CN112075021A - 电动机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明实现一种电动机控制装置，能高精度地计算用于校正角度传感器的旋转角度信号的相位的旋转角度校正值。包括旋转角度校正量运算部(30)，基于从角度传感器(16)输出的交流电动机(15)的旋转角度信号和从电流检测部(21)输出的交流电动机(15)的电流检测信号，来计算对所述旋转角度信号与交流电动机(15)的磁极位置之间的旋转角度误差进行校正的旋转角度校正量，旋转角度校正量运算部(30)基于使交流电动机(15)的绕组端子间短路时的电流检测信号，来计算直流分量的旋转角度校正量和交流分量的旋转角度校正量中的至少任意一方的旋转角度校正量。

Description

电动机控制装置

技术领域

本申请涉及通过逆变器对交流电动机进行驱动控制的电动机控制装置。

背景技术

在通过逆变器对交流电动机进行驱动控制的情况下，使用角度传感器以准确地检测交流电动机的转子的磁极位置。然而，在制造交流电动机时，由于该角度传感器的安装位置没有被严格管理，因此，在交流电动机不通电时的感应电动势的相位(是与后述的d轴方向相一致的相位，以下，称为“磁极位置”)与基于角传感器的旋转角度信号之间通常会存在旋转角度误差。

若放任该旋转角度误差不管，则由于无法使从逆变器提供给交流电动机的电流矢量根据交流电动机的旋转以计划的转矩或计划的效率进行旋转，因此，需要在交流电动机启动时或初次启动时，通过某种方法来检测旋转角度误差，并将其检测值作为旋转角度校正量对旋转角度信号的相位进行校正。

鉴于上述这一点，例如在专利文献1中公开了一种电动机控制装置，在使交流电动机空转的状态下控制逆变器的半导体开关元件，使设置于交流电动机的定子上的电枢绕组短路，根据电枢绕组中产生的因无负荷感应电动势而流过的绕组电流，来对所述旋转角度误差进行推测。

更详细而言，在专利文献1中使用专利文献2所公开的方法，即，使用以三相绕组的U相为基准的αβ坐标系，检测较短的短路时间内的电流，并根据此时的电流相位来计算旋转角度校正量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013－21843号公报

专利文献2：日本专利特开平11－75394号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在这样的电动机控制装置中，基于旋转角频率、经过一定时间后的时间、以及以三相绕组的U相为基准的αβ坐标系中的电流相位，来对磁极位置进行推测计算，并计算所述旋转角度信号和所述磁极位置之间的平均旋转角度误差(本说明书中，称为“直流分量的旋转角度误差”)。如上所述，在现有电动机控制装置中，存在如下问题：仅考虑角度传感器的旋转角度信号中所包含的直流分量的旋转角度误差，旋转角度信号和磁极位置之间的角度误差的交流分量(本说明书中，称为“交流分量的旋转角度误差”)主要作为旋转角度误差而余留。

另外，在计算直流分量的旋转角度误差时，由于在以三相绕组的U相为基准的αβ坐标系中对电流相位进行推测计算，因此必须将αβ坐标系中的电流检测值作为交流信号来进行处理。因此，存在下述问题：由于用于去除电流检测信号的噪声的滤波处理会引起时间延迟，使得旋转角度误差进一步增大。

另外，由于使用以旋转角频率振荡的电流经过一定时间后的时间内的电流来计算旋转角度误差，因此，通过了时间常数较大的滤波器后的电流检测信号将无法使用。因此，存在下述问题：不得不使用电流传感器的包含较多噪声的电流检测信号，磁极位置的推测误差变大。

而且，在交流电动机低速旋转时，因交流电动机的线圈电阻值引起的电压降对电流变化的影响、或因交流电动机的转速不稳定引起的速度变动是无法忽视的，因此，这些原因也会导致旋转角度的计算误差变大的问题。

