CN108450055B - 永磁体型旋转电机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明为永磁体型旋转电机(100)的控制装置，包括：对由电流检测部(111、112、113)检测出的三相交流电流进行坐标变换并输出d轴电流和q轴电流的电流坐标变换部(109)；使用d轴电流和q轴电流来计算电流校正方向的电流校正方向计算部(108)；以及基于电流校正方向来校正d轴电流指令和q轴电流指令的电流校正量加法部(102)。由此，能使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内。

Description

永磁体型旋转电机的控制装置

技术领域

本发明涉及永磁体型旋转电机的控制装置，尤其涉及用于使感应电压收敛于与电源电压相对应的值的永磁体型旋转电机的控制装置。

背景技术

永磁体型同步电动机用于通用用途(例如，参照专利文献1及2)。

在专利文献1所记载的永磁体同步电动机的控制方法中，将温度检测器嵌入永磁体同步电动机的绕组来间接地检测磁体的温度Tmg，并使用针对温度的交链磁体表来求出绕组交链磁通数φm。Id运算部根据绕组交链磁通数φm、q轴电流指令Iq*、转速ω等，运算即使φm发生变化也能将电压保持为恒定的d轴电流指令Id*。

在专利文献2所记载的交流电动机的矢量控制方法中，当d轴的电压指令值Vd*的绝对值变得比其限制值Vdlim要大时，电压指令值限制部对d轴电压指令值Vd*进行限制。尽管如此，当d轴的电压指令值Vd*和q轴的电压指令值Vq*的合成矢量的长度V1*超过其限制值时，电压指令限制部将合成矢量的长度V1*修正为预先设定的限制值以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2002-095300号公报

专利文献2：日本专利特开2003-009598号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1中，随着反电动势根据电动机的运行状态而增大，电动机中感应出的电压振幅超过与电源电压相对应的最大电压，在此情况下，通过校正d轴目标电流，从而执行对电流相位进行控制来等效地使转子的励磁量减弱的弱磁控制(field-weakeningcontrol)。

此外，专利文献2中，在电动机中感应出的电压振幅超过与电源电压相对应的最大电压的情况下，对d轴电压指令进行限制，接着对q轴电压指令进行限制。

然而，专利文献1中，当电压振幅存在于第1象限及第2象限内时，即电压提前角小于180°时，能够利用弱磁控制使电压振幅收敛在最大电压圆内。然而，当电压振幅存在于第3象限内时，即电压提前角在180°以上时，产生无法利用弱磁控制使电压振幅收敛在最大电压圆内的问题。

此外，专利文献2中，仅对d轴电压指令进行限制，因此，电压指令的减少方向并不朝向最大电压圆的中心即0，且电流指令的校正方向也不朝向电压限制椭圆中心，产生无法使电压振幅迅速地收敛在最大电压圆内的问题。

本发明是为了解决上述问题点而完成的，其目的在于获得一种永磁体型旋转电机的控制装置，对于d轴电流和q轴电流即使是细微的电流变化也能进行校正，并能利用弱磁控制使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明是永磁体旋转电机的控制装置，所述永磁体型旋转电机包括：转子，该转子具备永磁体；以及定子，该定子具备产生使所述转子旋转的旋转磁场的线圈，所述控制装置包括：逆变器，该逆变器输入有交流电压指令，并基于所述交流电压指令，向所述永磁体型旋转电机施加交流电压；磁极位置检测部，该磁极位置检测部检测所述转子的磁极位置；电流检测部，该电流检测部检测在所述逆变器和所述永磁体型旋转电机之间流过的交流电流；电流坐标变换部，该电流坐标变换部以所述磁极位置的励磁方向为d轴、以与所述d轴正交的方向为q轴，将由所述电流检测部检测出的所述交流电流变换成d轴电流和q轴电流；电流校正量加法部，该电流校正量加法部从外部输入有d轴电流指令和q轴电流指令，对所述d轴电流指令和所述q轴电流指令进行校正，并输出d轴电流校正后指令和q轴电流校正后指令；电流控制部，该电流控制部基于所述d轴电流和所述q轴电流、以及所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令，来计算d轴电压非干涉项和q轴电压非干涉项、d轴电压比例项和q轴电压比例项、以及d轴电压积分项和q轴电压积分项，以使得所述d轴电流和所述q轴电流跟随所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令；电压指令生成部，该电压指令生成部基于所述d轴电压非干涉项和所述q轴电压非干涉项、所述d轴电压比例项和所述q轴电压比例项、以及所述d轴电压积分项和所述q轴电压积分项，生成d轴电压指令和q轴电压指令；电压坐标变换部，该电压坐标变换部将所述d轴电压指令和所述q轴电压指令变换成用于向所述逆变器输入的所述交流电压指令；电压偏差计算部，该电压偏差计算部对从所述电压指令生成部输出的所述d轴电压指令和所述q轴电压指令与电源电压所对应的最大电压之间的偏差即电压偏差进行计算；电流校正量计算部，该电流校正量计算部根据所述电压偏差来计算电流校正量；电感存储部，该电感存储部预先存储d轴电感和q轴电感，以作为固定值、或作为以所述d轴电流和所述q 轴电流为变量的映射值；电流校正方向计算部，该电流校正方向计算部基于所述d轴电流和所述q轴电流与所述d轴电流指令和所述q轴电流指令中的至少任一方、以及所述d轴电感和所述q轴电感，计算电流校正方向；以及电流校正量分解部，该电流校正量分解部基于所述电流校正量和所述电流校正方向，计算用于所述电流校正量加法部的所述校正中的d轴电流校正量和q轴电流校正量，所述电流校正量加法部通过将所述d轴电流校正量和所述q轴电流校正量分别与所述d轴电流指令和所述q轴电流指令相加，从而计算所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令。

