CN105830336B - 电动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

设定在电动机的控制中使用的反馈量的范围，将该范围用作关于电动机有无异常(例如失调)的判定阈值。反馈量计算部(1022)使用电流([i_δγc])与其指令值([i_δγ ^*])之间的偏差或者气隙磁通([λ_δγc])与其指令值([λ^*])之间的偏差，计算反馈量[B]。电压误差计算部(1025)计算基于电动机的电压方程式的电压值与电压指令[v_δγ ^*]之间的电压误差([Δv_δγ ^*])的变动范围。通过对电压误差([Δv_δγ ^*])的变动范围与反馈量[B]进行比较，判定电动机有无失调。

Description

电动机的控制装置

技术领域

本发明涉及控制电动机的技术，尤其涉及对在同步电动机中发生了异常的情况进行判定的技术。

背景技术

一直以来，提出了各种检测电动机的失调的技术。作为对该技术进行例示的文献可以列举专利文献1～3。

在专利文献1中公开了根据d轴电流的偏差和q轴指令电压来判别失调的技术。

在专利文献2中公开了对模型电压和电压指令进行比较来检测失调的技术。

在专利文献3中公开了如果根据电流和旋转数指令求出的磁通为阈值以下则判定为失调的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-051151号公报

专利文献2：日本特开2010-252503号公报

专利文献3：日本特开2008-92787号公报

发明内容

发明要解决的问题

在上述的现有技术中，未考虑电动机和驱动电动机的功率模块和检测器的规格的偏差。因此，需要试验性地确定用于判定是否失调的阈值。这样的阈值的确定存在増大开发工作量的问题。

因此，本申请的目的在于提供一种考虑规格的偏差而判定电动机有无异常(例如失调)的技术。

用于解决问题的手段

本发明的电动机的控制装置控制同步电动机。该控制装置具有：电动机驱动部(2、104)，其根据电压指令([v_δγ ^*])，向所述电动机施加电压(v_u、v_v、v_w)；反馈量计算部(1022)，其确定基于在所述电动机中流过的电流([i_δγc])与关于所述电流的指令值([i_δγ ^*])的偏差或者所述电动机中的气隙磁通([λ_δγc])与关于所述气隙磁通的指令值([λ_δγ ^*])的偏差的反馈量；电压指令生成部(1024)，其根据所述反馈量，生成所述电压指令；电压误差计算部(1025)，其计算基于所述同步电动机的电压方程式的电压值与所述电压指令之间的误差([Δv_δγ ^*])的变动范围；以及判定部(109)，其根据所述反馈量脱离所述误差的变动范围的情况而判定为在所述电动机中发生了异常。

例如，所述误差([Δv_δγ ^*])是根据变动幅度而设定的，该变动幅度由所述电流([i_δγc])、所述电压指令([v_δγ ^*])、所述同步电动机(3)的制造公差和工作温度的保证范围、所述电动机驱动部的制造公差和工作温度的保证范围、检测所述电流或所述电压的检测器的制造公差和工作温度的保证范围、以及所述同步电动机的旋转角速度(ω₁)中的至少一个确定。

例如，所述误差([Δv_δγ ^*])的变动范围是根据变动幅度而设定的，该变动幅度由与所述电流([i_δγc])相位平行的误差(e_iI[I][i_δγc])的变动范围、与所述电流相位垂直的误差(e_iJ[J][i_δγc])的变动范围、与所述同步电动机(3)的励磁磁通([Λ0])相位垂直的误差的变动范围、与所述电压指令([v_δγ ^*])相位平行的误差(e_v[v_δγ ^*])的变动范围中的至少一个确定。

例如所述误差([Δv_δγ ^*])的变动范围是根据所述变动幅度的上限及下限、所述电流([i_δγc])和所述电压指令([v_δγ ^*])的组合中的所述误差的最大值或/和最小值而设定的。