本申请公开了用于解决上述那样的问题的技术，其目的在于，提供一种电动机控制装置，能高精度地计算用于校正角度传感器的旋转角度信号的相位的旋转角度校正值。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请所公开的电动机控制装置，包括：电动机控制电路，该电动机控制电路控制向交流电动机进行供电的逆变器，并且输入从角度传感器输出的所述交流电动机的旋转角度信号和从电流检测部输出的所述交流电动机的电流检测信号；旋转角度校正量运算部，该旋转角度校正量运算部基于所述旋转角度信号和所述电流检测信号，计算对所述旋转角度信号与所述交流电动机的磁极位置之间的旋转角度误差进行校正的旋转角度校正量；以及旋转角度校正部，该旋转角度校正部对由所述旋转角度校正量运算部计算出的旋转角度校正量进行存储，并读取所述存储的旋转角度校正量来对所述旋转角度信号进行校正，所述电动机控制装置是一种基于由所述旋转角度校正部进行校正后得到的旋转角度信号来进行所述交流电动机的控制的控制装置，其特征在于，

所述旋转角度校正量运算部基于使所述交流电动机的绕组端子间短路时的电流检测信号，来计算直流分量的旋转角度校正量和交流分量的旋转角度校正量中的至少任意一方的旋转角度校正量。

发明效果

根据本申请所公开的电动机控制装置，由于根据交流电动机的绕组端子间短路时的电流检测信号的相位信息，来计算直流分量的旋转角度校正量和交流分量的旋转角度校正量、或直流分量的旋转角度校正量和交流分量的旋转角度校正量中的任意一个，因此，具有可以高精度地计算用于校正角度传感器的旋转角度信号的相位的旋转角度校正量。

本申请的上述以外的目的、特征、观点及效果通过参照附图的以下详细说明将进一步变得明确。

附图说明

图1是包含实施方式1所涉及的电动机控制装置的系统的结构框图。

图2A是实施方式1所涉及的电动机控制装置的旋转角度校正量运算部计算旋转角度校正量的流程图。

图2B是实施方式1所涉及的电动机控制装置的旋转角度校正量运算部计算旋转角度校正量的流程图。

图3是计算实施方式1所涉及的电动机控制装置的旋转角度校正部计算校正后的旋转角度信号的流程图。

图4是示出实施方式1所涉及的电动机控制装置的旋转角度校正部的硬件结构的一例的图。

图5是示出由实施方式1所涉及的电动机控制装置控制的交流电动机的电流相位的图。

图6是示出由实施方式1所涉及的电动机控制装置控制的交流电动机的绕组端子间短路时的电流的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本申请所涉及的电动机控制装置的优选实施方式进行说明。

实施方式1.

图1是包含实施方式1所涉及的电动机控制装置的系统的结构框图。图1中的图示还包含向逆变器电路提供直流功率并且利用再生功率进行充电的电池等直流电源、以及控制对象的交流电动机。

图1中，电动机控制装置10经由功率开关器11通过直流母线12a、12b与直流电源13相连接，与直流电源13进行驱动功率或再生功率的交换。电动机控制装置10通过交流母线14与交流电动机15相连接，与交流电动机15进行驱动功率或再生功率的交换。

另外，交流电动机15中设置有对交流电动机15的旋转角度进行检测的角度传感器16。另外，交流电动机15是对负载进行旋转驱动并且能够将负载的旋转能量再生为电能的交流电动机，例如使用永磁体三相交流同步电动机或三相无刷电动机。

电动机控制装置10由逆变器电路17和电动机控制电路18构成。逆变器电路17由连接在电源输入侧的直流母线12a、12b间的电容器19、对逆变器电路17的直流母线电压进行检测的电压检测部20以及后述的多个开关元件构成，包括进行直流/交流的功率转换的功率转换电路21、和对流过交流母线14的交流电动机15的电流进行检测的电流检测部22。