发明效果

在本发明中，基于对由电流检测部检测出的三相交流电流进行坐标变换而得到的d轴电流和q轴电流来求出电流校正方向，并使用该电流校正方向求出校正量，由此对从外部输入的d轴电流指令和q轴电流指令进行校正，因此，能利用弱磁控制使感应电压迅速地收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内。

附图说明

图1是示出本发明实施方式1所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置的结构的框图。

图2是示出本发明实施方式2所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置的结构的框图。

图3是示出本发明实施方式3所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置的结构的框图。

图4是示出本发明实施方式4所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置的结构的框图。

图5是本发明实施方式1～4所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置中的电流矢量图。

图6是本发明实施方式1～4所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置中的电压矢量图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，对本发明实施方式1所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置(以下，简称为控制装置)进行说明。图1是示出实施方式1所涉及的控制装置的结构的框图。图5是实施方式1的控制装置中的电流矢量图。此外，图6是实施方式1的控制装置中的电压矢量图。

如图1所示，本发明实施方式1所涉及的控制装置针对控制对象的永磁体型旋转电机100而设置。

永磁体型旋转电机100由具备永磁体的转子以及具备线圈的定子而构成。定子的线圈产生用于使转子旋转的旋转磁场。另外，此处，设永磁体型旋转电机100为U相、V相、W相的三相交流旋转电机。

磁极位置检测部110与永磁体型旋转电机100相连接。磁极位置检测部 110对永磁体型旋转电机100的转子的磁极位置θ进行检测。

如图1所示，实施方式1所涉及的控制装置由逆变器101、电流校正量加法部102、电流控制部103、电压指令生成部104、电压坐标变换部105、电流校正量分解部106、电流校正量计算部107、电流校正方向计算部108、以及电流坐标变换部109构成。此外，电子控制装置(ECU)150与控制装置相连接。电子控制装置(ECU)150是控制装置的上位装置，设置在控制装置的外部。

逆变器101经由三相线路与永磁体型旋转电机100相连接。此外，逆变器101经由整流电路和平滑电路连接至电源(未图示)。该电源是进行电能的发送与接收的车辆用的高压直流电源。来自电源的交流电压经整流电路 (未图示)整流后，在平滑电路(未图示)中被平滑为直流电压，并提供给逆变器101。

从电压坐标变换部105向逆变器101输入后述的三相交流电压指令Vu*、 Vv*、Vw*。逆变器101使用由电源提供的电力，基于三相交流电压指令Vu*、 Vv*、Vw*，并经由三相线路，对永磁体型旋转电机100提供交流电压Vu、Vv、Vw。由此，永磁体型旋转电机100的定子的线圈通电，从而在该线圈中产生感应电压。转子因该感应电压而旋转。本实施方式1中的控制装置进行用于使该感应电压迅速地收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内的控制。

在逆变器101和永磁体型旋转电机100之间，配置有电流检测部111、 112、113。电流检测部111、112、113对在逆变器101和永磁体型旋转电机 100之间流过的三相交流电流Iu、Iv、Iw进行检测。

