于同步电动机的起动/停止运转模式，示出了设置有机械制动器等的情况下的磁极位置的例子。具有机械制动器的情况下，因为不存在电动机被电力转换装置起动，停止时惯性旋转，或者在风扇等停止后被风转动的情况，所以停止时的磁极位置(磁通φm的方向)φmA与实际的磁极位置(磁通φm的方向)φma总是一致。该情况下，无需在从停止状态开始起动之前，每次都正确地检测出磁极位置，如果将电动机停止A时的磁极位置(磁通φm的方向)φmA的角度δA保存在存储器中，使用该数据起动，则不会变得无法控制。

即，如果将电动机停止0(初始磁极位置)、电动机停止B、电动机停止C、电动机停止D、电动机停止E时的磁极位置的角度保存在存储器中，即，在电动机停止0时刻将角度δ0、在电动机停止B时刻将角度δB、在电动机停止C时刻将角度δC、在电动机停止D时刻将角度δD、在电动机停止E时刻将角度δE保存在存储器中，在从各停止时刻起动时使用存储器中保存的各磁极位置推测数据起动，则不会变得无法控制。即，从电动机停止0时刻起动的情况下使用磁极位置推测数据δ0，从电动机停止A时刻起动的情况下使用磁极位置推测数据δA，从电动机停止B时刻起动的情况下使用磁极位置推测数据δB，从电动机停止C时刻起动的情况下使用磁极位置推测数据δC，从电动机停止D时刻起动的情况下使用磁极位置推测数据δD，从电动机停止E起动的情况下使用磁极位置推测数据δE。

此处，也可以认为电动机停止0、电动机停止A、电动机停止B、电动机停止C、电动机停止D、电动机停止E是电力转换装置的输出停止的时刻。

另外，取决于系统结构存在停止位置总是固定的情况，该情况下因为总是在相同的位置停止，所以也能够将电动机停止0(初始磁极位置)时的磁极位置(磁通φm的方向)φm0的角度δ0保存在存储器中，使用该磁极位置推测数据起动。当然，这样的系统的情况下，在存储器中保存的磁极位置的角度也可以是δA或δB或δC或δD或δE。

此处，在存储器中保存的磁极位置推测数据不限定于初次的磁极位置(初始磁极位置)推测数据。用户根据系统结构决定将何种状态下检测出的磁极位置推测数据保存在存储器中即可，所以不将要保存的磁极位置推测数据限定为驱动系统的第一次起动时检测出的磁极位置(初始磁极位置)数据。

这样，能够与系统相应地选择在从停止状态开始起动之前每次都检测磁极位置，或者使用存储器中保存的磁极位置推测数据起动，能够实现系统的节拍时间的优化和系统结构的选择的自由度的改善，所以用户优势非常大。

根据上述，判断处理部对于检测开始起动之后停止的时刻的磁极推测位置，将该磁极位置推测数据保存在存储器中，之后使用存储器中保存的推测数据起动，或是起动时每次都执行磁极位置检测，使用该磁极位置推测数据起动进行判断处理。即，使用“存储器中保存的数据”起动的情况下，判断处理部以将保存有开始起动之后停止的时刻的用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据的存储器的数据设为有效(作为数据采用)，不选择用磁极位置推测电路检测出的数据(作为数据不采用)的方式工作。在使用“每次起动时推测的数据”起动的情况下，判断处理部以将起动时每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据设为有效(作为数据采用)，不选择存储器中保存的数据(作为数据不采用)的方式工作。

当然，也可以在不切断电力转换装置的电源的情况下，只是将磁极位置推测数据保存在存储器(例如RAM)中，在切断电源的情况下，在电源切断时每次都将开始起动之后停止的时刻的磁极位置推测数据保存在非易失性的存储器中。

图6是本实施例的电力转换装置的另一个控制模块图。对于与图4共通的结构和相同的功能，附加了相同的参考编号。与图4的不同点在于采用了在作为存储器的微控制器内部的闪存中保存磁极位置检测数据的结构。图6的结构中也能够进行与图4相同的控制。

图5是实施例的数字操作面板的显示例。由显示代码、功能名称、监视器或数据范围、初始数据构成。通过数字操作面板从显示代码中选择“A060”时，功能名称是“磁极位置推测数据保存选择”栏，操作者能够任意地选择如果从“监视器或数据范围”中选择“1”则设定为“在存储器中保存”，如果选择“2”则设定为“不在存储器中保存”。另外，“初始数据”是电力转换装置出厂时的缺省值。当然，从上级装置12也能够同样地进行“A060”的选择。