电容器19具有抑制直流母线电压的纹波的功能、使逆变器电路17的电源阻抗降低来使逆变器电路17的交流电流驱动能力提高的功能、以及吸收浪涌电压的功能等。另外，电压检测部20通过分压电阻等将直流母线电压分压为可在电动机控制电路18中读取的电压，向电动机控制电路18输出直流母线电压信息。

功率转换电路21是公知的将六个开关元件进行全桥连接而得到的逆变器。即，如图1所示，开关元件23、24、开关元件25、26、开关元件27、28各自彼此串联连接，且并联连接至直流电源13。

另外，开关元件23、24的中点与交流电动机15的U相的输入相连接，开关元件25、26的中点与交流电动机15的V相的输入相连接，开关元件27、28的中点与交流电动机15的W相的输入相连接。

此处，将连接至直流电源13的正极侧即直流母线12a的开关元件23、25、27称为上段侧开关元件，将连接至直流电源的负极侧即直流母线12b的开关元件24、26、28称为下段侧开关元件。

开关元件23至28使用例如图1所示的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor：金属氧化物半导体场效应管)或IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)等。另外，在开关元件23至28各MOSFET中，将从直流电源13的负极侧朝向正极侧的方向、即从下段侧朝向上段侧的方向作为正方向，并联地设置有续流二极管。

电流检测部22对流过交流母线14的电动机电流进行检测，将电流转换为电压并将交流电动机15的电流信息输出至电动机控制电路18。图1中，示出了通过分流电阻来检测电流的结构。另外，电流检测部22可以设为使用了霍尔元件等的电流传感器。

功率开关器11对直流电源13和电动机控制装置10之间的功率交换进行控制。具体而言，功率开关器11在交流电动机15的再生运行时直流电源13的电压达到设定值以上的情况下、或者直流电源13的电压因直流电源13的消耗等而达到设定值以下的情况下、流过直流电源13的电流达到设定值以上的情况下、以及检测到车辆的故障或碰撞的情况下等，通过未图示的上位系统而被控制为开放状态。

另外，角度传感器16通过旋转变压器或编码器等对交流电动机15的转子旋转角θm进行检测。由角度传感器16检测出的转子旋转角θm经由旋转角度校正部29输出至电动机控制电路18。另外，转子旋转角θm基于交流电动机15的永磁体的极对数换算成电气角(相当于磁极位置的旋转角度)θ。

电动机控制电路18掌管电动机控制装置整体的控制，由微控制器和驱动电路等构成。旋转角度校正量运算部30接受来自上位控制器的旋转角度校正学习开始标志，根据来自旋转角度校正部29的输出即校正后的旋转角度信号和由电动机控制电路18检测到的交流电动机15的电流检测信号，来计算旋转角度校正量，并向旋转角度校正部29输出新的旋转角度校正量。此外，图1中的图示将旋转角度校正部29和旋转角度校正量运算部30分别从电动机控制电路18中分离出，但可以构成为旋转角度校正部29和旋转角度校正量运算部30包括在电动机控制电路18中。

图2A和图2B是由旋转角度校正量运算部30执行的计算交流电动机15的旋转角度校正量的流程图，例如，由省略图示的微机所构成的电动机控制电路18以固定周期调取并重复一系列处理来执行。以下，对图2A和图2B的流程图中的处理进行详细说明。

首先，在步骤S101中，旋转角度校正量运算部30读取来自上位控制器的旋转角度校正量学习开始标志、旋转角度校正量学习完成标志、电流检测信号、通过电动机控制电路18根据旋转角度信号运算出的转速ω以及由旋转角度校正部29计算出的校正后的旋转角度信号。此外，在图2A和图2B的流程图的处理第一次完成之前的情况下，校正后的旋转角度信号将前一次或第一次预先设定的值取为校正量。

接着，在步骤S102中，判定是否是所述旋转角度校正量学习开始标志有效且所述旋转角度校正量学习完成标志无效。在所述旋转角度校正量学习开始标志有效且所述旋转角度校正量学习完成标志无效的情况下，前进至步骤S103，否则前进至步骤S111。