例如还根据所述电压方程式的部分项来设定所述误差([Δv_δγ ^*])的变动范围。而且，该控制装置还具有前馈量计算部(1023)，该前馈量计算部确定基于从所述电压方程式中除去所述部分项后的项的前馈量([F])。所述电压指令生成部(1024)还根据所述前馈量来生成所述电压指令(([v_δγ ^*])。

例如该控制装置还具有：前馈量计算部(1023)，该前馈量计算部确定基于所述电压方程式的前馈量([F])。所述电压指令生成部(1024)还根据所述前馈量([F])来生成所述电压指令([v_δγ ^*])。

发明效果

根据本发明的电动机的控制装置，能够根据所述反馈量脱离规定范围的情况而判定为在电动机中发生了异常。

通过以下的详细说明和附图，本发明的目的、特征和优点变得更清楚。

附图说明

图1是示出同步电动机中的气隙磁通与励磁磁通之间的关系的矢量图。

图2是示出第1实施方式的电动机控制装置的结构及其周边装置的框图。

图3是示出第1实施方式的电压指令计算部的结构的框图。

图4是示出第2实施方式的电压指令计算部的结构的框图。

图5是示出第3实施方式的电压指令计算部的结构的框图。

具体实施方式

本发明的基本构思

在进入实施方式的详细说明之前，对本发明的基本构思进行说明。当然，该基本构思包含在本发明中。

图1是示出同步电动机(以下，简称作“电动机”。另外，作为同步电动机的特殊例子，还存在如开关磁阻电机那样不具有励磁的同步电动机。但是这里同步电动机是指具有励磁的同步电动机。)中的气隙磁通[λ](只要没有预先声明，符号[]表示矢量。以下同样)与电动机中的励磁磁通[Λ0]之间的关系的矢量图。在例如电动机具有永久磁铁的情况下，由于该永磁而产生励磁磁通[Λ0]，在电动机具有励磁绕组的情况下，由于在该励磁绕组中流过电流而产生励磁磁通[Λ0]。

引入d-q旋转坐标系作为与电动机的旋转同步的旋转坐标系。这里将d轴设定为与励磁磁通[Λ0]同相，q轴相对于d轴，相位朝向希望通过电动机的控制进行旋转的方向(以下，简称作“旋转方向”)前进90度。

此外，引入δ-γ旋转坐标系和δc-γc旋转坐标系，作为旋转坐标系。δ轴相对于d轴，γ轴相对于q轴，相位分别朝向电动机的旋转方向前进相位角δc轴相对于d轴，γc轴相对于q轴，相位分别朝向电动机的旋转方向前进相位角以下，为了方便说明，将δ轴与d轴的相位角称作实际相位角将δc轴与q轴的相位角称作估计相位角

例如，在已知为“一次磁通控制”的电动机的控制方法中，将δ轴设定为与气隙磁通[λ]同相。

此外，众所周知，气隙磁通[λ]由供给到电动机(更详细而言是电动机具备的电枢所具有电枢绕组)的电压和电流、电动机的设备常数(例如电感、电枢绕组的电阻成分、励磁磁通)和电动机的旋转速度确定。因此，气隙磁通[λ]的估计值[λ＾]根据上述电压和电流、设备常数、旋转速度的实际测量值(或者指令值、估计值)获得。因此，控制电动机的控制装置进行控制，使得估计值[λ＾]与气隙磁通[λ]的指令值[λ^*]相等。在上述的“一次磁通控制”中，指令值[λ^*]的γ轴成分为0。

当在该控制中使用δc-γc旋转坐标系时，通过使估计相位角与实际相位角致，能够适当控制电动机的旋转。这是因为，如果完全掌握了设备常数、旋转速度、施加到电动机的电压和电流，则通过控制成使根据这些而获得的估计值[λ＾]与指令值[λ^*]相等，气隙磁通[λ]与指令值[λ^*]一致。

但是，由于负载的变动、外部干扰等，有时估计相位角与实际相位角不同。通常通过反馈控制来修正该不同。在反馈控制中使用的返回量(这里简称作“反馈量”)理想上为零，实际上收敛在较小的范围内。但是，在通过反馈控制也未克服估计相位角和实际相位角的不同的情况下，反馈量增大。