电子控制装置(ECU)150与电流校正量加法部102相连接。从电子控制装置(ECU)150向电流校正量加法部102输入d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*。这里，将永磁体型旋转电机100的转子的磁极位置的励磁方向设为 d轴，并将与d轴正交的方向设为q轴。并且，还从后述的电流校正量分解部 106向电流校正量加法部102输入d轴电流校正量ΔId1和q轴电流校正量Δ Iq1。电流校正量加法部102利用下述式(1)，将d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*分别与d轴电流校正量ΔId1和q轴电流校正量ΔIq1相加，并输出d轴电流校正后指令Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*。

Id1*＝Id0*+ΔId1 (1)

Iq1*＝Iq0*+ΔIq1

从电流校正量加法部102向电流控制部103输入d轴电流校正后指令 Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*。并且，还从电流坐标变换部109向电流控制部103输入d轴电流Id和q轴电流Iq。电流控制部103进行反馈控制，以使得d轴电流Id和q轴电流Iq跟随d轴电流校正后指令Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*。具体而言，电流控制部103基于d轴电流校正后指令Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*、以及d轴电流Id和q轴电流Iq，通过反馈控制，并使用下述式(2)～(4)，来计算d轴电压非干涉项Vddc和q轴电压非干涉项Vqdc、 d轴电压比例项Vdp和q轴电压比例项Vqp、以及d轴电压积分项Vdi和q轴电压积分项Vqi。

【数学式1】

这里，在式(2)中，Kdi、Kqi是d轴积分项增益和q轴积分项增益，分别设为适合的任意数值。

Vdp＝Kdp(Id1*-Id) (3)

Vqp＝Kqp(Iq1*-Iq)

这里，在式(3)中，Kdp、Kqp是d轴比例项增益和q轴比例项增益，分别设为适合的任意数值。

Vddc＝-ωe×Lq×Iq (4)

Vqdc＝ωe×(Ld×Id+Φm)

这里，在式(4)中，Ld、Lq分别表示d轴电感和q轴电感。d轴电感和q 轴电感预先存储在设置于控制装置的存储器(未图示)内。d轴电感和q轴电感可以设为与动作条件无关的一定的固定值，也可以设为根据动作条件而变化的映射值。对d轴电感和q轴电感为映射值时的示例进行说明。控制装置预先将映射存储在存储器内，该映射例如预先确定了d轴电流Id和q轴电流Iq、以及d轴电感和q轴电感之间的对应关系。电流控制部103以d轴电流Id和q轴电流Iq为变量，从该映射中得到相对应的d轴电感和q轴电感的值。另外，变量也可以为其他参数。

此外，在式(4)中，Φm表示永磁体型旋转电机100中所具备的转子的永磁体的磁通。磁通Φm设为所测量出的固定值，但也可以设为以电压等为变量而得到的MAP值，或者可以设为根据电压等而推定出的推定值。

此外，在式(4)中，ωe表示永磁体型旋转电机100中所具备的转子的转速。转速ωe通过对由磁极位置检测部110检测出的磁极位置θ进行微分来求出。

电压指令生成部104利用下述式(5)，将从电流控制部103输出的d轴电压非干涉项Vddc、d轴电压比例项Vdp及d轴电压积分项Vdi相加，并将从电流控制部103输出的q轴电压非干涉项Vqdc、q轴电压比例项Vqp及q轴电压积分项Vqi相加，从而求出d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*。

Vd*＝Vdp+Vdi+Vddc (5)

Vq*＝Vqp+Vqi+Vqdc

从电压指令生成部104向电压坐标变换部105输入d轴电压指令Vd*和q 轴电压指令Vq*。并且，还向电压坐标变换部105输入由磁极位置检测部110 检测出的磁极位置θ。电压坐标变换部105根据d轴电压指令Vd*、q轴电压指令Vq*及磁极位置θ，使用下述式(6)，来计算三相交流电压指令Vu*、 Vv*、Vw*。将所生成的三相交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*输入至逆变器101。

【数学式2】

向电流坐标变换部109输入由电流检测部111、112、113检测出的三相交流电流Iu、Iv、Iw。并且，还向电流坐标变换部109输入由磁极位置检测部110检测出的磁极位置θ。电流坐标变换部109使用下述式(7)，根据三相交流电流Iu、Iv、Iw及磁极位置θ，来计算d轴电流Id和q轴电流Iq。