接着，在步骤S103中，对当前转速是否大于预先设定的最低转速进行判定，在当前转速大于预先设定的最低转速的情况下，前进至步骤S104，否则前进至步骤S111。此处，所述最低转速是根据交流电动机15的特性和旋转角度校正量的请求(需要)精度来决定的转速，其决定方法将在后面叙述。

在步骤S104中，向交流电动机15输出三相短路指令(通过电动机控制电路18对开关元件23至28发出信号以使绕组端子间的三相全部短路的指令)，并前进至步骤S105。

接着，在步骤S105中，对三相短路指令开始后的时间进行计时，并前进至步骤S106。在步骤S106中，对开始输出三相短路指令后的时间是否大于预先设定的开始运算旋转角度校正量时间进行判定，在开始输出三相短路指令后的时间大于预先设定的开始运算旋转角度校正量时间的情况下，前进至步骤S107，否则结束本次运算周期中的运算处理。在步骤S107中，通过后述的式9或式10运算旋转角度校正量，并前进至步骤S108。在步骤S108中，对开始运算旋转角度校正量后的时间进行计时，并前进至步骤S109。

在步骤S109中，对开始运算旋转角度校正量后的时间是否为规定时间以上进行判定，在开始运算旋转角度校正量后的时间为规定时间以上的情况下，前进至步骤S110，否则结束本次运算周期中的运算处理。此外，步骤S109中的规定时间的决定方法将在后面叙述。

在步骤S110中，将旋转角度校正量学习完成标志设为有效，并且将旋转角度校正量输出至旋转角度校正部29，并且结束处理。步骤S111中，解除三相短路指令，结束本次运算周期中的运算处理。

图3是旋转角度校正部29计算校正后的旋转角度信号的流程图，例如构成为由省略图示的微机所构成的电动机控制电路18以固定周期调取并重复处理。以下，对图3的流程图中的处理进行详细说明。

旋转角度校正部29接受来自旋转角度校正量运算部30的旋转角度校正量学习完成标志、旋转角度校正量、以及来自角度传感器16的旋转角度信号，并输出校正后的旋转角度信号。

在图3的流程图中，首先，在步骤S201中，旋转角度校正部29读取来自旋转角度校正量运算部30的旋转角度校正量学习完成标志、旋转角度校正量以及来自角度传感器16的旋转角度信号。

接着，在步骤S202中，若图3的流程图的运算为电动机控制装置10的动作开始后的第二次及以后，则前进至步骤S203，否则前进至步骤S206。在步骤S206中，对旋转角度校正量设置初始值，并前进至步骤S203。在步骤S203中，对旋转角度校正量学习完成标志是否有效进行判定，若旋转角度校正量学习完成标志有效，则前进至步骤S204，否则前进至步骤S205。在步骤S204中，对当前的旋转角度校正量进行存储，并前进至步骤S205。在步骤S205中，将存储的旋转角度校正量与来自角度传感器16的旋转角度信号相加，并将相加而得到的信号作为校正后的旋转角度信号，输出至电动机控制电路18、旋转角度校正量运算部30，结束运算周期中的运算处理。

另外，如图4中示出了硬件的一例那样，旋转角度校正部29由处理器31和储存装置32构成。存储装置32中，虽然未图示，但具备随机存取储存器等易失性存储装置、和闪存等非易失性的辅助存储装置。另外，也可以具备硬盘这样的辅助存储装置以代替闪存。处理器31执行从存储装置32输入的程序。该情况下，从辅助存储装置经由易失性存储装置向处理器31输入程序。另外，处理器31可以将运算结果等数据输出至存储装置32的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置将数据保存至辅助存储装置。另外，旋转角度校正量运算部30也由与旋转角度校正部29同样的硬件来构成。