本发明着眼于上述方面，其特征在于，根据反馈量脱离规定范围而判定为在电动机中发生了异常。

第1实施方式

图2是根据上述思路示出本实施方式的电动机控制装置1的结构及其周边装置的框图。

电动机3是三相电动机，具有未图示的电枢和励磁的转子。作为技术性常识，电枢具有电枢绕组，转子与电枢相对旋转。对励磁具有例如使产生励磁磁通的磁铁的情况进行说明。

电压供给源2例如具有电压控制型逆变器及其控制部，根据三相的电压指令[v_x ^*]＝[v_u ^*v_v ^*v_w ^*]^t(括弧后面的上标的“t”表示矩阵的倒置。以下同样)，向电动机3施加三相电压v_u、v_v、v_w。由此，在电动机3中流过三相电流[i_x]＝[i_ui_vi_w]^t。其中，电压指令[v^*]和/或三相电流[i_x]具有的成分例如按照U相成分、V相成分、W相成分的顺序进行了记载。

电动机控制装置1是对电动机3控制气隙磁通[λ]和旋转速度(在以下的例子中为旋转角速度)的装置。气隙磁通[λ]也称作一次磁通，是励磁磁通和由电枢中流过的电枢电流(这也是三相电流[i_x])产生的电枢反作用的磁通的合成。

电动机控制装置1具有：坐标转换部101、104、电压指令计算部102、减法器105、积分器106、旁路滤波器107、常数倍部108和判定部109。

坐标转换部101将三相电流[i_x]转换为δc-γc旋转坐标系中的电流[i_δγc]＝[i_{δ c}i_γc]^t。在公知的技术中，能够使用例如检测器(未图示)来测定三相电流[i_x]。

坐标转换部104将δc-γc旋转坐标系中的电压指令[v_δγ ^*]转换为电压指令[v_x ^*]。在这些转换中使用了δc-γc旋转坐标系相对于关于电动机3的固定坐标系(例如UVW固定坐标系)的旋转角θ。由于这些转换在公知的技术中已经实现，所以这里省略其详细内容。

另外，电压指令[v_x ^*]和三相电流[i_x]除了三相的UVW固定坐标系以外，还可以用所谓的αβ固定坐标系(例如将α轴设定为与U相同相)或其他旋转坐标系表示。坐标转换部101、104进行与这些坐标系对应的转换。根据电压供给源2基于何种坐标系进行动作来确定关于电压指令[v^*]采用的坐标系。将电压供给源2和坐标转换部104汇集，能够理解为根据电压指令[v_δγ ^*]向电动机3施加电压v_u、v_v、v_w的电动机驱动部。

积分器106根据旋转角速度ω₁来计算旋转角θ。旋转角速度ω₁作为减法器105的输出而获得。如果进行例如一次磁通控制，则通过减法器105从旋转角速度的指令值ω^*中减去如下值而获得旋转角速度ω₁，该值是通过旁路滤波器107除去电流[i_δγc]的γc轴成分i_γc的直流成分并且通过定数倍部108进行了规定增益Km倍后的值。如果适当控制气隙磁通[λ]，则如上所述，因此ω₁＝ω^*。

电压指令计算部102除了电压指令[v_δγ ^*]以外，还输出反馈量[B]和在“基本的思想”中叙述的作为规定范围的源的电压误差[Δv_δγ ^*]。判定部109对反馈量[B]和源于电压误差[Δv_δγ ^*]的阈值进行比较，输出表示在电动机中是否发生了异常例如失调的判定信号Z。

图3是示出电压指令计算部102的结构的框图。电压指令计算部102具有：磁通计算部1021、反馈量计算部1022、前馈量计算部1023、电压指令生成部1024、电压误差计算部1025和电压指令输出限制部1026。