【数学式3】

从电压指令生成部104向电流校正量计算部107输入d轴电压指令Vd*和 q轴电压指令Vq*。并且，还向电流校正量计算部107输入与电源电压Vpn相对应的最大电压Vmax。Vmax使用下述式(20)来计算。

Vmax＝Vpn×MRmax(20)

式(20)中所使用的MRmax是由试验等来决定的数值。例如，决定MRmax，以使得电流振荡及系统损耗(逆变器和电动机等)成为最小。电流校正量计算部107计算d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*与最大电压Vmax之间的偏差即电压偏差。这里，电压偏差设为d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq* 的平方和的平方根、与最大电压Vmax之间的差。电流校正量计算部107基于该电压偏差，使用下述式(8)，来计算电流校正量ΔI。

【数学式4】

这里，在式(8)中，KΔI为增益，使用经匹配等调整后得到的数值。此外，上式(8)假设了积分控制，然而也可以包含比例控制及微分控制。

从电流坐标变换部109向电流校正方向计算部108输入d轴电流Id和q轴电流Iq。此外，电流校正方向计算部108从上述存储器中获取d轴电感Ld和q 轴电感Lq。电流校正方向计算部108基于d轴电流Id和q轴电流Iq、以及d轴电感Ld和q轴电感Lq，利用下述式(9)，对电流校正方向θI进行计算。

【数学式5】

从电流校正量计算部107向电流校正量分解部106输入电流校正量ΔI。并且，还从电流校正方向计算部108向电流校正量分解部106输入电流校正方向θI。电流校正量分解部106根据电流校正量ΔI和电流校正方向θI，计算d轴电流校正量ΔId1和q轴电流校正量ΔIq1。

ΔId1＝ΔIxcos(θI) (10)

ΔIq1＝ΔI×cos(θI)

本实施方式1中，基于利用电流坐标变换部109对由电流检测部111、 112、113测量出的三相交流电流Iu、Iv、Iw进行坐标变换而得到的d轴电流 Id和q轴电流Iq，来计算电流校正方向θI，并使用电流校正方向θI来校正 d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*，因此可以期待下述效果。

本实施方式1中，能够以最小的电流变化来对d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*进行校正，因此，能利用弱磁控制迅速地使感应电压收敛，而不偏离与电源电压相对应的最大电压圆内。

使用图5及图6来说明该情况。

图5是本实施方式1中的电流矢量图。图6是本实施方式1中的电压矢量图。

首先，使用图5对电流进行说明。

如上所述，电子控制装置(ECU)150输出电流指令Id0*、Iq0*。此时，如图5所示，电流指令Id0*和Iq0*的合成矢量201的长度并未收敛在电压限制椭圆200内。

为了使合成矢量201收敛在电压限制椭圆200内，需要将合成矢量201 变换成合成矢量203。为了从合成矢量201得到合成矢量203，将合成矢量202 与合成矢量201相加即可。因此，求出合成矢量202的方向。该方向是从合成矢量201的前端朝向电压限制椭圆200的中心M的方向。该方向就是上述电流校正方向θI。

因此，基于d轴电流Id和q轴电流Iq、以及d轴电感Ld和q轴电感Lq求出电流校正方向θI，以使得合成矢量201的电流校正方向成为朝向电压限制椭圆200的中心M的方向。接着，基于电流校正方向θI，求出d轴电流校正量ΔId1和q轴电流校正量ΔIq1。这样得到的d轴电流校正量ΔId1和q轴电流校正量ΔIq1的合成矢量如图5所示，为合成矢量202。因此，通过将合成矢量202与合成矢量201相加，从而得到合成矢量203。

接着，使用图6对电压进行说明。

与图5的电流的合成矢量201相对应的电压的合成矢量为图6的合成矢量301。合成矢量301的长度并未收敛在与电源电压相对应的最大电压圆300 内。

另一方面，与图5的电流的合成矢量203相对应的电压的合成矢量为图6 的合成矢量302。合成矢量302的长度收敛在与电源电压相对应的最大电压圆300内。

由此，在本实施方式1中，基于对由电流检测部111、112、113测量出的三相交流电流Iu、Iv、Iw进行坐标变换而得到的d轴电流Id和q轴电流Iq 来计算电流校正方向θI，并使用电流校正方向θI来校正d轴电流指令Id0* 和q轴电流指令Iq0*，因此，即使是细微的电流变化，也能对d轴电流指令 Id0*和q轴电流指令Iq0*进行校正。因此，能利用弱磁控制迅速地使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆300内。

