CN107735937A - 电力转换装置以及马达驱动装置 - Google Patents

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Abstract

在电流流过主电路布线时产生的磁通成为磁传感器的干扰，为了得到准确的转子位置信息。根据期望的转矩指令值来控制将电流输出到交流马达的电力转换装置的动作的马达驱动装置具备：主电路布线，其电连接到构成电力转换装置的开关元件，传递直流电流或者交流电流；磁传感器，其检测装配于交流马达的转子的传感器磁铁的磁通变化；以及控制部，其根据由磁传感器检测到的转子的位置信息，运算从电力转换装置输出到马达的电流指令值，控制部具有检测或者运算由流过主电路布线的电流产生的磁通分量的磁通误差校正部。

Description

电力转换装置以及马达驱动装置
技术领域
本发明涉及一种马达驱动装置，特别涉及一种使用装配于马达的转子的传感器磁铁以及靠近传感器磁铁设置的磁传感器来检测马达转子的位置的电力转换装置、或者马达的主电路布线配置于磁传感器附近的安装构造中的转子的位置检测方法。
背景技术
近年来，在用于汽车、面向工业的马达驱动装置中，出于将连接马达与电力转换装置的线束删除、小型化的目的，将马达以及电力转换装置内置于共同框体中或者直接连接框体的机电一体化正在推进。在该机电一体安装构造中，为了削减马达与电力转换装置间的电气布线的接点数，开始采用非接触传感器等。作为用于检测马达的转子位置的非接触位置传感器，代替以往的旋转变压器，正大量使用霍尔元件、MR元件等磁传感器。
作为使用磁传感器的系统，例如有专利文献1。在专利文献1中，涉及一种旋转角计测装置，其具备在磁场方向上进行感应的磁传感器以及被输入来自所述磁传感器的输出的检测部，所述旋转角计测装置的特征在于，所述旋转角计测装置与具备磁通发生体的旋转体一起使用，所述磁传感器的输出是与所述磁场方向对应的原角度信号集，所述检测部输出使用将所述旋转体的旋转速度作为自变量的校正函数输出的校正值来校正配置于所述磁传感器的附近的非磁性的导体的影响后的校正角度。
另外，近年来，作为用于实现机电一体化的电力转换装置的高密度安装的结果，在上述磁传感器附近，配置有用于将从电源到马达之间电连接而供用于驱动马达的电流流过的主电路布线。
作为经高密度化的马达驱动装置的一个例子，有专利文献2。在专利文献2中，涉及一种马达，其特征在于，具备：定子，其被卷绕多个绕组；转子，其可旋转地设置于所述定子的径向内侧；旋转轴，其与所述转子同轴地设置，并与所述转子一起旋转；磁体，其设置于所述旋转轴的一端，并与所述转子以及所述旋转轴一起旋转；磁传感器，其以与所述磁体对置的方式在所述旋转轴的轴向上设置，通过检测所述磁体产生的磁力来检测所述转子的旋转角度；控制装置，其根据由所述磁传感器检测到的所述转子的旋转角度来控制供给到所述绕组的电力；以及第1导线以及第2导线，它们设置成与以所述旋转轴的轴为中心的假想圆相交并且与所述轴平行地延伸，并将所述控制装置与所述多个绕组中的各绕组连接，所述第1导线以及所述第2导线供向所述绕组供给的电流流通，其中，分别在所述第1导线以及所述第2导线中流过的电流的任意时间点下的大小以及方向相同，如果将所述假想圆与所述第1导线以及所述第2导线的各个交点设为p1以及p2，并将所述假想圆的弧p1p2的中心角设为α(°)，则所述第1导线以及所述第2导线以满足α＝180的关系的方式配置。
在这里，专利文献1所记载的内容是通过位置检测用磁铁高速地旋转来减轻在配置于磁铁附近的金属处产生的涡电流对磁传感器造成的影响的方法。但是，作为配置于位置传感器附近的非磁性体，配置例如由铜等构成的主电路布线，无法减轻在电流流过主电路布线时根据毕奥－萨伐尔定律产生的磁通对磁传感器造成的影响。
另一方面，根据专利文献2所记载的内容，在连接到2个三相逆变器的6根马达布线中，6根马达布线所连接的马达绕组配置于同一框体内。另外，在由磁传感器检测转子的位置的系统中，做成以磁传感器为中心而使相同的相的2根马达布线180°对置的构造。如果这样配置，则在电流流过一根马达布线时产生的磁通矢量与在大小、方向相同的电流流过另一根马达布线时产生的磁通矢量在磁传感器的检测点处相互抵消，能够减轻在电流流过主电路布线时产生的磁通的影响。但是，在专利文献2的方式中，在一个逆变器发生故障而仅通过另一个逆变器使动作继续的情况下，就无法使从另一根马达布线产生的磁通在磁传感器的检测点处相互抵消，所以，存在位置检测精度劣化并且马达控制变得不稳定的技术问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013－11538号公报