磁通计算部1021输入电流[i_δγc]、旋转角速度ω₁、电压指令[v_δγ ^*]，输出估计相位角和气隙磁通[λ_δγc]。气隙磁通[λ_δγc]能够采用上述的估计值[λ＾]。具体而言，如下求出估计相位角和气隙磁通[λ_δγc]。

通常如果引入电动机3的电枢绕组的电感的d轴成分L_d和q轴成分L_q、在电动机3中流过的电流的δ轴成分i_δ和γ轴成分i_γ、施加给电动机3的电压的δ轴成分v_δ和γ轴成分v_γ、实际相位角励磁磁通的绝对值Λ₀、电动机3的电枢绕组的电阻成分R、旋转角速度ω₁、微分运算符p，则在δ-γ旋转坐标系中，下式的电压方程式(1)成立。其中，[I]，[J]，[C]和将这些要素括起来的符号[]表示矩阵。

[式1]

因此，与此相同，引入电枢绕组的电感的d轴成分的设定值L_dc和q轴成分的设定值L_qc、在电动机3中流过的电流的δc轴成分i_δc和γc轴成分i_γc、施加到电动机3的电压的δc轴成分v_δc和γc轴成分v_γc、估计相位角励磁磁通的绝对值的设定值Λ_0c、电动机3的电枢绕组的电阻成分的设定值R_c、旋转角速度ω₁，在δc-γc旋转坐标系中，下式的电压方程式(2)成立。

[式2]

其中，由于未实际测量电压的δc轴成分v_δc和γc轴成分v_γc，所以磁通计算部1021使用电压指令[v_δγ ^*]＝[v_δ ^*v_γ ^*]^t代替它们，求出估计相位角和气隙磁通[λ_δγc]。设定值L_dc、L_qc、R_c、Λ_0c可以预先存储在磁通计算部1021内。

此外，由于在稳定状态下微分运算符p的运算结果为0，所以稳定状态下的电压方程式从式(1)衍生为下式(3)。

[式3]

为了在电压指令中修正由于设定值L_dc、L_qc、R_c、Λ_0c与其实际值L_d、L_q、R、Λ₀的不同带来的误差，使用指令值[λ^*]与δc-γc旋转坐标系中的气隙磁通[λ_δγc]之间的偏差，用下式(4)的前馈量[F]和反馈量[B]的和来确定电压指令[v_δγ ^*]。其中，引入了反馈增益Gλ(≠0)、指令值[λ^*]的δ轴成分λ_δ ^*和γ轴成分λ_γ ^*。

[式4]

电压指令生成部1024将前馈量[F]和反馈量[B]相加，求出电压指令[v_δγ ^*]。

为了生成前馈量[F]，前馈量计算部1023输入气隙磁通[λ_δγc]和电流[i_δγc]，依照式(4)求出前馈量[F]。即，使用电流[i_δγc]、电阻成分的设定值R_c、旋转角速度ω₁和气隙磁通[λ_δγc]，通过稳定状态的电压方程式求出前馈量[F]。

为了生成反馈量[B]，反馈量计算部1022输入气隙磁通[λ_δγc]及其指令值[λ^*]，依照式(4)计算反馈量[B]。具体而言，将指令值[λ^*]与气隙磁通[λ_δγc]之间的偏差乘以反馈增益Gλ。可以将反馈增益Gλ存储在反馈量计算部1022中。

虽然在式(4)中将反馈增益Gλ示为标量，但是可以是对气隙磁通的偏差发生作用的2行2列的非零矩阵。

理想情况下，如果反馈量[B]为0，则δ轴成分λ_δ ^*和δc轴成分λ_δc、γ轴成分λ_γ ^*和γc轴成分λ_γc分别一致，由式(3)表示的稳定状态可以通过δc-γc旋转坐标系中的控制来实现。

此外，如果适当进行使用了这样的反馈量[B]的反馈控制，则实际相位角与估计相位角之间的偏离较小，因此旋转角速度ω₁与其指令值ω^*的偏离能够近似为无。在该情况下，重新引入作为电压指令的误差的电压误差[Δv_δγ ^*]的概念，还考虑气隙磁通[λ_δγc]在时间上的变动，则下式(5)成立。