如上所述，本实施方式1所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置包括：逆变器101，该逆变器101输入有交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*，并基于该交流电压指令，向永磁体型旋转电机100施加交流电压Vu、Vv、Vw；磁极位置检测部110，该磁极位置检测部110检测转子的磁极位置θ；电流检测部111、112、113，该电流检测部111、112、113检测在逆变器101和永磁体型旋转电机 100之间流过的交流电流；电流坐标变换部109，该电流坐标变换部109以磁极位置θ的励磁方向为d轴、以与d轴正交的方向为q轴，将由上述电流检测部检测出的交流电流Iu、Iv、Iw变换成d轴电流Id和q轴电流Iq；电流校正量加法部 102，该电流校正量加法部102从外部输入有d轴电流指令Id0*和q轴电流指令 Iq0*，对d轴电流指令和q轴电流指令进行校正，并输出d轴电流校正后指令Id1* 和q轴电流校正后指令Iq1*；电流控制部103，该电流控制部103基于d轴电流Id 和q轴电流Iq、以及d轴电流校正后指令Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*，来计算d轴电压非干涉项Vddc和q轴电压非干涉项Vqdc、d轴电压比例项Vdp和q轴电压比例项Vqp、以及d轴电压积分项Vdi和q轴电压积分项Vqi，以使得d轴电流Id 和q轴电流Iq跟随d轴电流校正后指令Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*；电压指令生成部104，该电压指令生成部104基于d轴电压非干涉项Vddc和q轴电压非干涉项Vqdc、d轴电压比例项Vdp和q轴电压比例项Vqp、以及d轴电压积分项Vdi和 q轴电压积分项Vqi，生成d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*；电压坐标变换部 105，该电压坐标变换部105将d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*变换成用于向逆变器101输入的交流电压指令Vu*、Vv*、Vw*；电流校正量计算部107，该电流校正量计算部107由电压偏差计算部与电流校正量计算部构成，上述电压偏差计算部对从电压指令生成部104输出的d轴电压指令Vd*和q轴电压指令Vq*与电源电压所对应的最大电压Vmax之间的偏差即电压偏差进行计算，上述电流校正量计算部根据电压偏差对电流校正量ΔI进行计算；作为电感存储部的存储器，该存储器预先存储d轴电感Ld和q轴电感Lq，以作为固定值、或以d轴电流Id和q轴电流Iq为变量的映射值；电流校正方向计算部108，该电流校正方向计算部108基于从电流坐标变换部109输出的d轴电流Id和q轴电流Iq、以及d轴电感Ld和q轴电感Lq，计算电流校正方向θI；以及电流校正量分解部106，该电流校正量分解部106基于电流校正量ΔI和电流校正方向θI，计算用于在电流校正量加法部102的校正中所使用的d轴电流校正量ΔId1 和q轴电流校正量ΔIq1，电流校正量加法部102通过将d轴电流校正量ΔId1 和q轴电流校正量ΔIq1分别与d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*相加，从而计算d轴电流校正后指令Id1*和q轴电流校正后指令Iq1*。由此，在本实施方式中，基于对由电流检测部111、112、113测量出的三相交流电流Iu、 Iv、Iw进行坐标变换而得到的d轴电流Id和q轴电流Iq，来计算电流校正方向θI，并使用电流校正方向θI来校正d轴电流指令Id0*和q轴电流指令 Iq0*，因此，即使是细微的电流变化，也能对d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*进行校正。因此，能利用弱磁控制迅速地使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆300内。

实施方式2.

以下，对本发明实施方式2所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置(以下，简称为控制装置)进行说明。图2是示出实施方式2所涉及的控制装置的结构的框图。图5是实施方式2的控制装置中的电流矢量图。此外，图6是实施方式2的控制装置中的电压矢量图。另外，对于图5及图6，由于与实施方式1相同，因此这里省略其说明。

上述实施方式1中，对使用从电流坐标变换部109输出的d轴电流Id和q 轴电流Iq来计算电流校正方向θI的示例进行了说明。d轴电流Id和q轴电流 Iq通过对由电流检测部111、112、113测量出的三相交流电流Iu、Iv、Iw进行坐标变换而得到。

另一方面，本实施方式2中，与上述实施方式1不同，使用从电子控制装置(ECU)150输出的d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*来计算电流校正方向θI。