专利文献2：日本特开2012－039737号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在通过装配于马达的转子的传感器磁铁以及配置于马达驱动装置内的磁传感器检测转子的位置信息、并且为了实现高密度安装而将主电路布线配置于磁传感器附近的马达驱动装置中，在电流流过主电路布线时产生的磁通会成为磁传感器的干扰，难以得到准确的转子位置信息。
解决技术问题的技术手段
本发明涉及一种电力转换装置，其根据期望的转矩指令值，控制将电流输出到马达的电力转换装置的动作，所述马达驱动装置的特征在于，具备：主电路布线，其电连接到构成所述电力转换装置的开关元件，传递直流电流或者交流电流；磁传感器，其检测装配于所述马达的转子的传感器磁铁的磁通变化；以及控制部，其根据由所述磁传感器检测到的所述转子的位置信息，运算从所述电力转换装置输出到所述马达的电流指令值，所述控制部具有检测或者运算由流过所述主电路布线的电流产生的磁通分量的磁通误差校正部。
发明效果
根据本发明，能够减轻在电流流过配置于磁传感器附近的主电路布线时产生的干扰磁通对磁传感器的位置检测造成的影响，所以，可实现马达驱动装置的高密度安装。另外，实现高精度地检测马达的转子位置，并实现良好的马达控制。进一步地，通过将本发明应用于由2个三相桥式电路驱动1个马达的系统，从而即使在一个三相桥式电路发生故障的情况下，通过使另一个三相桥式电路的动作继续，也能够继续良好地驱动马达。
附图说明
图1是实施例1中的马达驱动装置的电路图。
图2是现有构造中的磁传感器周边的构造图的一个例子。
图3是实施例1中的与磁传感器部的磁通矢量相关的图。
图4是实施例1中的磁传感器周边的构造图的一个例子。
图5是实施例2中的控制部的结构图。
图6是实施例4中的电压矢量的说明图。
图7是实施例4中的马达电流的一个例子。
图8是实施例4中的电流与干扰磁通的一个例子。
图9是示出实施例4中的三相桥式电路和电流的方向的图。
图10是实施例5中的传感器磁铁磁通矢量与干扰磁通矢量。
图11是实施例5中的传感器磁铁磁通矢量与干扰磁通矢量。
图12是实施例5中的根据准确的传感器磁铁位置和从磁通传感器输出的位置信息针对360度减去由干扰磁通造成的影响而得到的结果。
图13是实施例6中的马达驱动装置的电路图。
图14是实施例7中的电动助力转向装置的系统图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的电力转换装置的实施方式。此外，在各图中，对同一要素记同一符号，省略重复的说明。
实施例1
使用图1，说明第1实施方式的电力转换装置以及马达驱动装置。图1是示出第1实施例的马达驱动装置10的整体结构的电路图。
将直流电源400的电力从直流转换成交流的电力转换装置300连接到将电能转换成机械能而进行驱动的马达200。在这里，由电力转换装置300和马达200构成驱动装置10。马达200例如由三相马达构成，用于检测转子201的位置的传感器磁铁202装配于转子201的前端。
在电力转换装置300中，具备6个构成用于将电力从直流转换成三相交流的三相桥式电路301的半导体元件。作为半导体元件，有MOSFET(metal-oxide-semiconductorfield-effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)等功率半导体元件。
此外，虽然未图示，但在相比三相桥式电路301更靠直流电源400侧的正负极布线之间，具备一个以上的用于电源电压平滑化的平滑电容器。作为平滑电容器，使用具有足够的电容的电解电容器、导电性高分子混合电解电容器等。另外，将用于检测马达的相电流的电流检测器设置于三相桥式电路301与平滑电容器之间的正极或者负极布线。作为电流检测器，常常使用损失小的低电阻器，但也可以使用电流互感器等其他电流检测器。进一步地，在相比平滑电容器更靠直流电源400侧的位置，作为噪声应对措施，配置有常态扼流圈、电容器等滤波器零件。