接着，对本实施方式中能高精度计算旋转角度校正量的原理进行说明，并且对所述步骤S103中的最低转速的决定方法和所述步骤S109中的规定时间的决定方法进行说明。此外，以下，对三相的永磁体同步电动机进行说明，但也可以是三相以外的多相电动机。另外，可以是永磁体以外的电动机，也可以是在使交流电动机的绕组端子间短路时有电流流过的电动机。

将交流电动机15的N极的方向设为d轴，将与该d轴正交的方向设为q轴，校正后的旋转角度信号视作为与交流电动机15的磁极位置相一致，电动机控制电路18使用校正后的旋转角度信号转换成dq坐标系，并计算交流电动机15的端子电压vd、vq、交流电动机15的电枢电流id、iq。

以下，作为校正后的旋转角度信号与交流电动机15的磁极位置完全一致的状态，使用转换成dq坐标系的交流电动机15的电压方程式来进行说明。此处，式1是转换成dq坐标系的交流电动机15的电压方程式式1中，v是电动机绕组的端子电压，i是电枢电流，p是微分算子，ω是转子的旋转角速度(转速)，φ是反电动势常数，R是电动机绕组的电阻，L是电动机绕组的电感，下标d、q是各量的d轴、q轴分量。

[数学式1]

在使交流电动机15的绕组端子间短路时，交流电动机15的端子电压vd、vq为零。另外，在为交流电动机15的绕组的时间常数(例如，由电动机绕组的电感L/电动机绕组的电阻R所计算出的值)以上、且转速较高的状态下，由于使交流电动机15的绕组端子间短路时的dq轴分量的电流大致恒定，因此，式1可以表示为式2。

[数学式2]

根据式2求出使交流电动机15的绕组端子间短路时的电枢电流id、iq如式3所示。

[数学式3]

根据式(3)，在视作ω＞＞(R/Lq)那样的交流电动机15的旋转角速度(转速)ω是足够高的转速的情况下，由于id＝-φ/Ld，iq＝0，因此dq坐标系中的电流相位逐渐接近d轴。根据式3的电枢电流以磁极位置(d轴方向)为基准求出电流相位如式4所示。在交流电动机15的旋转角速度(转速)ω相对于R/Lq足够高的情况下，可知电枢电流的相位θcur与d轴方向相一致(在本实施方式中，当ω变大时，为了使式4的角度为0度时与d轴一致，将电动机电流id、iq乘以-1，这一点需要注意)。此外，在交流电动机15的绕组的电阻R、电感Lq和旋转角速度(转速)ω通过测定、或事先分析等以一定程度的精度而可知的情况下，即使旋转角速度(转数)ω较低的情况下，也可直接计算式4的R/(ω·Lq)，从而计算电流相位与d轴的偏差。

[数学式4]

θcur＝atan2(-id.-iq)＝atan2(-1.-R/(ω·Lq))…(4)

由电流检测部22检测出的电流检测信号iu、iv和iw使用来自角度传感器16的旋转角度信号θc，根据式5的坐标转换来计算电动机控制电路18中的dq轴电流idc和iqc

[数学式5]

电动机控制电路18中的dq轴电流的相位θcur’通过与式4相同的计算，利用式6来计算。

[数学式6]

θcur’＝atan2(-idc.-iqc)…·(6)

在来自角度传感器16的旋转角度信号θc的原点相对于磁极位置(d轴方向)偏移了Δθ的情况下，θcur′＝θcur+Δθ。由此可知，使用式4和式6，通过式7求出来自角度传感器16的旋转角度信号θc的原点的偏移Δθ。

[数学式7]

Δθ＝θcur’-θcur

＝atan2(-idc，-iqc)-atan2(-1.-R/(ω·Lq))…(7)

可知，若将旋转角度校正量θcomp设为-Δθ，利用式8来对电动机控制电路18中的dq轴电流的相位θcur’进行校正，则能计算交流电动机15的磁极位置。

[数学式8]

θcur＝θcur’+θcomp＝θcur’-Δθ...(8)