此处，“在存储器中保存”意即例如是驱动具有机械制动器的永磁体同步电动机的系统结构的情况下，检测初始磁极位置，之后每次都在存储器中保存开始起动之后停止的时刻的磁极位置。使用每次停止时在存储器中保存的推测数据起动，不在起动时每次都实施磁极位置检测。

当然，取决于系统结构存在停止位置总是固定的情况，该情况下总是在相同的位置停止，所以也能够将电动机停止A时的磁极位置(磁通φm的方向)φmA的角度δA保存在存储器中，使用该磁极位置推测数据起动。这样的系统的情况下，在存储器中保存的磁极位置的角度也可以是δ0或δB或δC或δD或δE，如果使用该数据起动则不会变得无法控制。

为了使用户能够目视确认磁极位置推测数据，在数字操作面板7或上级装置12中设置的显示部上显示从存储器读取的磁极位置推测数据。另外，“不在存储器中存储”意即起动时每次都用磁极位置推测电路检测磁极位置，使用该磁极位置推测数据起动。

图7是数字操作面板的其他显示例。由显示代码、功能名称、监视器或数据范围、初始数据构成。通过数字操作面板从大量准备的显示代码中选择“A060”时，功能名称是“磁极位置推测数据保存选择”栏，操作者能够任意地选择如果从“监视器或数据范围”中选择“1”则使用“在存储器中保存”，如果选择“2”则使用“不在存储器中保存”。另外，“初始数据”是电力转换装置出厂时的缺省值。

通过数字操作面板，从准备的显示代码中选择“A061”时，功能名称是“磁极位置推测数据选择”栏，操作者能够任意地选择如果从“监视器或数据范围”中选择“1”则使用“存储器中保存的数据”，如果选择“2”则使用“每次起动时推测的数据”。另外，“初始数据”是电力转换装置出厂时的缺省值。

当然，从上级装置12也能够同样地进行“A060”或“A061”的选择。即，能够根据用户的系统结构，选择使用存储器中保存的初始磁极位置检测数据、或者使用起动时每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据作为磁极位置检测数据。

实施例2

图8是实施例2的电力转换装置的结构图。对于与实施例1中的图1共通的结构和相同的功能，附加了相同的参考编号。是PM电动机1(以下称为永磁体同步电动机1)中具备机械制动器BR，PM电动机2(以下称为永磁体同步电动机2)中不具备机械制动器BR的系统结构。永磁体同步电动机1与永磁体同步电动机2可以是相同的电动机，也可以是容量不同的电动机。当然，不限定电动机的台数。

电磁接触器MC1和MC2机械互锁且电气互锁，使MC1与MC2不会同时接通。MC1为接通状态时，MC2必定处于断开状态。

是用1台电力转换装置10选择这2台永磁体同步电动机中的某一方驱动的情况。Sig是选择这2台永磁体同步电动机中的某一方的信号。另外，Brs是从电力转换装置对机械制动器BR发送的开/关信号，在电力转换装置停止输出的时刻对机械制动器BR输出开信号使制动器工作。当然，也可以从电力转换装置以外的外部对机械制动器BR进行开/关控制。

该系统结构的情况下，永磁体同步电动机1在电动机停止时必定施加制动，所以电动机不会惯性旋转、或者在停止时被负载转动，因此无需在从停止开始起动之前，每次都检测磁极位置，能够使用初次检测并保存在存储器(非易失性)中的初始磁极位置推测数据使永磁体同步电动机从停止起动。

另一方面，永磁体同步电动机2中不具备制动器，因此能够使用在从停止开始起动之前、每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据使永磁体同步电动机从停止起动。

例如，能够在Sig信号为‘High’的情况下，选择永磁体同步电动机1，使用存储器(非易失性)中保存的初始磁极位置推测数据起动，在Sig信号为‘Low’的情况下选择永磁体同步电动机2，起动时每次都检测磁极位置，使用该检测数据起动。

另外，SW是硬开关，选择使用存储器中保存的磁极位置推测数据驱动永磁体同步电动机，或是使用在永磁体同步电动机起动时每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据使永磁体同步电动机起动。将数字操作面板7设置在远处的结构的情况下，如果在电力转换装置上设置了硬开关SW，则能够享受能够不使用设置在远处的数字操作面板7、而是用电力转换装置上的硬开关SW简单地选择2台永磁体同步电动机中的某一方的优点。

本实施例中，对于不具备制动器的永磁体同步电动机2的情况下，使用起动时每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据使永磁体同步电动机起动这一点进行了说明，但是并不限定有无制动器。即，如果是不存在电动机因外力等而惯性旋转、或者停止时被负载转动的情况的系统，就无需在起动时每次都用磁极位置推测电路检测，能够使用存储器中保存的磁极位置推测数据起动。