接下来，说明电力转换装置的控制部。电力转换装置300具有控制部310。控制部310具有电流控制部312，被从马达驱动装置10提供用于将马达200的动作控制成期望的值的电流指令值。另外，控制部310具有用于对从电力转换装置300内具备的电流检测器得到的电压值进行过滤以及放大的电流检测部311，电流检测部311将马达200的电流信息输出到电流控制部312。进一步地，安装于马达驱动装置10的磁传感器302检测装配于转子201的传感器磁铁202的磁通变化，将转子位置信息输出到电流控制部312。作为磁传感器302，考虑霍尔IC、GMR(Giant Magneto Resistive effect，巨磁阻效应)传感器、TMR(TunnelMagneto Resistance effect，隧道磁阻效应)传感器等。另外，磁传感器302既可以搭载于安装有电流检测部311、PWM生成部313、即安装有OP放大器、微型机、驱动器IC、电源IC等零件的印刷基板，也可以安装于磁传感器302用的专用基板，装配于电力转换装置300或者马达200中的任一方。
电流控制部312基于上述电流检测值和转子位置检测值以及电流指令值，生成提供给三相桥式电路301的电压指令值V＊，并输出给PWM生成部313。PWM生成部313根据电压指令值V＊，向三相桥式电路301的各个半导体元件输出栅极电压指令。其结果，电力转换装置300向马达200供给三相交流电流，马达通过将电能转换成机械能而做功。
另外，由于存在传感器磁铁202的磁化量产生偏差、在装配传感器磁铁202或者磁传感器302时产生位置偏差等担忧，所以，控制部310具有用于校正相对于设计值的初始偏差的初始位置校正部315。将由初始位置校正部315得到的误差量提供给位置校正部316，即使马达驱动装置10存在个体差异，也能够得到转子201的准确的位置信息。
接下来，使用图2以及图3，说明使用传感器磁铁202来检测转子201的位置信息的方法。如图2所示，在马达200的转子201的前端，装配有用于检测转子201的位置的传感器磁铁202。在这里，设为传感器磁铁202在2极被磁化。另一方面，安装于基板的磁传感器302隔开一定距离地配置在与传感器磁铁202对置的位置处。
在从在2极被磁化了的传感器磁铁202的N极向S极的方向上，发出与磁化量相应的磁铁磁通矢量210，磁铁磁通矢量210贯通磁传感器302。在这里，将磁铁磁通矢量定义为Bs，在磁传感器302的检测位置处，将分解到面内(X、Y)方向上的磁通矢量分别设为Bx_s、By_s。
随着转子201旋转，磁铁磁通矢量Bs在磁传感器302的检测位置的XY平面上，从0度变化到360度。关于该磁铁磁通矢量Bs的矢量图，仅取出第一象限示于图3。如果针对变化的磁铁磁通矢量Bs能够分别探测X方向的磁通Bx_s和Y方向的磁通量By＿s，则根据式(1)，
[式1]
能够检测转子201的角度θs。
在霍尔元件、MR元件中，由于能够输出与从传感器磁铁202产生的磁通Bx_s、By_s相应的各个电压值，所以在控制部300内，基于所输出的电压值来运算转子201的角度θs。
接下来，在图4中示出在进行了伴随着机电一体化的高密度安装的情况下的马达驱动装置10的内部构造。为了实现高密度安装，磁传感器302与主电路布线501的距离接近。在这里，主电路布线是指在从直流电源400到马达200之间流过的用于驱动马达200的能量所通过的全部布线。具体来说，可列举在电力转换装置300内具备的汇流条等电气布线、安装于基板上的三维布线以及连接到马达200的三相布线等。
当在主电路布线501中流过电流时，依照式(2)，产生基于毕奥－萨伐尔定律的磁通矢量Bd。
[式2]
在图中，主电路电流Id向右方向流过，其结果，从主电路布线501产生的磁通矢量Bd的方向变成从纸面的近前侧向里侧的方向、即Y方向。在这里，把将从主电路布线501产生的磁通矢量在磁传感器的检测位置处分解到面内(XY)方向上而得到的磁通分别定义为Bx_d、By_d。
接下来，重新参照图3的矢量图。在将主电路布线501配置于磁传感器302附近的情况下，由磁传感器302检测到的转子201的位置、即磁通矢量成为对传感器磁铁202产生的磁铁磁通矢量Bs加上由于电流流过主电路布线501而产生的干扰磁通矢量Bd而得到的值。其结果，如果将基于磁传感器302输出的值而运算出的转子位置定义为θc，则电力转换装置300就得到式(3)的位置信息。