[式5]

也就是说，将电压误差[Δv_δγ ^*]定义为从电压值(R_c[i_δγc]+(p[I]+ω₁[J])[λ_δγc])中减去电压指令[v_δγ ^*]而得的值，该电压值是由关于电动机3的电压方程式获得的。电压误差[Δv_δγ ^*]可以通过式(5)的第2式近似。

其中，系数e_iI、e_iJ、e_Λ、e_v根据电动机3、电压供给源2、和电流[i_x](或者输入到电压供给源2的电压)的检测器(未图示)各自的规格的偏差以及旋转角速度ω₁，在由电动机3的制造公差、工作温度的保证范围确定的变动幅度的范围内发生变动。因此，作为电压指令的误差的电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围除了电流[i_δγc]、估计相位角电压指令[v_δγ ^*]以外，还依赖于系数e_iI，e_iJ，e_Λ，e_v的变动幅度。

也就是说，电压误差[Δv_δγ ^*]是根据变动幅度而设定的，该变动幅度由电流[i_δγc]、电压指令[v_δγ ^*]、电动机3和电压供给源2的制造公差和工作温度的保证范围、检测电流[i_δγc]或者电压v_u、v_v、v_w的检测器的制造公差和工作温度的保证范围、旋转角速度ω₁中的至少一个确定。

更详细而言，该变动幅度由与电流[i_δγc]相位平行的(成为同相或者反相的)误差e_iI[I][i_δγc]的变动范围、与电流[i_δγc]相位垂直的误差e_iJ[J][i_δγc]的变动范围、与励磁磁通[Λ0]相位垂直的误差的变动范围、与电压指令[v_δγ ^*]相位平行的误差e_v[v_δγ ^*]的变动范围中的至少一个设定。

这里，电压误差[Δv_δγ ^*]相当于反馈量[B](更具体而言为[Δv_δγ ^*]＝-[B])。如上所述，前提是对电压误差[Δv_δγ ^*]进行反馈控制，使得实际相位角与估计相位角的偏离变小。而且，在电动机3的工作失调的情况下，该前提不成立。因此，在这种情况下，反馈量[B]超出电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围。换言之，由于在进行反馈控制时反馈量[B]超出电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围，所以能够判断为电动机3的工作失调。

也就是说，电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围成为判断有无失调时的关于反馈量[B]的阈值。电压误差计算部1025输入估计相位角电流[i_δγc]和电压指令[v_δγ ^*]，以依照式(5)的第2式的右边计算电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围。

使用例如系数e_iI、e_iJ、e_Λ、e_v的变动幅度的上限及下限、电流[i_δγc]、估计相位角和电压指令[v_δγ ^*]，求出式(5)的第2式的右边的各项的最大值和最小值。以使用各项的最大值或者最小值的组合时的电压误差[Δv_δγ ^*]为阈值，与反馈量[B]进行比较。可以通过电压误差计算部1025计算系数e_iI、e_iJ、e_Λ、e_v。在该情况下，还向电压误差计算部1025输入旋转角速度ω₁。

这可以掌握为，电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围根据该变动幅度的上限及下限、电流[i_δγc]和所述电压指令的组合中的电压误差[Δv_δγ ^*]的最大值或/和最小值来设定。

简单来说，可以采用下式(6)的右边所示的电压误差[Δv_δγ ^*]可选取的绝对值的最大，作为反馈量[B]的绝对值的阈值。

[式6]

或者由于下式(7)成立，所以可采用式(7)的最右边作为阈值。从减少运算量的观点来说为优选。此外，由于在最右边不包含估计相位角所以还能够应用于不通过磁通计算部10输出估计相位角的控制系统。

[式7]