此外，本实施方式中，在图2A和图2B的流程图的步骤S107中，将上述θcomp(相当于Δθ的量)计算为旋转角度校正量。

接着，对所述步骤S103中的最低转速的决定方法和所述步骤S109中的规定时间的决定方法进行说明。

在交流电动机15中，图5(a)示出根据式3求出电枢电流id、iq的情况，图5(b)示出根据式4求出电流相位的情况。从图5(a)可知，转速越高，则电枢电流iq越小，电枢电流id为固定值。另外，从图5(b)可知，关于电流相位，转速越高则电流相位越接近零(d轴)，电流相位与d轴(图5(b)中的纵轴0deg相当于d轴)之差成为2度以下这样小的值。由此，通过确定转速以使电枢电流的电流相位与d轴方向之间的相位差成为规定值以下，从而如式9、式10所示那样，不依赖于交流电动机15的绕组的电阻R或电感Lq的值，而能以规定的角度精度来求出与d轴方向的偏差。

[数学式9]

θcomp＝-Δθ＝-θcur’+θcur

＝-atan2(-idc.-iqc)+atan2(-1.-R/(ω·Lq))…(9)

在转速足够高的情况下，

由此，通过设定最低转速，以使图2A和图2B的流程图的步骤S103中的最低转速成为比R/Lq要足够高的转速，更具体而言，使利用式4计算的角度误差成为规定值以下，从而可以高精度地求出d轴方向的角度，由此，可以高精度地求出交流电动机15的角度传感器16的原点与磁极位置原点(d轴方向)之间的偏差。

在交流电动机15旋转过程中使绕组端子短路的情况下，如图6所示，在电枢电流id、iq中产生电流振荡。当电枢电流id和iq振荡时，所述旋转角度校正量的计算精度劣化。从图6可知，由于电枢电流id、iq的振荡随着时间的经过而衰减，因此通过在等待电枢电流id、iq的振动足够衰减之后，根据图2A和图2B的流程图来求出电流相位，从而可以高精度地求出旋转角度校正量。

在图2A和2B的流程图中可知，将步骤S106中的开始运算旋转角度校正量时间设定为到电枢电流id和iq的电流振荡衰减为止的时间即可。

在所述式9中，交流电动机15的电阻R的值根据温度而变化，因此，若使用根据温度对电阻R的值进行校正而得到的值，则可以减小旋转角度校正量的计算误差。

另外，已知交流电动机15的电感受到流过交流电动机15的电流引起的磁饱和的影响，其值会发生变化。因此，通过将根据流过交流电动机15的电流来变更电感Lq而得到的值用于所述式9，从而可以减小旋转角度校正量的误差。另外，与流过交流电动机15的电流值相对应的电感Lq也可以作为表格数据存储于微机中，或者根据近似函数来计算。

作为旋转角度校正量的计算误差变大的主要原因，存在下述等主要原因，即：包含用于电流检测部22的电路在内的电流传感器的相位延迟、电流传感器的滤波器的相位延迟、角度传感器信号的相位延迟、角度传感器16的滤波器的相位延迟等。因此，通过将图2A和2B的流程图的步骤S106的旋转角度校正量与对这些相位延迟进行补偿的角度相加以对这些延迟进行补偿，从而可以减小旋转角度校正量的计算误差。此外，也可以将所述电流传感器的相位延迟、电流传感器的滤波器的相位延迟、角度传感器信号的相位延迟、角度传感器16的滤波器的相位延迟作为表格数据存储于微机上，或者根据近似函数来计算。

在本实施方式中，如图3的流程图中所记载的那样，设为基于旋转角度校正量学习完成标志来存储旋转角度校正量。由此，由于存储有规定转速以上的电流检测值的相位信息，因此可以防止由于转速较低而导致的旋转角度校正量的计算误差增加。

在本实施方式的电动机控制装置10中，需要使交流电动机15旋转至规定转速以上以计算旋转角度校正量。作为其中一种方法，例如，可以控制交流电动机15的速度以将其提高到规定转速以上，然后，将绕组端子切换为短路状态。