[式3]
此外，在这里，将磁铁磁通矢量与干扰磁通矢量之和定义为Bc。
这样，在将主电路布线501配置于磁传感器302附近的马达驱动装置10中，磁传感器302由于干扰磁通矢量Bd的影响，无法得到转子201的准确的位置信息，其结果，难以稳定地控制马达200。
在此，本实施例中的控制部310具有运算从主电路布线501产生的干扰磁通矢量Bd的磁通误差计算部314以及根据从磁传感器302输出的位置信息θc或者Bc来校正上述干扰磁通矢量Bd的影响的位置校正部316。
从电流检测部311得到的主电路布线501的电流的大小、能够从PWM生成部313得到的电流的方向以及从磁传感器302输出的转子201的位置信息被提供给磁通误差计算部314。磁通误差计算部314基于所提供的与电流的大小、电流的方向、传感器磁铁位置相关的信息的全部或者某一方的值，运算从主电路布线501产生的干扰磁通矢量Bd或者位置误差θd，位置校正部316通过从磁传感器302的输出中消除干扰磁通的影响，从而将转子201的准确的位置信息输出给电流控制部312。
通过做成以上那样的结构，能够得到以下效果。
(1)通过用控制部校正从主电路布线产生的干扰磁通矢量对磁传感器造成的影响，电力转换装置能够得到没有误差的位置信息，其结果，马达驱动装置能够实现高性能且稳定的马达控制。
(2)不需要用于抑制从主电路布线产生的干扰磁通贯通磁传感器的、例如由磁性体构成的遮蔽板等追加零件。
(3)能够将主电路布线安装于磁传感器附近，实现马达驱动装置的高密度安装和进一步的小型化。
此外，在本实施方式中，磁传感器配备于与传感器磁铁对置的位置，但只要能够通过传感器磁铁和磁传感器检测转子的位置，则也可以例如在传感器磁铁的侧面方向上空出一定的距离地配置。
另外，本实施方式使用预先配备于电力转换装置的磁通误差计算部以及位置校正部来校正从主电路布线产生的干扰磁通矢量的影响。因此，例如当磁性体的异物等介入到主电路布线与磁传感器之间时，恐怕电力转换装置就会实施不必要的位置校正，PWM指令值发生变化、变成不稳定的马达控制。因此，极为需要注意异物的混入。
实施例2
在以下的实施例中，关于实施例1，说明磁传感器输出与磁通矢量成比例的各个值的情况下的、特别是磁通误差计算部的动作。
在图5中示出本实施方式中的校正方式的流程。马达驱动装置10在其开发中，确定电力转换装置300的主电路布线501以及其他零件的布局。如果马达驱动装置10的布局确定，则能够分别唯一地确定全部主电路布线与磁传感器的位置关系。在此，能够通过使用式(2)、市场出售的磁场分析工具来计算在电流流过主电路布线时产生的干扰磁通矢量。作为磁场分析工具，例如可列举(株)JSOL公司的JMAG等。
通过计算电流与磁通的关系，磁通误差计算部314将在电流流过各个主电路布线501时产生的干扰磁通矢量Bd的信息作为主电路布线干扰磁通而配备于内部。其结果，在马达驱动装置10进行动作的情况下，根据从电流检测部311和PWM生成部313提供的电流的方向和大小，磁通误差计算部314能够推测从各个主电路布线501产生的干扰磁通矢量Bd_i。在这里，i表示主电路布线的编号。然后，磁通误差计算部314将全部干扰磁通矢量Bd_i相加，将干扰磁通矢量Bx_d、By_d输出给位置校正部316。位置校正部316通过从由磁传感器302输出的位置信息Bx_c、By_c中消除干扰磁通Bx_d、By_d的影响，即计算Bx_s、By_s，从而能够运算转子201的位置。
另外，干扰磁通矢量Bd由于相对于流过的电流的大小是线性的，所以，磁通误差计算部314只要具有针对任意的电流值的干扰磁通矢量的值，就能够通过内插或者外插来推测针对全部电流值的干扰磁通矢量Bd。
通过做成以上那样的结构，电力转换装置能够根据磁传感器的输出来校正从主电路布线产生的干扰磁通矢量的影响，实现高精度且稳定的马达控制。此外，在本实施例中，为了容易理解，使用磁通矢量来进行说明，但实际的磁传感器将磁通矢量转换成电压值而输出的情况较多，所以，磁通误差计算部314也可以具备与主电路布线干扰磁通等价的电压值。