另外，在等速运转中，由于旋转角速度ω₁恒定，|e_iI[I]+e_iJ[J]|、|e_Λ|、|e_v|为不发生变化的恒定值。

或者可以按照每个δc轴成分、γc轴成分进行反馈量[B]与电压误差[Δv_δγ ^*]的比较。或者可以在它们的仅一方中进行比较。从减少运算量的观点来说为优选。例如式(8)求出在γc轴成分中被与反馈量[B]进行比较的电压误差[Δv_δγ ^*]的γc轴成分Δv_γ ^*的最大绝对值。因此，可以将式(8)的最右边与反馈量[B]进行比较。

[式8]

判定部109输入电压误差[Δv_δγ ^*]，进行上述这样的阈值或者电压误差[Δv_δγ ^*]与反馈量[B]的比较，输出判定信号Z。虽然上述阈值是由例如判定部109而生成的，但是可以在电压指令计算部102中另行设置根据电压误差[Δv_δγ ^*]求出阈值的模块。

电压指令输出限制部1026输入判定信号Z和电压指令[v_δγ ^*]。除了判定信号Z表示失调时以外，电压指令输出限制部1026输出电压指令[v_δγ ^*]。在判定信号Z表示失调时，电压指令输出限制部1026输出停止指令S来代替电压指令[v_δγ ^*]，停止电压供给源2的动作。由此能够避免在失调的状态下驱动电动机3。

在本实施方式中，基于电流[i_δγc]和/或电压指令[v_δγ ^*]等来设定阈值，由此设定了与运转状态对应的适当阈值。这从提高检测失调的精度，且减少误检测为失调的观点来看为优选。

此外，通过根据由制造公差和工作温度的保证范围而确定的变动幅度来设定阈值，试验性地确定阈值的必要性较低。这从与试验性地确定阈值的方法相比能够大幅度减少开发工作量，从这个观点来说为优选。

第2实施方式

在第2实施方式中示出根据电流的偏差求出反馈量[B]的技术。具体而言依照式(9)求出反馈量[B]。其中，引入了反馈增益G_i(≠0)和电流[i_δγc]的指令值[i_δγ ^*]＝[i_δ ^*i_γ ^*]^t。与第1实施方式同样，反馈增益G_i可以为对电流的偏差发生作用的2行2列的非零矩阵。

[式9]

在这样求出反馈量[B]的情况下，向反馈量计算部1022输入电流[i_δγc]及其指令值[i_δγ ^*]，代替输入气隙磁通[λ_δγc]及其指令值[λ_δγ ^*]。

因此，本实施方式的电动机控制装置1的结构与第1实施方式的电动机控制装置1的结构相比，存在以下不同：向电压指令计算部102输入电流的指令值[i_δγ ^*]，而不是输入气隙磁通的指令值[λ_δγ ^*]。

图4是示出本实施方式的电压指令计算部102的结构的框图。

在本实施方式中，也能够与第1实施方式同样地确定电压误差[Δv_δγ ^*]。而且，能够与第1实施方式同样地进行处理，判定有无失调。

根据第1实施方式和本实施方式，能够掌握的是，根据电流[i_δγc]或者气隙磁通[λ_δγc]的一方与关于该一方的指令值([i_δγ ^*]、[λ_δγ ^*])之间的偏差来确定反馈量[B]。

第3实施方式

在本实施方式中示出不使用前馈控制，仅进行反馈控制的情况。在该情况下，如下式(10)所示，电压指令[v_δγ ^*]与反馈量[B]相等。

[式10]

图5是示出本实施方式的电压指令计算部102的结构的框图。无需在第1实施方式和第2实施方式中示出的电压指令生成部1024，从反馈量计算部1022输出反馈量[B]，作为电压指令[v_δγ ^*]。

另一方面，前馈量计算部1023如在第1实施方式和第2实施方式中所示地计算前馈量[F]。而且，在第1实施方式和第2实施方式中使用的电压误差[Δv_δγ ^*]是通过从其中减去前馈量[F]来被校正的。在本实施方式中，对于通过减去前馈量[F]而进行了校正的电压误差使用符号[Δv_δγ ^*]。

也就是说，在本实施方式中通过下式(11)求出电压误差[Δv_δγ ^*]。

[式11]