因此，在本实施方式2中，如图2所示，设有电流校正方向计算部108A，以代替图1的电流校正方向计算部108。对于其他结构和动作，由于与实施方式1相同，因此这里省略其说明。

在本实施方式2中，从电子控制装置(ECU)150向电流校正方向计算部 108A输入d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*。此外，电流校正方向计算部108A从存储器中获取d轴电感Ld和q轴电感Lq。电流校正方向计算部108A 基于d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*、以及d轴电感Ld和q轴电感Lq，利用下述式(11)，对电流校正方向θI进行计算。

【数学式6】

如上所述，在本实施方式2中，使用来自电子控制装置(ECU)150的d 轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*来计算电流校正方向θI，因此可以期待下述效果。

与利用对由电流检测部111、112、113测量出的三相交流电流进行坐标变换而得到的d轴电流Id和q轴电流Iq来计算电流校正方向θI的情况相比，没有因电流检测部而引起的反馈时间延迟，因此，即使在电子控制装置 (ECU)150的电流指令突然发生变化的情况下，也能迅速地使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内。

实施方式3.

以下，对本发明实施方式3所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置(以下，简称为控制装置)进行说明。图3是示出实施方式3所涉及的控制装置的结构的框图。图5是实施方式3的控制装置中的电流矢量图。此外，图6是实施方式3的控制装置中的电压矢量图。另外，对于图5及图6，由于与实施方式1相同，因此这里省略其说明。

本实施方式3中，与上述实施方式1、2不同，使用从电流坐标变换部109 输出的d轴电流Id和q轴电流Iq、以及从电子控制装置(ECU)150输出的d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*，来计算电流校正方向θI。

因此，在本实施方式3中，如图3所示，设有电流校正方向计算部108B，以代替图1的电流校正方向计算部108。

此外，如图3所示，设有电流混合部114。电流混合部114利用下述式(12)，将从电流坐标变换部109输出的d轴电流Id和q轴电流Iq、与从电子控制装置(ECU)150输出的d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*相加，从而输出d轴混合电流Idmix和q轴混合电流Iqmix。

对于其他结构和动作，由于与实施方式1相同，因此这里省略其说明。

Idmix＝Id+Id0* (12)

Iqmix＝Iq+Iq0*

在本实施方式3中，从电流混合部114向电流校正方向计算部108B输入d 轴混合电流Idmix和q轴混合电流Iqmix。此外，电流校正方向计算部108B从存储器中获取d轴电感Ld和q轴电感Lq。电流校正方向计算部108B基于d轴混合电流Idmix和q轴混合电流Iqmix、以及d轴电感Ld和q轴电感Lq，利用下述式(13)，对电流校正方向θI进行计算。

【数学式7】

如上所述，在本实施方式3中，通过使用d轴混合电流Idmix和q轴混合电流Iqmix来计算电流校正方向θI，从而可以期待下述的效果。另外，如上所述，d轴混合电流Idmix和q轴混合电流Iqmix不仅包含对由电流检测部 111、112、113测量出的三相交流电流进行坐标变换而得到的d轴电流Id和q 轴电流Iq，也包含从电子控制装置(ECU)150输出的d轴电流指令Id0*和q 轴电流指令Iq0*。

本实施方式3中，基于包含d轴电流Id和q轴电流Iq在内的d轴混合电流 Idmix和q轴混合电流Iqmix来计算电流校正方向θI，并使用电流校正方向θI来校正d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*，因此，与实施方式1同样地，即使是细微的电流变化，也能对d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0* 进行校正。

此外，在本实施方式3中，使得在d轴混合电流Idmix和q轴混合电流 Iqmix中也包含电子控制装置(ECU)150的电流指令Id0*和Iq0*，因此，与仅利用d轴电流Id和q轴电流Iq来计算电流校正方向θI的情况相比，即使在电子控制装置(ECU)150的电流指令突然发生变化的情况下，也能将该突然发生的变化考虑在内，迅速地使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内。

实施方式4.