进一步地，在本实施例中叙述的校正方法例如通过将根据形状数据得到的主电路布线与磁传感器的距离r存储于磁通误差计算部中，从而还能够结合在马达驱动装置的动作中得到的电流值的信息而直接求解式(2)。在该情况下，如图5所示，磁通误差计算部314就具有主电路布线位置信息。其结果，还能够实时地校正干扰磁通矢量。
另外，在流过主电路布线的电流是高频的、并且在主电路布线501附近配置有导电体的情况下，还能够预测在导电对中产生的涡电流的影响。在这样的情况下，如式(4)所示，针对流过直流电流时的干扰磁通，以与1/f成比例的方式进行校正即可。
[式4]
进一步地，作为输入到磁通误差计算部的电流值，不仅使用从电流检测部提供的值，也可以使用由电流指令部运算出的电流指令值。
实施例3
在以下的实施例中，说明关于实施例2，对干扰磁通矢量的大小设置有阈值的情况下的动作。
电力转换装置300针对干扰磁通矢量Bd，作为阈值而定义最小磁通矢量Bm。最小磁通矢量Bm根据对于磁铁磁通矢量Bs能够容许的检测误差来确定。因此，根据马达驱动装置10所需的转子201的电角度误差的容许值、磁传感器的检测精度、安装时的位置精度等，在各系统中任意地确定。
接下来，例如通过实施例2所示的方法来计算当在各个主电路布线501中通过最大电流时产生的干扰磁通矢量Bd_i。于是，能够对最大干扰磁通矢量Bd_i与最小磁通矢量Bm进行比较，在最大干扰磁通矢量是相对于最小磁通矢量能够充分忽略的大小的情况下，能够从磁通误差计算部314的对象中删除该主电路布线501。
进一步地，通过定义最小磁通矢量Bm，从而即使仅在流过主电路布线501的电流是某个恒定值以上的情况下使用磁通误差计算部314来校正磁传感器302的输出，也能够实现稳定的马达控制。
通过做成以上那样的结构，电力转换装置能够削减不需要的主电路布线干扰磁通信息，进一步地，还能够限制实施位置校正的动作区域。其结果，能够减轻控制部的运算负荷。
实施例4
在本实施例中，关于磁通误差计算部的动作，说明与实施例2不同的方法。特别是，相对于在实施例2中是以具有电力转换装置内部的构造信息作为前提的方法，本实施例是关于不具有电力转换装置的内部构造信息的情况的实施例。
图6示出三相逆变器中的一般的电压矢量。电压矢量表示MOSFET的接通、断开状态，有共计8种电压矢量。另外，由于马达三相线的电流和是零，所以，在各电压矢量下考虑的电流的方向最多为6种情形。即，即使没有电力转换装置的内部构造信息，通过在某个电压矢量下使电力转换装置进行动作，从而磁通误差计算部也能够推测主电路布线的干扰磁通矢量的影响。下面，说明具体的方法。
＜情形1：马达三相线的干扰磁通产生影响的情况＞
在图7中示出马达200的三相线的电流波形。根据实施PWM控制的电力转换装置300，当PWM生成部313输出某个电压指令值时，图7的横轴的某个点处的电流值就被输出。此外，图7的纵轴的电流值是经标准化的值，波峰电流的大小是任意的。在该情况下，通过电流的情况下的磁传感器输出相对于电流是0A时的磁传感器输出的差分deltaBo_d由式(5)表示(o＝u、v、w)。
[式5]
delta Bu_d＝Iu(Bxu_d1，Byu_d1)
delta Bv_d＝Iv(Bxv_d1，Byv_dl)···(5)
delta Bw_d＝Iw(Bxw_d1，Byw_d1)
在这里，Bxo_d1、Byo_d1是未知数，表示各个主电路布线中的每单位电流的干扰磁通的大小，针对X、Y方向，分别为3个。因此，如图8所示，在某个电压矢量下，至少按3个条件使电流的大小变化，分别得到磁传感器202的输出，从而能够求解式(5)所示的联立方程式。其结果，即使内部构造不清楚，也能够推测在电流流过马达200的三相线时产生的干扰磁通矢量。
此外，作为求解联立方程式的方法，不仅是使电压矢量固定而使电流的大小变化，例如也可以使电压矢量变化，无论在何种条件下，能够得到磁传感器302的各个输出即可。另外，作为实际推定干扰磁通矢量的方法，既可以从外部强制地使马达200的转子201锁定，也可以将q轴指令设为零而仅通过d轴指令驱动马达200，马达200也可以是旋转状态。
＜情形2：直流母线的干扰磁通也产生影响的情况＞
由于主电路布线为正极和负极这2根，所以，电流通过直流母线时的干扰磁通矢量根据4个未知数来确定。另外，流过直流母线的电流值与按一定以上的时间常数对由电流检测器检测的马达200的三相电流进行过滤而得到的值相等，能够使用至此为止说明的电流检测部来检测直流母线的电流值。因此，能够使用与情形1的情况相同的方法，在还考虑直流母线的影响的情况下，使电流的大小或者电压矢量的数量相对于情形1增加所需的量，从而能够求解联立方程式。