在使用反馈量[B]本身作为电压指令[v_δγ ^*]时，通过使用由式(11)确定的电压误差[Δv_δγ ^*]，能够与第1实施方式同样地判定有无失调。这是根据式(4)、(5)显而易见的。

如上所述，在本实施方式中，也能够与第1实施方式同样地进行处理，判定有无失调。

当然，在本实施方式中也与第2实施方式类似，使用电流的偏差和反馈增益G_i的积作为反馈量[B]。在该情况下，使用由式(9)求出的反馈量[B]，作为电压指令[v_δγ ^*]。因此与第2实施方式同样地，向反馈量计算部1022输入电流[i_δγc]及其指令值[i_δγ ^*]，来代替输入气隙磁通[λ_δγc]及其指令值[λ_δγ ^*]。

这样，为了求出电压指令[v_δγ ^*]，根据是仅设为反馈量[B]，还是还包含前馈量[F]，电压误差[Δv_δγ ^*]因基于哪个而不同。在电压指令[v_δγ ^*]未基于前馈量[F]的情况下，如本实施方式这样，还基于前馈量[F]来设定电压误差[Δv_δγ ^*]。在电压指令[v_δγ ^*]基于前馈量[F]的情况下，如第1和第2实施方式这样，电压误差[Δv_δγ ^*]不基于气隙磁通[λ_δγc](参照式(5)第2式)。

可以根据除去电压方程式的部分项以外的项来设定前馈量[F]。在该情况下，还基于该一部分的项，设定电压误差[Δv_δγ ^*]的变动范围。

变形1

上述系数e_iI、e_iJ、e_Λ、e_v除了电动机3的设备常数的偏差以外，还有可能受到电路上的偏差的影响。例如系数e_iI、e_iJ受到检测电流[i_x]的检测器(未图示)的偏差的影响，系数e_v受到检测输入电压供给源2具有的电压控制型逆变器(未图示)的电压或者输出的电压[v_x]的检测器(未图示)的偏差的影响。其中，这些电路上的偏差与电动机3的设备常数的偏差相比，对电压误差[Δv_δγ ^*]造成的影响较小。因此，即使无视电路上的偏差，实际上也能够判定失调。

关于除检测器以外的偏差，在对电压误差[Δv_δγ ^*]带来的影响较小的情况下，即使无视该偏差，实际上也能够判定失调。

或者可以仅考虑例如对电压误差[Δv_δγ ^*]带来的影响最大的偏差。

变形2

关于作为与反馈量[B]进行比较的阈值的电压误差[Δv_δγ ^*]的最大值，也可以使用关于电动机3假设的运转范围内的最差条件预先计算并存储。

在该情况下，电压误差计算部1025的运算量较小，所需的存储器也较小即可。或者还能够用仅示出阈值的表(table)来代替电压误差计算部1025。

例如预先按照每个旋转角速度求出阈值，将这些阈值存储为表。

当然，关于阈值，也可以考虑裕量而将其设定为大于电压误差[Δv_δγ ^*]的最大值。

变形3

由于估计相位角较小，所以可以使其近似于零而求出阈值。

也可以在假设在不失调的条件下能够取得估计相位角的范围内，求出阈值。例如当估计相位角在-90°～90°的范围内不失调地进行运转的情况下(该控制在例如一次磁通控制中使用)，使用来求出阈值。

在使估计相位角近似于零、或者使用来求出阈值的情况下，无需求出估计相位角本身。因此在除了求出阈值以外无需求出估计相位角的控制中，能够减少用于求出估计相位角的运算量(参照式(2))。

此外，在假设在未失调的条件下能够取得估计相位角的范围内求出阈值的情况存在以下优点：在成为假设之外的运转范围的情况下也能够判定为异常。

关于上述各种实施方式和变形，只要不损害彼此的功能，能够适当进行组合。

上述框图是示意性的，各部分可以由硬件构成，也可以由利用软件实现功能的微型计算机(包括存储装置)来构成。在各部分中执行的各种步骤或者实现的各种单元或者各种功能的一部或者全部也可以通过硬件实现。