因此，如果用户能够根据系统结构选择使用存储器(非易失性)中保存的磁极位置推测数据起动、或是起动时每次都用磁极位置推测电路检测，则能够提高选择的自由度。

图9是实施例2的数字操作面板的显示例。是图8示出的系统结构中，永磁体同步电动机1和永磁体同步电动机2的磁极位置推测数据的数字操作面板上的选择显示例，是使用软开关的结构。

其也由显示代码、功能名称、监视器或数据范围、初始数据构成，显示代码“A060”和“A061”是作为第一功能的永磁体同步电动机1的磁极位置推测数据的选择栏，显示代码“A160”和“A161”示出了作为第二功能的永磁体同步电动机2的磁极位置推测数据的选择栏。本例中，因为与第一功能对应的“A060”和“A061”都是“1”，所以永磁体同步电动机1使用存储器(非易失性)中保存的初始磁极位置推测数据驱动，因为与第二功能对应的“A160”和“A161”都是“2”，所以永磁体同步电动机2使用起动时每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据驱动。

即，通过这样设置第一功能和第二功能，使其能够从数字操作面板选择，能够用1台电力转换装置使这2台永磁体同步电动机以不同的模式(存储器中保存的磁极位置推测数据或是每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据)工作。

本实施例中以2台永磁体同步电动机的例子进行了说明，但是不对驱动的电动机的台数施加限制。n台电动机的情况下，设置第一功能至第n功能即可。图10是实施例1和实施例2的电力转换装置中应用的控制流程图的一例。

使永磁体同步电动机运转之前，确认显示代码“A060”是否“1”，如果不是“1”则因为是对于磁极位置推测数据“不在存储器中保存”的设定，所以使用从停止开始起动之前、每次用磁极位置推测电路检测出的磁极位置推测数据开始起动。

另一方面，如果显示代码“A060”为“1”，则确认显示代码“A061”是否为“1”，如果不是“1”则因为是使用“每次起动时推测的数据”的设定，所以在从停止开始起动之前，每次都检测磁极位置并使用该磁极位置推测数据开始起动。如果是“1”，则因为使用“存储器中保存的数据”，所以仅在初次使电动机运转之前，检测磁极位置并将该磁极位置推测数据保存在存储器中，使用该保存数据开始起动。然后，将电动机停止时的推测磁极位置保存在存储器中，第二次之后的起动中参考存储器的磁极位置数据即可。

但是，例如，维护中实施了制动器的维护等的情况下，因为转子旋转，所以磁极位置改变。该状态下，使用存储器中保存的磁极位置推测数据使电动机起动时，因为实际的磁极位置与磁极位置推测不同，所以永磁体同步电动机中流动异常的电流，电力转换装置因过电流而跳闸(断路)。该情况下，自动解除异常跳闸，再次检测磁极位置并将该磁极位置推测数据保存在存储器中，使用该保存数据再次开始起动。

永磁体同步电动机起动时，如果有这样的自动解除异常跳闸的功能，则因为永磁体同步电动机起动时不会流动异常的电流，所以具有无需担心电力转换装置因过电流而跳闸(断路)、意外地导致系统停机的效果。

当然，其使用了能够用数字操作面板预先设定选择在使永磁体同步电动机起动时，使起动时的异常跳闸自动解除功能动作，用推测单元再次推测上述同步电动机的磁极位置，或是使异常跳闸自动解除功能不工作，进行异常跳闸显示(电力转换装置断路状态)并遵从用户的判断处理的功能。当然，从上级装置12也能够同样地预先设定选择。

本实施例中，说明了使1台永磁体同步电动机运转的情况下的第一功能，而n台电动机的情况下，设置第一功能至第n功能即可。

如以上的实施例所示，根据本实施例，因为能够用操作面板或上级装置选择使用存储器中保存的磁极位置推测数据驱动永磁体同步电动机、或是在永磁体同步电动机起动时用推测磁极位置的推测单元推测永磁体同步电动机的磁极位置，所以具有能够提供一种能够不耗费磁极位置推测时间地、使用适合由系统结构决定的负载的用途的磁极位置推测数据的电力转换装置和永磁体同步电动机的控制方法这样的较大的用户优势。

符号说明

1…转换器，2…平滑用电容器，3…逆变器，4…控制运算装置，5…控制电路，6…冷却风扇，7…数字操作面板，8…驱动电路，9…电压检测电路，10…电力转换装置，11…负载装置，CT…电流检测器，SH1、SHi、SHd…直流母线一侧的电流检测用分流电阻，BR…机械制动器，Sig…同步电动机选择信号，Brs…制动器BR的开/关信号，PM电动机…永磁体同步电动机，MC1、MC2…电磁接触器，SW…硬开关。