＜情形3：开关电流的干扰磁通也产生影响的情况＞
在图9中示出三相桥式电路。流过MOSFET以及连接MOSFET的布线部的电流的方向根据电压矢量和在此之前流过的马达电流的方向来确认。因此，在必须连图9所示的开关电流产生的干扰磁通的影响也考虑的情况下，与情形2相比，需要取得更多的电压矢量下的磁传感器302的输出，并求解对情形2追加了与开关电流相关的方程式而得到的联立方程式。另外，从平滑电容器流出流入的电流与从马达电流值中减去直流母线的电流值而得到的值相等，所以，能够还参考平滑电容器部的影响。
此外，开关电流是高频的，另外，在流过开关电流的布线的附近，为了实现低电感，有导电体接近的情况较多。因此，开关电流成为干扰磁通的可能性低，在上述情形1、2中，在多数情况下认为能够校正。
如上所述，磁通误差校正部314具有在情形1至3中的任一情形中制成的干扰磁通的信息。接下来，磁通误差计算部314使用从电流检测部311得到的电流的大小以及从PWM生成部313得到的电流的方向的信息来运算干扰磁通矢量的影响，并输出结果。然后，位置校正部316根据磁传感器302输出的磁通矢量信息以及磁通误差校正部314输出的干扰磁通的信息，运算转子201的准确的位置信息。
其结果，电力转换装置300实现稳定的马达控制。此外，在本实施例中，也是如实施例3所示，只要是对马达控制不造成影响的范围的干扰磁通的大小，则也可以具备不实施校正的电压矢量、电流的大小。
通过做成以上那样的结构，从而即使在不知道马达驱动装置的内部信息的状况下，也能够消除各主电路布线的干扰磁通的影响，能够实现高性能且稳定的马达控制。
实施例5
在至此为止的实施例中，说明了在知道磁传感器以及干扰磁通的与面内方向相关的大小的状况下的校正转子位置的方法。但是，在例如内置有IC的磁传感器中，也存在在IC内部实施与磁通矢量相关的运算、仅输出传感器磁铁的位置信息θ的磁传感器。在该情况下，如在至此为止的实施例中叙述的那样，难以仅使用干扰磁通矢量来校正位置信息θ。在此，在本实施例中，说明来自磁传感器的输出是位置信息θ的情况下的磁通误差计算部的动作。
在图10中示出传感器磁铁的磁通矢量是X方向的情况，在图11中示出传感器磁铁的磁通矢量是Y方向的情况，在各种情形中，示出在电流流过主电路布线时产生的干扰磁通矢量是X方向的情况。在图10中，由于磁铁磁通矢量与干扰磁通矢量的方向相同，所以，从磁传感器输出的位置信息θ不受到干扰磁通矢量的影响。另一方面，在图11中，由于磁铁磁通矢量与干扰磁通矢量的方向相差90度，所以，从磁传感器输出的位置信息θ就会较大程度地受到干扰磁通矢量的影响。这样，在从磁传感器仅输出位置信息θ的磁传感器中，根据传感器磁铁的位置的不同，干扰磁通矢量的影响大幅变化。因此，如至此为止的实施例所示，仅根据流过主电路布线的电流的方向和大小的信息，难以准确地校正转子的位置信息。
接下来，假定干扰磁通矢量在X方向上恒定，令横轴为在传感器磁铁旋转了360度的情况下的转子位置的真值θs，试算出由包括干扰磁通矢量的影响的磁传感器输出θc与θs的差分即干扰磁通导致的位置偏差量θd，在图12中示出其结果。根据图12可知，磁铁磁通矢量越远离X轴，则干扰磁通的影响越大，另外，干扰磁通矢量的影响θd大致呈现为正弦波。在这里，在是干扰磁通矢量的方向不同的条件的情况下，正弦波的波峰以及过零的相位根据干扰磁通矢量而发生偏移。
＜情形1：马达三相线的干扰磁通产生影响的情况＞
磁通误差计算部314如果具有图7的各电流相位下的磁铁位置θs与干扰磁通矢量的影响θd的关系，则能够基于θd和从磁传感器输出的位置信息θc，校正干扰磁通矢量的影响。下面，说明位置信息的校正方法。
某个时刻下的从磁传感器203输出的位置信息θc是下式。
[式6]
θc=θs+θd···(6)
另一方面，电力转换装置300根据某个时刻下的电流检测值来确定马达电流的相位，导出在磁通误差计算部314内具备的磁铁位置θs和干扰磁通的影响θd的数据。然后，如果是相同的电流相位，则由于θd相对于波峰电流的大小线性地变化，所以，根据主电路布线的电流的大小，对干扰磁通的影响进行线性内插，将经校正的影响设为θd'。