微型计算机执行记述在程序中的各处理步骤(换言之程序)。上述存储装置能够由例如ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、可改写的非易失性的存储器(EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory：电可擦除可编程只读存储器)等)、硬盘装置等各种存储装置的一个或者多个构成。该存储装置存储各种信息和数据等，还存储由微型计算机执行的程序，还提供用于执行程序的作业区域。另外，微型计算机也可以理解为与记述在程序中的各处理步骤对应的各种单元发挥作用，或者也可以理解为实现与各处理步骤对应的各种功能。

以上详细说明了本发明，但上述说明在所有方面上都仅是示例，本发明不限于此。应该理解为能够在不脱离本发明范围的情况下想到未示例的无数变形例。

Claims (9)

1.一种电动机的控制装置，其是控制同步电动机的装置，其中，该电动机的控制装置具有：

电动机驱动部，其根据电压指令，对所述同步电动机施加电压；

反馈量计算部，其确定基于在所述同步电动机中流过的电流与关于所述电流的指令值之间的偏差或者所述同步电动机中的气隙磁通与关于所述气隙磁通的指令值之间的偏差的反馈量；

电压指令生成部，其根据所述反馈量，生成所述电压指令；

电压误差计算部，其计算基于所述同步电动机的电压方程式的电压值与所述电压指令之间的误差的变动范围；以及

判定部，其根据所述反馈量脱离所述误差的变动范围的情况而判定为在所述同步电动机中发生了异常。

2.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其中，

所述误差是根据变动幅度而设定的，该变动幅度由所述电流、所述电压指令、所述同步电动机的制造公差和工作温度的保证范围、所述电动机驱动部的制造公差和工作温度的保证范围、检测所述电流或所述电压的检测器的制造公差和工作温度的保证范围、以及所述同步电动机的旋转角速度中的至少一个确定。

3.根据权利要求1所述的电动机的控制装置，其中，

所述误差的变动范围是根据变动幅度而设定的，该变动幅度由与所述电流相位平行的误差的变动范围、与所述电流相位垂直的误差的变动范围、与所述同步电动机的励磁磁通相位垂直的误差的变动范围、与所述电压指令相位平行的误差的变动范围中的至少一个确定。

4.根据权利要求2所述的电动机的控制装置，其中，

所述误差的变动范围是根据变动幅度而设定的，该变动幅度由与所述电流相位平行的误差的变动范围、与所述电流相位垂直的误差的变动范围、与所述同步电动机的励磁磁通相位垂直的误差的变动范围、与所述电压指令相位平行的误差的变动范围中的至少一个确定。

5.根据权利要求2所述的电动机的控制装置，其中，

所述误差的变动范围是根据所述变动幅度的上限及下限、所述电流和所述电压指令的组合中的所述误差的最大值或/和最小值而设定的。

6.根据权利要求3所述的电动机的控制装置，其中，

所述误差的变动范围是根据所述变动幅度的上限及下限、所述电流和所述电压指令的组合中的所述误差的最大值或/和最小值而设定的。

7.根据权利要求4所述的电动机的控制装置，其中，

所述误差的变动范围是根据所述变动幅度的上限和下限、所述电流和所述电压指令的组合中的所述误差的最大值或/和最小值而设定的。

8.根据权利要求1至7的任一项所述的电动机的控制装置，其中，

还根据所述电压方程式的部分项来设定所述误差的变动范围，

该电动机的控制装置还具有前馈量计算部，该前馈量计算部确定基于从所述电压方程式中除去所述部分项后的项的前馈量，

所述电压指令生成部还根据所述前馈量，生成所述电压指令。

9.根据权利要求1至7的任一项所述的电动机的控制装置，其中，

该电动机的控制装置还具有：前馈量计算部，该前馈量计算部确定基于所述电压方程式的前馈量，

所述电压指令生成部还根据所述前馈量生成所述电压指令。