此时，在将绕组端子切换为短路状态之后，需要对作用于交流电动机15的旋转轴的负载转矩是否小于或等于使转速显著地减小的程度进行判定，以使转速不会显著降低从而执行图2A和图2B的流程图。

在本实施方式中，根据以一定转速对交流电动机15进行速度控制时的转矩或电流，来推测作用于交流电动机15的旋转轴的负载转矩，在所述负荷转矩为规定值以下的情况下，判断为绕组端子短路后的转速降低较少，实施图2A和图2B的流程图所示的角度偏移量的计算。由此，即使在作为交流电动机15的电动机参数的电动机绕组的电阻R、电感Lq无法精确掌握的情况下，也可以防止旋转角度校正量的增加。

在本实施方式的电动机控制装置10中，在将交流电动机15的绕组端子刚切换为短路状态后，有时根据动作条件会产生过电流。使交流电动机15的绕组端子短路的瞬间的电流峰值的大小从式1可知取决于在成为短路状态之前的交流电动机15的端子电压vd、vq。

因此，通过使短路前的交流电动机15的电枢电流iq尽可能接近零，并且使电枢电流id向负方向流动以接近-φ/Ld，从而可以使永磁体磁通φ引起的电压ωφ接近零，并可以使短路前的交流电动机15的端子电压vd、vq接近零。由此，可以可靠地防止交流电动机15的绕组端子刚切换为短路状态后产生的过电流。另外，在交流电动机15的绕组端子短路前，通过在使检测过电流的诊断、停止功能变为无效后切换为短路状态，从而可以更可靠地防止过电流引起的短路。

此外，在本实施方式中，示出了对直流分量的旋转角度校正量进行计算，但若使用交流电动机15的电枢电流id和iq的电流相位，则还可以计算来自角度传感器16的旋转角度信号中所包含的交流分量的旋转角度校正量。由此，可高精度地计算用于校正角度传感器16的旋转角度信号的相位的旋转角度校正量。另外，通过将交流分量的旋转角度校正量与最终计算的校正后的旋转角度信号相加，从而可以提高校正后的旋转角度信号的精度。

上述中，对实施方式1中进行了详细说明，但作为其他实施方式，若根据转速在实施方式1所示的根据交流电动机15的绕组端子短路时的电流相位来计算旋转角度校正量的方式、与控制逆变器电路17以使交流电动机15的电枢电流维持在id＝0、iq＝0并根据此时用于控制交流电动机15的电压指令vd’、vq’的相位来计算旋转角度校正量的方式之间进行切换(式1中，vd＝0，vq＝ωφ，根据atan 2(vd，vq)，求出在角度传感器、电动机不通电时的感应电动势的相位与基于磁极位置传感器的磁极位置检测信号的相位之间的相位差)，则即使在短路电流较小的低速旋转时，也可以使用电压指令vd'、vq'，来高精度地计算旋转角度校正量。

本申请记载了例示性的实施方式，但实施方式所记载的各种特征、形态及功能并不限于特定的实施方式的适用，能单独或以各种组合适用于实施方式。

因此，在本申请所公开的技术范围内设想了有无数未举例示出的变型。例如，设包括对至少一个构成要素产生变形、增加或省略的情况。

标号说明

10 电动机控制装置，

11 功率开关器，

12a、12b 直流母线，

13 直流电源，

14 交流母线，

15 交流电动机，

16 角度传感器，

17 逆变器电路，

18 电动机控制装置，

19 电容器，

20 电压检测部，

21 功率转换电路，

22 电流检测部，

23、24、25、26、27、28 开关元件，

29 旋转角度校正部，

30 旋转角度校正量运算部，

31 处理器，

32 存储装置，

i、id、iq 电枢电流

iu、iv、iw 电流检测信号，

idc、iqc dq轴电流，

θm 转子旋转角，

θc 旋转角度信号，

θcomp 旋转角度校正量，

θcur 电枢电流的相位，

θcur' dq轴电流的相位，

L、Lq 电感，

ω 旋转角速度(转速)，

R 电动机绕组的电阻，

v、vd、vq 端子电压，

vd'、vq' 电压指令。

Claims (14)