于是，任意地确定干扰磁通对在磁通误差计算部314内部推定的磁铁位置θs'的影响θd'，所以，满足式(7)所示的条件的θs'就为传感器磁铁的真值。
[式7]
θc-θd′＝θs′···(7)
在这里，磁通误差计算部314具有在某个电流值下的θd的信息即可。另外，如图12所示，θd是大致正弦波，所以，磁通误差计算部314如果具有θd的波峰值及其相位信息，则能够针对θs进行外插。其结果，能够使磁通误差计算部314具有的θd的信息量极为减少。
此外，磁通误差计算部314具有的与θs和θd相关的信息能够通过在至此为止的实施例中说明的任一方法而得到。
＜情形2：直流母线的干扰磁通产生影响的情况＞
直流母线的电流是单一方向，并且正极侧和负极侧的电流的大小一致。因此，干扰磁通矢量的方向唯一地确定。其结果，磁通误差计算部314针对传感器磁铁位置θs仅具有某个电流值下的位置偏差量θd”即可。即，针对直流母线的θs和θd”的数据为1份即可。
磁通误差计算部314使用从电流检测部提供的马达电流值以及直流母线电流值，输出由上述马达电流值引起的位置偏差θd'以及由直流母线引起的位置偏差θd”这两者。
如上所述，磁通误差校正部314具有在情形1至2中的任一情形中制成的由干扰磁通产生的位置信息。接下来，磁通误差计算部314使用从电流检测部311得到的电流的大小和从PWM生成部313得到的电流的方向的信息来运算并输出传感器磁铁位置和由干扰磁通导致的位置偏差的大小。然后，位置校正部316根据磁传感器302输出的传感器磁铁位置信息、磁通误差校正部314输出的传感器磁铁位置以及由干扰磁通导致的位置偏差的信息，运算转子201的准确的位置信息。
其结果，电力转换装置300实现稳定的马达控制。此外，在本实施例中，也如实施例3所示那样，只要是对马达控制不造成影响的范围的干扰磁通的大小，则也可以具备不实施校正的电压矢量、电流的大小。
通过做成以上那样的结构，从而在磁传感器仅输出位置信息θ的系统中，也能够实现消除干扰磁通矢量的影响。
实施例6
在图13中示出实施例6中的电路图。在本实施例中，考虑由两个电力转换装置驱动一个以上的马达的系统。本系统实现冗余系统，是即使在一个三相桥式电路发生故障的情况下也通过使另一个三相桥式电路继续动作来持续驱动马达的系统。
马达200是将2个三相绕组配置于一个金属框体的冗余马达，转子在各个绕组中是共同的，在转子的前端装配有传感器磁铁。在电力转换装置300中，具备与马达200的三相绕组201电连接的三相桥式电路301以及与三相绕组202电连接的三相桥式电路350。另外，分别具备检测三相桥式电路301以及三相桥式电路350的电流的电流检测部311、351。进一步地，还分别具备用于向三相桥式电路301、350输出电压指令的电流控制部312、352以及PWM生成部313、353，是能够对从马达驱动装置10提供的电流指令值分别独立地进行控制的系统。另一方面，由于传感器磁铁202是共同的，所以，磁传感器302以及磁通误差计算部314、初始位置校正部315、位置校正部316在电力转换装置300内是1个。此外，直流电源400图示有两个，但它既可以分别具备两个，也可以是共同的。
三相桥式电路301、350以及用于控制它们的控制部310为了实现高密度安装，安装于共同的1个框体。于是，从三相桥式电路301以及350的主电路布线产生干扰磁通矢量Bd，如至此为止所叙述的那样，干扰磁通矢量对磁传感器302造成影响。
在此，磁通误差计算部314从各个三相桥式电路的电流的大小以及方向中提取在至此为止的实施例中说明的干扰磁通矢量的校正量，并输出给位置校正部316。其结果，位置校正部316能够从磁传感器302的输出中消除干扰磁通的影响，电力转换装置300实现稳定的马达控制。另外，通过应用本实施例的方式，从而即使在一个系统发生故障的情况下，磁通误差校正部也仅根据另一方的电流检测值来校正干扰磁通的影响，所以，也能够继续实现稳定的马达驱动。
实施例7
在图14中示出实施例7。实施例7是将本发明应用于电动助力转向装置的例子。如图14所示，马达驱动装置10经由装配于车辆的转向机构1的转轴的齿轮4而产生转矩，辅助由转向机构1实施的操舵。在这里，驱动装置10应用了至此为止说明的控制技术。