以下，对本发明实施方式4所涉及的永磁体型旋转电机的控制装置(以下，简称为控制装置)进行说明。图4是示出实施方式4所涉及的控制装置的结构的框图。图5是实施方式4的控制装置中的电流矢量图。此外，图6是实施方式4的控制装置中的电压矢量图。另外，对于图5及图6，由于与实施方式1相同，因此这里省略其说明。

本实施方式4中，与上述实施方式1不同，如图4所示，设有电压恒定项生成部115。向电压恒定项生成部115输入从电流控制部103输出的d轴电压非干涉项Vddc和q轴电压非干涉项Vqdc、以及d轴电压积分项Vdi和q轴电压积分项Vqi。电压恒定项生成部115利用下述式(14)，将d轴电压非干涉项 Vddc和q轴电压非干涉项Vqdc、与d轴电压积分项Vdi和q轴电压积分项Vqi相加，从而输出d轴电压恒定项Vdconst和q轴电压恒定项Vqconst。

Vdconst＝Vdi+Vddc (14)

Vqconst＝Vqi+Vqdc

此外，在本实施方式4中，如图4所示，设有电流校正方向计算部108C，以代替图1的电流校正方向计算部108。

对于其他结构和动作，由于与实施方式1相同，因此这里省略其说明。

在本实施方式4中，从电压恒定项生成部115向电流校正方向计算部 108C输入d轴电压恒定项Vdconst和q轴电压恒定项Vqconst。此外，电流校正方向计算部108C从存储器中获取d轴电感Ld和q轴电感Lq。电流校正方向计算部108C基于d轴电压恒定项Vdconst和q轴电压恒定项Vqconst、以及d轴电感Ld和q轴电感Lq，利用下述式(15)，对电流校正方向θI进行计算。

【数学式8】

如上所述，在本实施方式4中，通过d轴电压恒定项Vdconst和q轴电压恒定项Vqconst来计算电流校正方向θI，并使用该电流校正方向θI来校正 d轴电流指令Id0*和q轴电流指令Iq0*，因此可以期待下述效果。

在本实施方式中，基于d轴电压恒定项Vdconst和q轴电压恒定项 Vqconst来计算电流校正方向θI，因此，即使在永磁体型旋转电机100的各定子、转子、电枢等的温度发生变化的情况下，也能利用弱磁控制使感应电压收敛在与电源电压相对应的最大电压圆内。

Claims (5)

1.一种永磁体型旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述永磁体型旋转电机包括：

转子，该转子具备永磁体；以及

定子，该定子具备产生使所述转子旋转的旋转磁场的线圈，

所述控制装置包括：

逆变器，该逆变器输入有交流电压指令，并基于所述交流电压指令，向所述永磁体型旋转电机施加交流电压；

磁极位置检测部，该磁极位置检测部检测所述转子的磁极位置；

电流检测部，该电流检测部检测在所述逆变器和所述永磁体型旋转电机之间流过的交流电流；

电流坐标变换部，该电流坐标变换部以所述磁极位置的励磁方向为d轴、以与所述d轴正交的方向为q轴，将由所述电流检测部检测出的所述交流电流变换成d轴电流和q轴电流；

电流校正量加法部，该电流校正量加法部从外部输入有d轴电流指令和q轴电流指令，对所述d轴电流指令和所述q轴电流指令进行校正，并输出d轴电流校正后指令和q轴电流校正后指令；

电流控制部，该电流控制部基于所述d轴电流和所述q轴电流、以及所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令，来计算d轴电压非干涉项和q轴电压非干涉项、d轴电压比例项和q轴电压比例项、以及d轴电压积分项和q轴电压积分项，以使得所述d轴电流和所述q轴电流跟随所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令；

电压指令生成部，该电压指令生成部基于所述d轴电压非干涉项和所述q轴电压非干涉项、所述d轴电压比例项和所述q轴电压比例项、以及所述d轴电压积分项和所述q轴电压积分项，生成d轴电压指令和q轴电压指令；

电压坐标变换部，该电压坐标变换部将所述d轴电压指令和所述q轴电压指令变换成用于向所述逆变器输入的所述交流电压指令；

电压偏差计算部，该电压偏差计算部对从所述电压指令生成部输出的所述d轴电压指令和所述q轴电压指令与电源电压所对应的最大电压之间的偏差即电压偏差进行计算；

电流校正量计算部，该电流校正量计算部根据所述电压偏差来计算电流校正量；

电感存储部，该电感存储部预先存储d轴电感和q轴电感，以作为固定值、或作为以所述d轴电流和所述q轴电流为变量的映射值；

电流校正方向计算部，该电流校正方向计算部基于所述d轴电流和所述q轴电流与所述d轴电流指令和所述q轴电流指令中的至少任一方、以及所述d轴电感和所述q轴电感，计算电流校正方向，从而能够迅速地使感应电压收敛，而不偏离与所述电源电压相对应的最大电压圆内；以及