1.一种电动机控制装置，包括：

电动机控制电路，该电动机控制电路控制向交流电动机进行供电的逆变器，并且输入从角度传感器输出的所述交流电动机的旋转角度信号和从电流检测部输出的所述交流电动机的电流检测信号；

旋转角度校正量运算部，该旋转角度校正量运算部基于所述旋转角度信号和所述电流检测信号，计算对所述旋转角度信号与所述交流电动机的磁极位置之间的旋转角度误差进行校正的旋转角度校正量；以及

旋转角度校正部，该旋转角度校正部对由所述旋转角度校正量运算部计算出的旋转角度校正量进行存储，并读取所存储的所述旋转角度校正量来对所述旋转角度信号进行校正，

所述电动机控制装置是基于由所述旋转角度校正部进行校正后得到的旋转角度信号来进行所述交流电动机的控制的控制装置，其特征在于，

所述旋转角度校正量运算部基于使所述交流电动机的绕组端子间短路时的电流检测信号，来计算直流分量的旋转角度校正量和交流分量的旋转角度校正量中的至少任意一方的旋转角度校正量。

2.如权利要求1所述的电动机控制装置，其特征在于，

对于所述直流分量的旋转角度校正量和交流分量的旋转角度校正量中的至少任意一方的旋转角度校正量，根据从所述交流电动机的绕组端子间开始短路时起经过了由所述交流电动机的特性所决定的时间常数后的时间内的电流检测信号的相位信息来进行计算。

3.如权利要求2所述的电动机控制装置，其特征在于，

将电流相位校正量与所述电流检测信号的相位信息相加。

4.如权利要求3所述的电动机控制装置，其特征在于，

对于所述电流相位校正量，使用所述交流电动机的电阻值和电感值来进行计算。

5.如权利要求4所述的电动机控制装置，其特征在于，

根据所述交流电动机的温度对所述电阻值进行校正。

6.如权利要求4或5所述的电动机控制装置，其特征在于，

根据所述电流检测信号来变更所述电感值。

7.如权利要求2至6中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

由电流传感器来构成所述电流检测部，对于所述相位信息，加上所述电流检测信号的相位延迟、所述电流传感器的滤波器的相位延迟、所述旋转角度信号的相位延迟以及所述角度传感器的滤波器的相位延迟来进行补偿。

8.如权利要求7所述的电动机控制装置，其特征在于，

参照表格数据，对所述旋转角度校正量、所述电流检测信号的相位延迟、所述电流传感器的滤波器的相位延迟、所述旋转角度信号的相位延迟以及所述角度传感器的滤波器的相位延迟中的至少一个进行补偿。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

对于所述旋转角度校正量，使用根据坐标转换成与所述旋转角度信号同步的旋转坐标系而得到的电流求出的电流相位来进行计算。

10.如权利要求1至9中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

对于所述旋转角度校正量，使用规定转速以上的电流检测信号的相位信息来进行计算并存储。

11.如权利要求1至10中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

在以一定转速进行速度控制时的转矩或电流为规定值以下的情况下，对所述旋转角度校正量进行存储。

12.如权利要求1至11中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

在所述交流电动机的绕组端子间的电压成为规定值以下之后，使所述交流电动机的绕组端子间短路。

13.如权利要求1至12中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

在使所述交流电动机的绕组端子间短路之前，停止因检测过电流而引起的切断动作。

14.如权利要求1至13中任一项所述的电动机控制装置，其特征在于，

根据所述交流电动机的转速，在根据所述交流电动机的电压信息来计算旋转角度校正量的方式、与根据所述交流电动机的电流信息来计算旋转角度校正量的方式之间进行切换。

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