如上所述，电动助力转向装置具备经小型化的电力转换装置，从而也能够应用于搭载空间少的车，能够扩展到各种车型。此外，在以上的实施例中，说明了三相马达以及三相桥式电路，但只要是例如直流马达、将电力从交流转换成直流的电力转换装置等的组合等检测旋转体的位置并控制电流或者电压的电力转换装置，则无论以什么形式，都能够得到相同的效果。
符号说明
10：马达驱动装置；200：马达；201：转子；202：传感器磁铁；210：来自传感器磁铁的磁通；300：电力转换装置；301：三相桥式电路；302：磁传感器；303：控制部；311、351：电流检测部；312、352：电流控制部；313、353：PWM生成部；314：磁通误差计算部；315：初始位置校正部；316：位置校正部；400：直流电源；501：主电路布线；510：来自主电路布线的磁通。

Claims (11)

1.一种马达驱动装置，其根据期望的转矩指令值，控制将电流输出到马达的电力转换装置的动作，所述马达驱动装置的特征在于，具备：
主电路布线，其电连接到构成所述电力转换装置的开关元件，传递直流电流或者交流电流；
磁传感器，其检测装配于所述马达的转子的传感器磁铁的磁通变化；以及
控制部，其根据由所述磁传感器检测到的所述转子的位置信息，运算从所述电力转换装置输出到所述马达的电流指令值，
所述控制部具有磁通误差校正部，所述磁通误差校正部检测或者运算由流过所述主电路布线的电流产生的磁通分量。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述磁通误差校正部根据流过所述主电路布线的电流的大小和方向，运算由流过所述主电路布线的电流产生的磁通分量。
3.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述磁通误差校正部具有所述主电路布线与所述磁传感器的位置信息，根据流过所述主电路布线的电流的大小、方向和所述位置信息，运算由流过所述主电路布线的电流产生的磁通分量。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述磁传感器输出从所述传感器磁铁提供的磁通矢量的面内方向的大小。
5.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述磁传感器输出针对从所述传感器磁铁提供的磁通矢量的角度信息，所述磁通误差校正部根据流过所述主电路布线的电流的大小和方向以及所述磁传感器的角度信息，运算由流过所述主电路布线的电流产生的磁通分量。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制部基于所述磁通误差校正部的检测值或者运算值，校正所述磁传感器的检测值。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述磁传感器的检测值的校正从所述马达的电流值为某个恒定值以上的情况起实施。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述磁传感器的检测值的校正仅在所述电力转换装置的电压矢量指令值为某个条件时实施。
9.一种马达驱动装置，其根据期望的转矩指令值，控制将电流输出到交流马达的电力转换装置的动作，所述马达驱动装置的特征在于，
所述电力转换装置具有2个以上的三相桥式电路，
所述马达驱动装置具备：
主电路布线，其电连接到构成各所述三相桥式电路的开关元件，传递直流电流或者交流电流；
磁传感器，其检测装配于所述交流马达的转子的传感器磁铁的磁通变化；以及
控制部，其根据由所述磁传感器检测到的所述转子的位置信息，运算从所述电力转换装置输出到所述马达的电流指令值，
所述控制部具有磁通误差校正部，所述磁通误差校正部分别独立地检测或者运算由在与一方的所述三相桥式电路连接的主电路布线中流过的电流以及在与另一方的所述三相桥式电路连接的主电路布线中流过的电流产生的磁通分量。
10.根据权利要求9所述的马达驱动装置，其特征在于，
在两方的所述三相桥式电路进行动作或者仅某一方的三相桥式电路进行动作的情况下，具有权利要求3至8中的任一项的特征。
11.一种电动助力转向装置，其特征在于，
具有权利要求1至9中的任一项所述的电力转换装置。
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