电流校正量分解部，该电流校正量分解部基于所述电流校正量和所述电流校正方向，计算用于所述电流校正量加法部的所述校正中的d轴电流校正量和q轴电流校正量，

所述电流校正量加法部通过将所述d轴电流校正量和所述q轴电流校正量分别与所述d轴电流指令和所述q轴电流指令相加，从而计算所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令。

2.如权利要求1所述的永磁体型旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流校正方向计算部基于所述d轴电流和所述q轴电流、以及所述d轴电感和所述q轴电感，来计算所述电流校正方向。

3.如权利要求1所述的永磁体型旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流校正方向计算部基于所述d轴电流指令和所述q轴电流指令、以及所述d轴电感和所述q轴电感，来计算所述电流校正方向。

4.如权利要求1所述的永磁体型旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述电流校正方向计算部基于将所述d轴电流指令和所述q轴电流指令分别与所述d轴电流和所述q轴电流相加而得到的d轴混合电流和q轴混合电流、以及所述d轴电感和所述q轴电感，来计算所述电流校正方向。

5.一种永磁体型旋转电机的控制装置，其特征在于，

所述永磁体型旋转电机包括：

转子，该转子具备永磁体；以及

定子，该定子具备产生使所述转子旋转的旋转磁场的线圈，

所述控制装置包括：

逆变器，该逆变器输入有交流电压指令，并基于所述交流电压指令，向所述永磁体型旋转电机施加交流电压；

磁极位置检测部，该磁极位置检测部检测所述转子的磁极位置；

电流检测部，该电流检测部检测在所述逆变器和所述永磁体型旋转电机之间流过的交流电流；

电流坐标变换部，该电流坐标变换部以所述磁极位置的励磁方向为d轴、以与所述d轴正交的方向为q轴，将由所述电流检测部检测出的所述交流电流变换成d轴电流和q轴电流；

电流校正量加法部，该电流校正量加法部从外部输入有d轴电流指令和q轴电流指令，对所述d轴电流指令和所述q轴电流指令进行校正，并输出d轴电流校正后指令和q轴电流校正后指令；

电流控制部，该电流控制部基于所述d轴电流和所述q轴电流、以及所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令，来计算d轴电压非干涉项和q轴电压非干涉项、d轴电压比例项和q轴电压比例项、以及d轴电压积分项和q轴电压积分项，以使得所述d轴电流和所述q轴电流跟随所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令；

电压指令生成部，该电压指令生成部基于所述d轴电压非干涉项和所述q轴电压非干涉项、所述d轴电压比例项和所述q轴电压比例项、以及所述d轴电压积分项和所述q轴电压积分项，生成d轴电压指令和q轴电压指令；

电压坐标变换部，该电压坐标变换部将所述d轴电压指令和所述q轴电压指令变换成用于向所述逆变器输入的所述交流电压指令；

电压偏差计算部，该电压偏差计算部对从所述电压指令生成部输出的所述d轴电压指令和所述q轴电压指令与电源电压所对应的最大电压之间的偏差即电压偏差进行计算；

电流校正量计算部，该电流校正量计算部根据所述电压偏差来计算电流校正量；

电压恒定项生成部，该电压恒定项生成部基于从所述电流控制部输出的所述d轴电压非干涉项和所述q轴电压非干涉项、以及所述d轴电压积分项和所述q轴电压积分项，来计算d轴电压恒定项和q轴电压恒定项；

电感存储部，该电感存储部预先存储d轴电感和q轴电感，以作为固定值、或作为以所述d轴电流和所述q轴电流为变量的映射值；

电流校正方向计算部，该电流校正方向计算部基于从所述电压恒定项生成部输出的所述d轴电压恒定项和所述q轴电压恒定项、以及所述d轴电感和所述q轴电感，来计算电流校正方向，从而能够迅速地使感应电压收敛，而不偏离与所述电源电压相对应的最大电压圆内；以及

电流校正量分解部，该电流校正量分解部基于所述电流校正量和所述电流校正方向，计算用于所述电流校正量加法部的所述校正中的d轴电流校正量和q轴电流校正量，

所述电流校正量加法部通过将所述d轴电流校正量和所述q轴电流校正量分别与所述d轴电流指令和所述q轴电流指令相加，从而计算所述d轴电流校正后指令和所述q轴电流校正后指令。

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