Claims (15)

1.一种电力转换装置，具有将直流转换为交流的电力转换部，对使用永磁体的同步电动机进行变速控制，所述电力转换装置的特征在于，包括：

检测所述同步电动机中流动的电流的电流检测电路；

在所述同步电动机起动时推测所述同步电动机的磁极位置的推测单元；和

保存表示所述同步电动机停止时的磁极位置的磁极位置推测数据的存储器，

所述电力转换装置还包括：

选择保存在所述存储器中的磁极位置推测数据或由所述推测单元获得的磁极位置推测数据的选择单元；和

使用所述选择单元选择的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机的控制部。

2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

所述存储器是非易失性存储器，

在提供给所述电力转换装置的电源被切断的情况下，在所述非易失性存储器中保存所述同步电动机停止时的磁极位置推测数据。

3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：

在所述同步电动机起动时发生了异常的情况下，所述控制部执行下述动作中的任一者：

进行由所述推测单元再次推测所述同步电动机的磁极位置的异常跳闸自动解除；和进行异常跳闸显示并使所述电力转换装置成为断路状态。

4.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

包括用于设定所述电力转换装置的运转条件的操作面板，

能够用所述操作面板选择使用保存在所述存储器中的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机、或在所述同步电动机起动时通过由推测所述磁极位置的推测单元推测所述同步电动机的磁极位置来驱动所述同步电动机。

5.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

包括用于设定所述电力转换装置的运转条件的上级装置，

能够用所述上级装置选择使用保存在所述存储器中的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机、或在所述同步电动机起动时通过由推测所述磁极位置的推测单元推测所述同步电动机的磁极位置来驱动所述同步电动机。

6.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

包括硬开关，其选择使用保存在所述存储器中的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机、或在所述同步电动机起动时通过由推测所述磁极位置的推测单元推测所述同步电动机的磁极位置来驱动所述同步电动机。

7.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：

在所述同步电动机起动时发生了异常的情况下，能够用所述操作面板选择进行由所述推测单元再次推测所述同步电动机的磁极位置的异常跳闸自动解除、或进行异常跳闸显示并使所述电力转换装置成为断路状态。

8.如权利要求3所述的电力转换装置，其特征在于：

包括用于设定所述电力转换装置的运转条件的上级装置，

在所述同步电动机起动时发生了异常的情况下，能够用所述上级装置选择进行由所述推测单元再次推测所述同步电动机的磁极位置的异常跳闸自动解除、或进行异常跳闸显示并使所述电力转换装置成为断路状态。

9.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：

包括显示从所述存储器读取的磁极位置推测数据的显示部。

10.如权利要求9所述的电力转换装置，其特征在于：

所述显示部设置于所述操作面板或所述上级装置。

11.一种对使用永磁体的同步电动机进行变速控制的控制方法，其特征在于，包括：

将直流转换为交流的步骤；

检测所述同步电动机中流动的电流的电流检测步骤；

在所述同步电动机起动时推测所述同步电动机的磁极位置的推测步骤；

在存储器中保存所述同步电动机停止时的磁极位置推测数据的步骤；和

控制步骤，与使用保存在所述存储器中的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机或使用由所述推测单元推测的所述同步电动机的磁极位置来驱动所述同步电动机的选择相应地驱动所述同步电动机。

12.如权利要求11所述的永磁体同步电动机的控制方法，其特征在于：

在对所述同步电动机进行变速控制的装置的电源被切断的情况下，在非易失性存储器中保存所述同步电动机停止时的磁极位置推测数据。

13.如权利要求11或12所述的永磁体同步电动机的控制方法，其特征在于：

在所述永磁体同步电动机起动时发生了异常的情况下，选择使异常跳闸自动解除功能动作并用所述推测单元再次推测所述同步电动机的磁极位置、或使异常跳闸自动解除功能不动作而进行异常跳闸显示来进行控制。

14.如权利要求11所述的永磁体同步电动机的控制方法，其特征在于：

在所述同步电动机中设置有机械制动器的情况下，以使用保存在所述存储器中的磁极位置推测数据来驱动所述同步电动机的方式进行控制。

15.如权利要求11所述的永磁体同步电动机的控制方法，其特征在于：

在所述同步电动机停止后仍然惯性旋转或者因负载而旋转的情况下，以使用由所述推测单元推测的所述同步电动机的磁极位置来驱动所述同步电动机的方式进行控制。